某大桥桥面铺装维修设计与施工

令狐前进

（运城高速公路有限责任公司，山西 运城 044000）

1 工程概况

某大桥全长1 409 m，桥梁上部构造为单箱单室三向预应力钢筋混凝土变截面连续梁桥，由主孔桥和边孔桥组成，共计14跨，其中主孔桥梁长972 m，跨径组成为87+7×114+87 m九跨一联；边孔桥梁长435 m，跨径组成为5×87 m五跨一联。设计荷载：汽-超20级、挂-120。桥面组成为净-12+2×0.5 m护栏，桥面铺装设计为：6 cm厚的C30防水钢筋混凝土层+2 cm厚沥青混凝土层，钢筋网采用φ6钢筋；1.5%双向横坡,不设纵坡。2002年采用局部处理方法进行了桥面病害处治，即先去除原2 cm厚沥青混凝土铺装层，对6 cm厚防水混凝土破坏处进行挖除，用中粒式SMA-16沥青混凝土找平，再刷防水涂料，铺3 cm厚细粒式SMA-13沥青混凝土，加强防水效果。

2 主要病害

a）通过几年来的运行后，桥面铺装层重新出现大面积空鼓、破损，即桥面钢筋混凝土铺装层与箱梁顶板脱离上鼓，局部出现跳车等现象，箱梁渗水严重,桥面破损处虽经多次修补,仍存在不同程度的损坏及开裂，桥面铺装层工作条件和工作状态较差。桥面铺装层的损坏不仅影响车辆的正常行驶，而且使车辆对桥面的冲击作用增大，加剧桥面的损坏，已经对桥跨结构的正常使用及安全运营构成了不同程度的安全隐患，甚至造成了不同程度的影响。

b）主梁梁体存在的主要病害 各跨跨中相对桥梁竣工时发生下挠。总体上看，边孔桥2个边孔梁体下挠严重，最大达24.7 cm；主孔桥梁体呈现和连续梁受力模式相一致的隔孔下挠态势，最大下挠达19.7 cm。梁体的波浪形挠曲较为明显，影响了桥梁的外观及车辆行驶的舒适性。

3 成因分析

由于大桥交通量增长较大，尤其大吨位车辆和相当数量的超载车所占比例增多，在长期重载作用下造成原桥面铺装破损严重；箱梁顶板有多处渗漏水现象，渗漏水部位主要集中在箱梁原有的施工挂篮吊带孔、施工预留工作孔、过人孔等部位，少量的竖向预应力排浆管内也有渗水现象，渗漏水不仅造成箱内积水现象，而且会使箱内钢筋锈蚀，混凝土劣化，从而影响桥梁结构的耐久性；桥面铺装钢筋网采用φ6钢筋，直径偏小桥面容易开裂，应对桥面铺装进行全面改造以保证结构的正常使用功能。

4 加固设计

维修改造的设计方案是考虑维持原桥线形，全部更换原主引孔桥桥面铺装，为不增加桥面铺装恒载重量，桥面铺装厚度采用8 cm C50钢纤维防水混凝土，钢纤维掺入量为40 kg/m3；钢筋网采用φ12钢筋,间距为10×10 cm；并采用半幅施工一次铺完。但维修改造工程不同于新建工程,特别是由于原桥当时建设时的技术管理水平,造成的资料缺失,因而无法准确掌握该桥的实际状况,往往影响到方案的选定。项目实施过程中，主要遇到了以下问题：a）原桥面铺装层拆除后，发现主梁高程显著偏离设计值，需根据梁顶状况重新考虑桥面线形及标高。b）过分追求线形，势必增加桥面铺装重量，又将引起更大程度的跨中下挠，影响结构安全。c）需考虑新老混凝土有效结合问题，否则势必影响桥面铺装层的总体质量。

在工程实施前,项目管理部根据上述问题，组织召开了专家评审会议。根据专家评审意见,专家组对原设计方案又进行了进一步的充实和修改,提出了最终优化方案：

a）桥梁加固的原则是不能因加固而产生新的结构问题，即特别注意不宜过大增加桥面铺装荷载重量。（a）桥梁铺装加铺前应对原有梁顶各控制点的高程进行测量复核，在保证原桥总荷载重量不增加的前提下,局部调整线形。根据标高测量结果，合理设定一部分最大不超过5‰的纵坡；横坡原则上按1.5%双向横坡控制。（b）仍采用全桥铺设8 cm厚C50钢纤维混凝土作为选用方案，同时设定极限最薄厚度不低于6 cm。施工阶段特别注意要确保加铺厚度在安全加铺范围之内，不易造成混凝土厚度过薄或过厚。

b）原防水混凝土破损严重，已经影响结构的整体受力，必须全部拆除。

c）为了增加桥面铺装与梁顶的结合，增加共同受力系数，使相互连为整体，按80×80 cm间距补充植筋，钢筋规格采用φ12 mm螺纹钢筋，深度植入桥面板碰见钢筋即可，植筋上部与钢筋网片焊接，钢筋网片位置应在面板下1/3～1/2 h（h为桥面铺装厚度）处，植筋时应尽量错开横向预应力筋，保护好纵向预应力管道。

d）无论铺装厚度是多少钢纤维混凝土必须一次浇筑。

e）按负弯矩影响范围确定横向缩缝位置，宜在每跨1/4处和3/4处设两道横缝，即每跨设两道缩缝，且所有缩缝应进行灌缝处理。

f）按重交通等级选用弯拉强度标准，并按抗压强度和弯拉强度指标进行配合比设计。

5 桥面施工

由于钢纤维混凝土桥面铺装施工的特殊性，结合以往施工经验和相关规范、规定，制定了钢纤维混凝土桥面铺装维修加固施工工艺要求：

a）重新恢复标高系统，一般情况下,原桥标高系统已经不准,需重新恢复标高系统,以利于施工。

b）拆除原桥面铺装 先拆除原桥面沥青混凝土和防水混凝土，凿除时不要破坏箱梁顶板；在拆除过程中，由监控单位对全桥结构整体性、稳定性、安全性进行全程监测，确保整个拆除过程中人员、机械设备、原桥结构的稳定和安全。

c）混凝土铺装前的施工准备 （a）复测箱梁顶面标高，按路线设计方向，横向量距3 m、6 m各设1点；纵向5 m一个断面，根据测量结果采用整体调整方式确定桥面线形和标高；（b）为保证新老混凝土有效结合，应对梁顶表面进行凿毛处理，形成凹凸不平小于6 mm的人工粗糙面；（c）封锚及施工预留孔防漏处理，凿除桥面铺装层后，若发现竖向预应力梁顶封头锚部位或混凝土箱梁顶板施工预留孔部位，应采用环氧树脂或环氧树脂砂浆进行封闭处理；（d）在桥面钢筋网安装和浇筑混凝土前，分两次将梁顶面的油污、松散混凝土、砂浆、浮尘等杂质清洗干净，再用高压水将梁顶冲洗干净，保证新旧混凝土的结合质量。

d）桥面植筋 清理混凝土表面杂质，按照直径和深度要求钻孔后，先用毛刷清除孔内灰尘，再用清洁的压缩空气将灰尘清干净，采用专用植筋胶植入钢筋，按要求留有足够的时间让黏结剂固化。

e）布设桥面钢筋网 定位、绑扎桥面钢筋网，新铺装钢筋网应设置足够的架立钢筋保证其安装位置，不允许在浇筑铺装混凝土过程中钢筋网跨塌使其紧贴梁板顶面。

f）浇筑桥面混凝土 为了保证桥面铺装的整体性，采用小型机具施工工艺。选取2台强制式搅拌机建立混凝土搅拌站，并对计量器进行标定后，将钢纤维与粗细骨料一起投放入搅拌机进行搅拌。钢纤维混凝土的搅拌时间通过现场搅拌试验确定，通常要比普通混凝土规定的搅拌时间延长10～20 s，保证钢纤维在混凝土中均匀分布，消除钢纤维结团和分布不均现象。钢纤维混凝土拌和物从出料到运输、铺筑完毕的允许最长时间符合规范要求。采用震动梁振捣密实，不得使用振捣棒插入钢纤维混凝土内部振捣，也不得使用人工插捣。所采用的振捣机械和振捣方式除应保证混凝土密实外，还应保证钢纤维的均匀分布，表面10～30 mm深度的钢纤维应基本上为平面分布［1］，钢纤维混凝土平整度在施工过程中可使用3 m直尺检测控制，平整度为3 mm。

g）抗滑构造 使用硬刻槽方式制作抗滑沟槽，沟槽深度不小于3～5 mm，沟槽间距为30～50 mm，施工时认真掌握好制槽时间，以不致于使混凝土表面疏松和破损而又能达到沟槽要求深度为宜。

h）养生 采用土工布或薄膜覆盖洒水养护，连续24 h养护7 d以上，禁止围水养护。

i）封缝 按相关要求对桥面铺装分缝进行封缝处理。

6 维修效果

通过论证，选用优化后的设计方案，施工方便，且有效改善了上部结构的受力性能；桥面铺装维修后经检测,各项指标符合图纸和相关规范要求,工程质量达到合格标准；通车2年多，目前使用状况良好，此项维修方案的实施取得了良好的经济效益和社会效益。