洛阳市王城大桥的维修加固研究

李雪艳 杨建华 张珂 严新冉 王滕芳 湛凤叶

摘要：本文通过对王城大桥维修加固项目的调研进行总结，介绍了在该项目中运用的一些新型技术，总结出工程维修加固的一般方法。

Abstract： Based on the survey of Wangcheng bridge maintenance and reinforcement project， this paper introduces some new technologies applied in the project， and summarizes the general methods of engineering maintenance and reinforcement.

关键词：王城大桥；维修加固；施工技术

Key words： Wangcheng bridge；maintenance and reinforcement；construction technique

中图分类号：U445 文献标识码：A 文章编号：1006-4311（2018）25-0236-02

1 工程概况

王城大桥位于王城大道，是跨越洛河连接洛阳老城区和新城区之间的重要桥梁。起点位于西下池村南，线路沿东南方向跨越洛河，主桥及引桥全长1180余米。桥梁分东、西两幅，主桥为8跨预应力混凝土变截面连续箱梁桥，两端引桥为10跨预应力混凝土简支空心板桥梁。全桥布置从南到北为两联（5×30m+5×30m）预应力空心板+一联（50m+6×80m+50m）预应力箱梁+两联（5×30m+5×30m）预应力空心板；总宽度为36.5m。

王城大桥2005年修建，2014年底由市政设施监管处委托上海同丰工程咨询有限公司对大桥进行全面检查和检测并进行荷载试验及承载能力检算，建议对该桥目前存在的病害进行维修处理，以保证大桥的耐久性和承载力。为了保证施工图的针对性、时效性，桥梁专家建议在进行施工图设计之前需对重点部位进行补充性检测，针对检测结果对大桥加固进行施工图设计。加固工程项目造价约为2400万元。

原桥梁采用城市主干道双向六车道，车辆荷载等级为主桥公路-Ⅰ级，引桥汽车—超20级，挂车—120级。桥梁分两幅，宽度组合为17.25米桥梁+2米中央分隔带+17.25 米桥梁。原桥设计洪水频率1/300，地震烈度6度，最大纵坡1.36%，横坡1.5%。加固后荷载等级、桥梁宽度及宽度组合、设计洪水频率、地震烈度及桥梁坡度维持原标准。

2 加固维修施工技术

本项目包括旧桥面拆除、桥体植筋体外预应力张拉、桥体混凝土修补、桥梁裂缝修复、桩基加固、桥面重新铺装、更换伸缩缝、桥体装饰等工程。

2.1 桥面铺装

王城大桥首先采用铣刨机利用铣刨法对路面病害问题进行处理，包括沥青混凝土面层的小面积开挖翻新及清除路面的壅包、波浪、网裂、车辙等，按照先超车道、再行车道、最后硬路肩的顺序进行施工。其次针对桥面铺装层与梁顶粘接不良，铺装层与粱板之间未能紧密结合成整体，在外部荷载的作用下发生破坏的现象，该项目采用“植筋”技术，使桥面铺装与梁板结合紧密，重新浇注桥面板和铺装沥青。

2.2 水力切割技术修复损坏严重的护栏

水切割，即高压水射流切割技术，是利用高压水流切割的机器在电脑的控制下雕琢工件。本工程采用高压水射流原理，从加压泵开始，通过高压管，使水射流从切割喷头射出，对应修复的部位进行水泥混凝土切割、破碎、拆除、凿毛。它成功解决了传统施工方式对原构筑物造成震动和伤害的问题，而且能够在完整保持原构筑物的基础上，更加方便快捷的进行施工。

2.3 桥梁桩基加固

桥梁桩基病害对结构危害极大，发现病害必须及时进行加固处置。目前用于桥梁桩基加固的方法比较多，本工程主要采取了增补桩基加固法、外包钢筋混凝土法和钢套筒法。

增补桩基加固法主要是依靠增加桩的数量和埋置深度来提高桩基的承载力、稳定性，采用较大直径的打入桩时，还能因挤土效应而引起桩侧摩阻力的增加，从而提高桩基承载力。采用增补桩基加固法加固桩基础时，新增钻孔灌注桩时需搭设水上作业平台，新增打入桩时需开凿桥面以搭设打桩架，对桥上及桥下交通都会造成较大的影响。加固完成后，桥梁外观会有较大的改变，新桩会导致河床过水断面减小，往往加速河床冲刷，在通航河流上，该方法还会压缩通航孔净跨。

外包钢筋混凝土法即在桩基的外露部分及浅埋部分的外侧包裹一层钢筋混凝土。该方法施工时需采用钢围堰形成干施工环境后进行加固作业，或利用蛙人潜水作业完成加固工作。加固时常需凿除桩身表层劣化的混凝土，冲洗干净后在外侧安装钢筋骨架并立模浇筑混凝土完成加固。对桥梁水下桩基的大部分病害能取得较好的处理效果，能有效提高樁基耐久性，但对基础承载力的提高十分有限。

钢套筒法是用特制的经防腐处理的钢套筒包裹桥梁旧桩，并采用水下不离析混凝土或砂浆填充桩与钢套筒间的空隙，以填塞封闭桩基上的裂缝和空洞。钢套筒自身出厂前进行了精细的防腐处理，在恶劣环境中可长期维持强度与耐久性，能有效地将受外界环境影响较大的桩身保护起来，阻止桩基混凝土。

2.4 钢筋混凝土结构的加固

王城大桥对钢筋混凝土结构加固采用的是外粘钢板法。在粘贴之前应检查需粘钢的混凝土表面，如有裂缝应先按有关规定予以修补。被粘混凝土表面应除去疏松、浮渣和油垢污物，对钢板粘接面须进行除锈和粗糙处理。对微锈和不锈钢板可用喷砂、砂布或平砂轮打磨，直至出现金属光泽。粗糙程度越高越好，打磨纹路应与钢板受力方向垂直。在粘贴最后，钢板表面涂氟碳漆涂料。

2.5 裂缝处理

本工程箱梁部分修补及裂缝处理加固过程如下：施工前仔细检查箱梁底板、腹板及顶面，对箱梁出现的混凝土疏松、剥落、蜂窝麻面、空洞、老化等应凿除干净，对锈蚀的钢筋必须除锈，再用环氧砂浆修补找平。对梁体裂缝宽度<0.15mm的，进行表面封闭处理；≥0.15mm的，采用压力灌浆封闭处理。工序流程为：采用注胶器进行裂缝压力灌胶旋工：布孔钻孔一裂缝清理一粘贴注浆咀和封闭裂缝一试漏一配制注浆液一压力注浆一清理表面。

灌胶工作完成后，选择原开度较大的结合缝面凿稽检查。检查缝隙内是否充填灌缝浆液，是否完成全部化学反应（黄色）。还可以在仍存在缝隙的边角区补锚注胶孔，对压浆孔作二次压浆检查，看吃浆量是否为零，或者进行压水试验及压气试验等。

2.6 伸缩缝的维修与加固

该项目伸缩缝布置位置在引桥上，引桥和主桥连接处。王城大桥换缝方式采用的是重换钢制伸缩缝。由于软性材料未松散脱落，所以不必重新注入新的填缝料，但此铺装层破坏，所以维修加固时将其凿除后重新铺筑，伸缩缝也已损坏，重新更换缝的钢条。对于桥面的雨水处理，则在伸缩装置附近设置排水口进行清理。

3 总结

通过实地调研，本文对王城大桥维修加固所采用的水力切割技术、增补桩基加固法、外包钢筋混凝土法以及对混凝土结构加固而采用的外粘钢板法技术进行了总结分析，为类似工程的施工提供参考依据。