南友高速公路龙州左江大桥维修加固实践分析

韦能杰

摘要：文章结合龙州左江大桥维修加固工程实例，介绍了该桥总体维修加固方案，分别阐述了支座更换与粘贴钢板两种维修加固施工工艺要点，为类似桥梁维修加固提供参考。

关键词：桥梁;维修;加固工程;实践分析

中图分类号：U445.72 文献标识码：A DOI：10.13282/j.cnki.wccst.2019.07.039

文章编号：1673-4874（2019）07-0128-04

0引言

旧桥的维修加固是目前许多交通发达国家共同面临的课题之一，其面临的维修加固任务十分繁重甚至新建桥梁任务已被降至次要位置。所谓的维修加固工程主要指针对正在使用的旧桥进行检测、维修、评价和加固的技术措施总称。我国过去公路桥梁建设绝大多数采取双曲拱工艺和钢筋混凝土梁桥工艺，对其实施维修加固就是针对这部分桥梁使用情况作出客观的判断，并制定出维修加固的针对性举措。本文主要以南宁至友谊关高速公路（简称南友高速公路）龙州左江大桥维修加固工程为例，针对目前常见的两种维修加固工艺方案，即桥梁计算机同步顶升更换支座、粘贴钢板施工为主线展开分析，进一步进行探索比较，得出科学性、针对性较强的施工方案，为其他桥梁维修加固提供经验借鉴。

1龙州左江大桥存在的主要问题

龙州左江是西江水系上游支流郁江的最大支流，尤其在强降雨的情况下，江水浑浊，水流湍急，龙州左江大桥横跨其上，在当地该桥又名“龙州二桥”。由于建设年代久远，桥梁的质量已大不如前，车辆上桥时，有明显晃动，屡次发生车辆撞破护栏坠桥事件，给人们的生命财产安全带来了巨大损失。大桥维修加固前限速40 km/m，并设置了警示标志。桥梁运营多年，实践调研发现主要存在桥梁主体稳定性较差、桥面腐蚀损坏以及支座病害较为严重的问题，急需实施抢救性维修加固措施。

1.1桥梁结构和支座方面的问题

由于桥梁主梁靠近支座有3cm的间隙，在载力一定的情况下，汽车经过支座时，间隙会出现闭合情形，这一情形对于桥梁的冲击不容小视。当汽车离开后，滞轴会与支座发生分离，又一次发生冲击，引起桥梁的两次振动，进而加剧了全桥的振动，这给桥梁结构安全带来巨大隐患，也加速了构件的疲劳损坏。支座局部存在严重的开裂变形，局部脱空造成局部开裂，已损坏的板式橡胶支座亟需实施更换处置。

1.2钢结构件存在病害

通过调研可得桥梁钢结构件主要病害如下：U型肋和桥面板开裂、焊开裂、横隔板开裂。此四类裂缝产生和发展的原因各不相同：U型肋与顶板处的开裂为一类裂缝，呈现为纵向裂缝，主要分布在重车道的车轮轮迹带;U型肋与横隔板处的开裂为二类裂缝，呈现为竖向裂缝，为表面细微裂纹;横隔板圆弧切口裂纹为三类裂纹，呈现为横向裂纹，产生的主要原因为母材开裂。此外，桥梁主要钢构件还存在油漆的斑驳，局部有水迹和锈蚀约40余处。

1.3桥梁桥面沥青铺设和锈蚀状况

由于桥梁沥青铺设时间较长，不同程度地存在坑槽、裂缝、推移等情形。经认真勘察可知，共有纵向裂缝21条，长度约900 m;坑槽12处，面积约2rrf;推移共4处，总面积约11m。此外，在勘察中还发现部分桥面底部的钢筋混凝土锈蚀严重，混凝土出现不同程度的破碎，还存在继续恶化的可能，如果继续使用可能会产生严重后果。此外，人行道砖也存在不同程度的破坏。这些病害不仅影响到桥梁的使用功能，同时危及到桥梁的安全受力和整体外在形象，迫切需要对其实施加固维修。

2龙州左江大桥维修加固方案措施

龙州左江大桥维修加固具备一定的代表性，其对于目前国内很多桥梁的维修加固具有十分重要的参考意义。

2.1总体维修加固方案简述

纵观上文对病害问题的研究分析发现，主要是桥梁支座、钢筋混凝土结构等方面存在的问题较为凸显，这也是桥梁常见病害之一。

2.1.1总体维修加固方案依据

主要结合广西交通科学研究院有限公司在类似工程的施工经验，并依据以下6条文本及标准规范进行方案的设计：《南宁至友谊关高速公路龙州联线龙州左江大桥维修加固工程施工招标文件》、《公路工程技术标准》（JTGB01-2014）、《公路桥涵施工技术规范》（JTG/TF50-2011）、《公路桥涵养护规范》（JTGH11-2004）、《公路桥涵加固施工技术规范》（JTG/TJ23-2008）、《公路工程质量检验评定标准》（JTGF80/1-2004）。

2.1.2总体维修加固方案

主要按照成立施工组织领导机构、明确人员岗位职责、实施施工平面布置和临时设施布置的步骤展开：（1）尽量减少用地，少占农田耕地;（2）尽量利用永久性道路和交通设施;（3）尽量利用代拆临建设施，降低建设设施的费用;（4）既有利于生产又有利于生活，将生活设施与施工设施分开布置。目前行业内部通常采取桥梁计算机同步顶升更换支座、粘贴钢板施工、树脂锚杆施工三种工艺方案，本文主要针对前两种展开研究分析，进一步得出结论。

2.2支座更换工艺分析

2.2.1支座更换的基本原则

（1）对严重变形开裂、局部脱空造成局部开裂和已损坏的板式橡胶支座进行更换处理。

（2）对变形和脱空的支座，更换支座后还需调整支座受力状态：将支座安放至与垫石轴心受力的位置，因构件缺陷造成脱空时应加垫钢板或对垫石进行调平施工。

（3）T梁顶升后，为保证同一盖梁上所有支座的力学性能及耐久性保持同一水平，将盖梁上全部旧支座更换成符合规范和本招标文件要求的新支座。

2.2.2支座材料選用的标准和要求

（1）桥梁支座应符合表1中相关物理机械性能规定和表2中板式橡胶支座成品的力学性能要求。

（2）必须按照图纸、现场管理人员以及承包人员的推荐选择桥梁支座的供应商。在制造期间，承包人员要主动提供成品设备以便现场管理人员进行检查。

（3）承包人应对进场的支座按图纸及《公路工程标准施工招标文件（2009年版）》中有关要求进行检查，并将检查结果报送现场管理人员批准。

（4）钢夹板和橡胶间的粘结应在对试件进行分离试验时进行，破坏发生在橡胶内，而不在橡胶与钢夹板的粘结面出现。

（5）对于工厂制造的橡胶和夹板支座，其平面尺寸和厚度允许偏差应符合《平面尺寸偏差表》和《厚度偏差表》的规定，具体见表3、表4。

（6）板式支座成品外观质量不得有GB20688.4-2007规定的缺陷存在，板式支座的成品质量检验应符合GB20688.4-2007的规定。

2.2.3更换支座梁体顶升方案

（1）梁体顶升方案确定

根据现场实测的梁底与盖梁顶面间的高度确定更换支座顶升梁体时是否需要搭设顶升辅助支架。并在墩两侧下搭设供施工人员行走和放置设备的悬挂工作平台。

（2）千斤顶纵桥向布置方案

40 mT梁总计一联（5跨），整联应整体同步顶升，顶升高度应尽量小，应以能更换支座、粘贴钢板为准。

（3）千斤顶横桥向布置方案

在横桥向方向，由于单幅桥由7片T梁构成，梁间采用湿接缝连接，为了结构安全，应将7片主梁同时向上抬升。根据梁底现场测量尺寸及结构安全性计算，千斤顶布置有两种方案：

①将千斤顶直接放于主梁湿接缝下，具体如图1所示。

②利用辅助设备进行支座更换，具体如图2所示。

2.2.4施工主要工艺要求

按照“施工准备一搭设施工脚手平台标注支座中心线一安装千斤顶、试顶梁体”的步骤展开，主要工艺如下：（1）一线人员要对更换桥梁支座的梁体进行现场查看，确保其完好状况，如发现有病害问题必须先对其进行处置后再进行支座的更换;（2）对盖梁顶面和梁底的竖向高度进行测量，根据测量的结果来确定是否直接使用千斤顶，并由此合理确定施工计划方案;（3）必须根据现场勘查情况来确定人员组织、支座更换的数量和千斤顶的数量型号等;（4）要全面调试顶升使用的油泵、千斤顶、压力表等仪器和设备，直到其符合要求标准;（5）按照设计要求在施工现场或工厂预制刚构桥新增支座的支座垫石;（6）要高度重视施工简易脚手平台的搭设，确保操作人员行走安全以及可以放置必要的材料工具;（7）使用记号笔做好明显的标记，位置应选择在对应支座和左右两边，确保在进行支座更换时，新的支座不会发生位移;（8）为确保千斤顶顶升流程的安全顺利实施，必须按照设计好的方案在墩顶盖梁上布置千斤顶，并要求摆放范围高差≤2am。

2.3粘贴钢板施工工艺分析

2.3.1施工材料要求

（1）加固钢板采用Q345C级钢板，钢板质量必须符合现行国家标准《低合金高强度结构钢》（GB/T1591-2008）的要求。

（2）胶粘剂（粘贴胶性能采用不低于A级胶要求）应具有足够的粘结强度和耐久性，必须采用专门配制的改性环氧树脂胶粘剂，其安全性能指标应符合《公路桥梁加固设计规范》（JTG/TJ22-2008）中对粘贴钢板或型钢用胶粘剂A级胶的相应规定，其无毒性检验结果应符合无毒卫生等级的要求。

2.3.2施工要点分析

（1）施工定位放线及准备

要根据施工设计方案并结合现场的测量进行定位，在待粘贴的钢板混凝土表面定位出钢板位置大致模样，在定位时其宽度每侧要比粘贴钢板宽2～3cm。要事先准备打磨设备、钻孔设备、灌浆设备、配胶用具等工具，并为粘贴灌注做好施工准备。

（2）对混凝土表面实施科学处理

主要对混凝土表面2～5mm的表面砂漿进行打磨，使用设备为角磨机，使其露出坚实的混凝土结构，并使其粗糙面相对平整。如果出现混凝土表面不够平整的情形，应使用角磨机实施打磨，再使用钢丝刷将其刷毛，将表面疏松物剔出，并针对剥落、崩边等情形进行表面缺陷处理;清除疏松层，并辅以酒精或丙酮实施清洗，使其干净后再使用环氧砂浆实施找平修补。

（3）植埋螺栓

植埋螺栓工艺流程主要按照“定位放线→钻孔→清孔→注胶→植入螺栓”的步骤组织实施。

2.3.3主要施工方法分析

（1）放线定位要避免伤及钢筋。放线定位前，应用钢筋探测设备探明原有钢筋（或钢绞线）的位置，再根据设计图纸准确定出钻孔位置，并作出标记，钻孔中心位置应符合设计要求。（2）选择钻头要根据设计孔径的大小来实施。首先要对孔位进行标记，在标记处实施钻孔时，深度要符合设计要求规定，不允许出现欠钻的情况。（3）要科学实施清孔。应首先使用硬鬓毛刷进行孔道的清理，再使用高压干燥空气对碎片、灰尘和水分进行清理，保持孔位的干燥干净。（4）要合理实施注胶。注胶过程应首先按固胶的A、B级重量比进行混合均匀实施调配，并依据现场情况确定配胶量的多少，一次性配胶量应≤1000 g，所配胶量应在初凝前用完，确保施工质量。（5）植埋螺栓过程中，螺栓插入前应清理插入部分的表面污物，使用螺栓在孔内慢慢插入并旋转，并使用油灰刀将外流胶刮净，达到固定螺栓的目的，严禁使用敲法实施调直。

3结语

南友高速公路龙州左江大桥维修加固工程具备较好的典型性，对于目前国内多数桥梁的维修加固具有十分重要的借鉴意义，笔者通过对两个主要工艺的施工研究，得出如下结论：

（1）支座的维修加固和更换对于确保钢筋混凝土桥梁的整体质量至关重要，在维护加固过程中要给予高度重视。施工中，必须严格按照材料选用、确定施工方案、实施具体施工的步骤展开，不可图省事、走过场，给后续桥梁的使用埋下隐患。

（2）钢板的粘贴使用，对于老旧桥梁的修复作用较大，效果较好，其不仅提高了车辆通行的舒适性，对于提升桥梁整体质量和整体形象作用也较大，由于工艺步骤简单可复制，具有较好的推广意义。

（3）本文仅仅对两个主要工艺进行深入阐述，该桥梁在其他方面也不同程度存在病害和问题，笔者不再一一作出阐述分析。需要强调的是，随着信息科技的发展，桥梁的维修加固技术需要一个载体平台，比如利用计算机实施旧桥梁的三维建模，呈现其基本状态，从而为后续维修加固提供精准的数据支撑。