一种桥梁意外伤害事故的加固办法

2017-12-15何伟丽

河南建材 2017年6期

关键词：粘贴桥面钢板

何伟丽

厦门市鑫路广工程有限公司（361000）

一种桥梁意外伤害事故的加固办法

何伟丽

厦门市鑫路广工程有限公司（361000）

文章介绍了发生在厦门海沧大桥东渡立交B匝道桥的一次意外事故情况，分析事故发生的原因，并详细介绍事故对该桥造成的病害情况和加固办法。

桥梁；意外伤害；加固

桥梁意外事故在桥梁运营中难以避免，具有突发性和多样性的特点，即事故发生的时点不可预料，事故发生后对桥梁所造成的伤害形式多样。对于负责监管、运营桥梁的桥梁工程师来说，研究已发生的桥梁意外事故非常重要。一是通过事故发生的成因分析，寻找对策，可以对类似桥梁采取一些预防措施，尽可能减少类似事故的发生；二是通过研究事故发生后的处置和加固办法，总结经验，可以为后续桥梁养护工作提供参考和借鉴。

1 桥梁概况、事故发生过程及原因

厦门海沧大桥东渡立交B匝道桥为转弯下坡路段，桥面最大纵坡为5.6%，上部结构形式为普通混凝土连续箱梁结构（部分墩梁固结）。截面形式为单箱单室斜腹板截面，设单向横坡，由箱梁绕中心整体旋转而成。梁高150 cm，顶板厚度20 cm，底板厚度15 cm，腹板厚度42 cm。桥面宽9 m，按照单向双车道设计。B匝道第2联跨径布置为175 m=7×25 m。其中B07#-B10#墩为墩梁固结形式，其余B06#、B11#-B13#为纵桥向可动支座。

2015年3月25日晚，东渡立交B匝道第2联第3跨发生交通事故，桥面外侧翼板位置被货车甩下的2件圆柱体（类似线滚）重物砸伤，2件重物每一件质量均为19 t，从1.5 m高的货车上掉落在桥面上，发生事故时，货车挂车部分发生侧翻，将货物甩下。重物坠落在桥面后，造成桥面严重损伤。

此次意外事故发生的主要原因是货车驾驶员违规操作所致，车辆上路未对装载货物进行有效固定，车辆行驶中遇到转弯没有减速，导致车辆发生侧翻。同时也应该看到，转弯下坡路段是发生车辆侧翻的高发地段，这是事故发生的一个客观原因。

2 病害情况

为了检查桥梁受损情况，先对桥面铺装进行铣刨、高压水枪清理处理。铣刨位置:以重物坠落为中心，从B8墩处开始至B9墩处结束，距翼缘板外侧0.4 m处开始。铣刨范围:2 500 cm×210 cm×11 cm。经检查，梁体出现的主要问题包括:

1）顶板顶面翼缘板根部顺桥向裂缝，裂缝距离翼缘板外侧1.8～1.9 m之间，裂缝长度20 m,裂缝宽度普遍较宽（＞1.0 mm）。重物坠落点位置出现混凝土破损。

2）顶板底面翼缘板出现两处以坠落点为中心的蛛网状裂缝以及其他一些不规则裂缝，重物坠落点混凝土破损，其中一处约4 m2混凝土整块脱空，最大缝隙宽度达3 cm以上。

3 加固措施

针对桥梁受损情况及分布情况，采用裂缝封闭、混凝土破损修复、粘贴钢板、钢板肋式斜撑以及加强桥面铺装层等维修加固措施。

3.1 裂缝封闭

对所有裂缝进行封闭处理。依据裂缝宽度，对宽度＜0.15 mm的裂缝进行表面封闭处理。对于较深的、宽度≥0.15 mm的裂缝利用压力灌注法进行处理。表面龟裂等不规则细小裂纹，采用表面封闭法进行处理。

3.2 混凝土破损修复

图1 重物坠落点位置出现混凝土破损

图2 混凝土整块脱空

对混凝土缺陷修复进行处理，凿除破损部位混凝土，利用高性能抢修砂浆进行填充处理。在处理过程中，对有明显的屈服或锈蚀严重（截面削弱30%以上的）的钢筋利用等强度钢筋替换。对于轻微锈蚀钢筋，进行除锈、阻锈后，利用高性能抢修砂浆进行填充处理。

3.3 粘贴钢板

粘贴钢板是本次桥梁加固的重点之一，共使用了四组不同的钢板。

1）第一组钢板为粘贴传力钢板，使用在混凝土破损修复处，顶板顶面采用了两块2 100 mm×850 mm×5 mmQ235C钢板，底面采用了两块4 100 mm×900 mm×5 mmQ235C钢板，上下两块钢板利用8.8级Φ16碳素合金钢对拉锚栓进行锚固，无法对拉处利用8.8级Φ12碳素合金钢锚栓植筋锚固。钢板制作时预留灌胶嘴，高性能抢修砂浆填充完成后灌注粘钢胶。本组钢板在填充高性能抢修砂浆前完成，可以起到模板及传力钢板的作用。

图3 钢板为粘贴传力钢板

2）第二组钢板为横向跨缝粘贴10 mm厚Q345C钢板，沿顶板顶面顺桥向裂缝布置，重物坠落点布置6块2 100 mm×300 mm×10 mm钢板，间距60 cm，其他位置按间距100 cm布置18块2 100 mm×200 mm×10 mm钢板。全部钢板利用Φ12的8.8级碳素钢合金钢锚栓进行锚固，钢板钻孔直径为14 mm，桥面板钻孔直径为16 mm，植入深度10 cm，出露5 cm作为剪力钉，增大桥面铺装抗剪能力。钢板采用灌注粘钢工艺，预留灌胶嘴。本组钢板可对顶板顶面顺桥向裂缝起到补强作用。

图4 钢板为横向跨缝粘贴

3）第三组钢板为顺桥向粘贴10 mm厚Q345C钢板，由30块660 mm×200 mm×10 mm钢板分成5组布置在重物坠落点顶板底面。利用Φ12的8.8级碳素钢合金钢锚栓进行锚固，钢板钻孔直径为14 mm，桥面板钻孔直径为16 mm，植入深度10 cm。钢板采用灌注粘钢工艺，预留灌胶嘴。本组钢板可对重物坠落点顶板底面不规则裂缝起到补强作用。

图5 钢板为顺桥向粘贴

4）第四组钢板为粘贴锚垫板，该组钢板用于固定钢板肋式斜撑，由50块钢板分成两组分别布置在顶板底面和腹板侧面，其中25块1500mm×300mm×10mmQ345C钢板布置在顶板底面，另外25块1 000 mm×300 mm×10 mmQ345C钢板布置在腹板侧面。锚垫板利用Φ16的8.8级后扩底锚栓进行锚固，钢板钻孔直径为18 mm，桥面板钻孔直径为22 mm，植入深度15 cm。钢板采用灌注粘钢工艺，预留灌胶嘴。本组钢板不仅用于钢板肋式斜撑锚垫板，同时也可与底面顺桥向粘钢一样对不规则裂缝起到补强作用。

3.4 钢板肋式斜撑

钢板肋式斜撑是本次桥梁加固的另一个重点。

为了加强翼缘板横向刚度，采取增设钢板肋式斜撑的方式予以补强。肋板与翼缘板及腹板上的锚垫板一起共同传力，共同提供横向刚度。通过后扩底锚栓及粘钢将钢板肋式斜撑锚固于梁体之上。

图6 钢板肋式斜撑

钢板肋式斜撑构造形式如下图所示:

图7 钢板肋式斜撑构造示意图

钢板肋式斜撑由斜撑钢板、传力钢板及加劲肋板组成，采用双面贴脚焊接的形式连接。斜撑钢板采用20 mm厚Q345C钢板，传力钢板和加劲肋板采用10 mm厚Q345C钢板。为减轻重量并起到装饰效果，每块斜撑钢板开6个装饰孔，开孔直径为100 mm。钢板肋式斜撑在车间加工制作，热镀锌后运至现场安装，与锚垫板采用双面贴脚焊接的形式连接在一起。

3.5 桥面铺装补强

先对顶板顶面进行找平处理，铺设防水粘结层，之后铺设6 cm厚钢筋混凝土铺装层，摊铺5 cm厚改性沥青混凝土铺装。混凝土铺装层内埋植间距40 cm的钢筋，并铺设间距20 cm的钢筋网。

4 加固采用的新技术和新材料

4.1 灌注粘钢

灌注粘钢是在已建成的结构上，先将钢板锚固到结构需要加固的部位，然后采用高压技术，将结构胶灌入到钢板与混凝土缝隙之间，达到粘钢加固的效果。这种粘钢办法与常规办法在施工工艺上有所不同，后者采用的是先涂抹结构胶然后加压并固定钢板。

灌注粘钢法的优点:

1）结构胶采用高压办法灌入钢板与混凝土之间，灌入的结构胶可以充填任何角落，粘结结合率可以得到保证，粘结效果更好。

2）适用于被加固混凝土结构表面不平整、有蜂窝麻面的结构加固。3）适用于较厚的钢板或刚度较大的型钢加固。4）不需要加压设备对钢板加压，因此对于加压条件困难的项目优势明显。

5）常规办法如采用锚固结合粘贴办法，由于结构胶凝固时间短，钢板与锚栓应在短时间内对准并固定，施工难度很大。而灌注粘钢固定钢板与灌注结构胶分开施工，施工简便易行。

4.2 计算机控制钢板切割

该桥梁加固共有25组钢板肋式斜撑，与锚垫板之间的连接采用现场焊接方式，为保证焊接质量，斜撑钢板侧边与安装在翼缘板和腹板上的锚垫板要求能紧密贴合，缝隙误差要求控制在5 mm以内，也就是斜撑钢板与锚垫板接触的两条边所形成的夹角误差应控制在12′以内。还有一个不利条件就是，由于施工误差的原因，每块钢板肋式斜撑所在位置翼缘板和腹板的夹角都不相同，经测量，最大夹角与最小夹角相差达3°12′24″之多。这样高的精度，靠人工加工制作根本无法达到。采用计算机控制切割机床，将每一块钢板尺寸数据输入电脑，钢板切割误差可以控制在2 mm以内。切割好的钢板应编上号，加工完后对号入座焊接安装。

4.3 高性能抢修砂浆

为修补翼缘板破损混凝土，采用了一种新型材料-高性能抢修砂浆。该材料主要成分为特种高性能水泥、高效建筑化学外加剂等，在工厂配制好后运制工地现场加水搅拌后使用。该材料凝结时间快，早期强度高，根据实验结果，1 d抗压强度可达50 MPa。相比于环氧树脂浆，这种材料和易性较好，具有很好的流动性及自密实性。

施工时，应将砂浆充分搅拌均匀，拌好的砂浆应在30 min内使用完。