城市桥梁震害修复技术

李粉玲 王朋路 陈 晖

(1.西安市地下铁道有限责任公司，陕西 西安 710014; 2.西安市市政建设(集团)有限公司，陕西 西安 710000)

1 工程概况

西安市工农路高架桥主桥采用现浇预应力混凝土连续梁桥，桥跨布置为22 m+32 m+22 m，全长76 m。中跨梁高170 cm，边跨梁高100 cm～170 cm(按直线变化)。引桥采用22 m后张法预应力混凝土预制板。桥梁下部结构采用双圆柱墩、桩基础，主桥东西两侧各设四座回转楼梯梁与主桥相接，边支点支撑在主桥边墩盖梁挡块上。本文从分析桥梁震后基本情况入手，提出修复内容和修复方案，同时提出了发生余震时的施工方法预案。

2 震后基本情况

2008年5月12 日汶川地震发生时，该桥正在施工过程中，工程进度为现浇连续梁水泥混凝土桥面铺装层施工完毕，预制梁段铰缝施工完毕，混凝土桥面铺装正在进行中，防撞护栏基本施工完毕。震后对桥梁的线位、支座、梁体受损、裂缝等情况进行了全面调查，结果如下。

2.1 连续梁梁体位移

1)连续梁南端(即8号墩)中线向西偏移45 mm;2)连续梁北端(即11号墩)中线向西偏移20 mm;3)连续梁整体向北偏移8 mm(见图1)。

图1 连续梁梁体位移（单位：mm）

2.2 桥梁支座位移

空心板及楼梯部分采用板式橡胶支座，现浇梁部分采用盆式橡胶支座。震后现浇梁支座均发生不同程度的位移，支座的下盆、支座处主梁及桥墩没有发生损害。

盆式支座位移情况见图2，表1。

图2 支座位移情况

表1 支座位移 mm

2.3 桥梁结构损伤

8号墩西侧挡块开裂严重，最大裂缝宽度30 mm，东侧挡块有少量裂缝;西南楼梯梁22号墩柱顶部产生竖向裂缝，东南楼梯梁26号墩柱顶部产生水平方向裂缝;现浇梁南端局部混凝土保护层破损;预制梁部分受地震影响很小，没有发现破损、裂缝等现象。

3 桥梁修复内容及修复方案

3.1 修复内容

为保证桥梁的正常使用功能，确定修复内容如下:

1)现浇梁顶推复位。2)支座增设限位装置。3)修补8号墩盖梁挡块。4)修补人行桥22号，26号，30号墩顶裂缝及其他部位的局部混凝土保护层破损部分。

3.2 修复方案

3.2.1 现浇梁顶推复位

根据梁体位移情况判断，震后梁体基本上为绕10号墩两支座连线的中心处发生了顺时针旋转。横向回顶仍以该点作为转动中心点，利用原支座摩擦系数较小的特点，在主梁西南端、东北端设支点，用千斤顶顶推箱梁，克服支座摩阻力矩，使其逆时针旋转复位到设计位置(南端向东回位50 mm)，北端向西回位20 mm。支座摩阻系数为0.3，计算所需推力为385 kN。

在桥下8号、11号墩处安装反力架，利用墩柱及盖梁作为反力架支承构件，逆时针将现浇梁顶推复位。

施工时，先在桥下搭设钢管支架，一部分用于支撑楼梯梁，砸掉现浇挡块，另一部分钢管支架上放置桁架式型钢反力架，主桥南端桁架上弦杆环箍在墩柱上，在反力架与主梁南端西侧面(边暗梁处)之间放置千斤顶顶推梁体。为防止复位过头，在横桥向另一侧挡块与梁体之间插入限位橡胶板。

反力架采用Q235型钢制作，焊接形成，高1.9 m，宽2.5 m。其中上下弦杆采用H型钢HW400×400－13/21，斜腹杆采用角钢L160×12。为防止顶推过程中结构混凝土受损，梁侧顶推部位垫1 000 mm×500 mm×10 mm钢板，盖梁末端持力点垫钢板。在反力架下搭设600×600钢管支架工作平台。

3.2.2 增设支座限位装置

根据震后现场检查，所有盆式支座均未损坏，但须调整支座形式。考虑到更换支座需整体顶升梁体，更换工作复杂，施工难度较大，费用较高，故在9号墩西侧双向支座处设置横向限位装置(允许纵向位移)，在10号墩两单向支座活动方向分别设置限位装置(纵横向均不允许位移)，将8号、11号双向支座均换成矩形板式橡胶支座(GJZ 450 mm×500 mm×99 mm)，将8号、11号桥墩盖梁挡块上的板式橡胶支座更换为四氟滑板支座(D150 mm)，降低楼梯梁对挡块的影响。

通过在横(纵)桥向墩顶处设置限位架，限位架与支座上钢板的相互制约来约束主梁的横(纵)桥向位移。限位钢板与上顶板之间留5 cm的距离，在这之间增设一块阻尼橡胶板。在车辆制动力等一般荷载作用下由阻尼橡胶板的变形来适应横桥向变位，同时对地震荷载也能起到一定的消能作用，发生地震时，阻尼橡胶板与限位架共同发挥作用，构件设计保证地震中限位架优先破坏。

主梁复位后，在墩顶部位设置钢套筒，套筒直径比桥墩直径大2 cm，内粘橡胶板。套筒高30 cm，套筒顶面预留矩形孔，矩形孔尺寸为此处支座垫石尺寸。

在支座需要限位的方向两侧设置限位钢板，焊接在套筒顶面上，焊接位置紧贴矩形孔边缘，限位钢板距梁底10 mm，水平向距支座上顶板边缘50 mm。限位架一侧粘贴阻尼橡胶板。

3.2.3 支座更换

在8号，11号桥墩梁上(纵向为支座中心线处)放置4个自锁式薄型同步千斤顶(外侧千斤顶顶升力为1 100 kN，中间千斤顶顶升力为550 kN)，千斤顶顶部和底面垫6 mm厚钢板，缓慢将梁顶顶升1 cm锁定，松开原盆式支座地脚螺栓，将盆式支座水平推动后拉出。在原支座垫石顶面粘6 mm厚钢板(外露部分刷环氧树脂胶防腐)，放入板式橡胶支座后，缓慢落架。

3.2.4 修复8号墩挡块

1)西侧挡块。测量楼梯梁支点处梁底高程、支座底面高程，搭设支架将西南侧楼梯支撑在该高程位置。然后将8号挡块凿除，凿除范围是横向挡块宽度，竖向至盖梁底面。去除钢筋上的混凝土和复位钢筋。在盖梁上固定钢模板，自底部向上灌注混凝土至既定高程(支座底面高程－12 mm)。待挡块强度达到100%设计强度且7 d后，用环氧树脂胶在挡块顶面粘结10 mm厚钢板，并保持水平。

2)东侧挡块。测量楼梯梁支点处梁底高程、支座底面高程，搭设支架将西南侧楼梯支撑在该高程位置。取下支座，将挡块的裂缝凿开，灌入环氧树脂胶封闭，松散部分凿除至新鲜混凝土，必要时支模并用环氧砂浆进行修补。达到强度后按原设计安装支座、落架。施工中及最终落架后应严格保证支点梁底高程误差不得大于10 mm。修补后的挡块表面刷水泥浆使整体外观协调一致。

3.2.5 修补人行桥墩顶裂缝及其他部位的局部破损

根据现场检查，对于人行桥墩裂缝只需做封闭处理，做法是在裂缝处喷HUG－13渗透封闭型防水剂，封闭裂缝。对于现浇梁南侧局部保护层混凝土破损处，可采用环氧砂浆进行修补。

4 发生余震时的施工方法预案

1)对支架进行加固，确保在较小余震下支架的稳定性。对所有支架搭设斜向支撑，让支架稳固受力，同时严格检查扣件质量，对有缺陷的扣件不得使用，将扣件螺栓拧紧，支架与桥梁墩柱紧密连接成一个整体。同时每天检查防护彩钢瓦的稳定性，对于不牢固的立即加固处理，防止在撤离时彩钢瓦倾倒砸伤人员。

2)对所有参与施工的人员进行培训，在余震发生时必须保证高空作业人员的安全才能撤离。

3)在施工过程中一旦发生余震，由总指挥统一指挥，油泵手立即关闭油泵，打开油泵回油路，让梁体处于静止，最大限度保障梁体安全。所有支架上操作人员按照预案，迅速离开支架。观察员在确认梁体静止后离开支架。

4)如果在白天遇到余震，电工在得到明令后，立即断开各墩电力供应;如果在夜间发生余震，除照明电力外，切断其他一切电力，在支架上人员安全撤离后，关闭墩顶照明电力，再撤离至安全区域。

5)所有人员统一撤离至安全区域，待余震完毕才能进入施工现场，并立即检查支架、梁体情况。出现连接不牢固的地方立即加固，如果梁体出现问题，禁止使用千斤顶顶桥，并且立即搭设临时支撑，待确定施工方案后才能进行下一步施工。

5 结语

工农路高架桥在震后出现了连续梁梁体位移、桥梁支座位移及桥梁结构损伤等病害，有针对性地提出了现浇梁顶推复位、增设支座和限位装置、修补盖梁挡块墩顶裂缝及保护层破损部分等修复方案，实际效果良好，恢复了桥梁的正常使用功能。

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