公路桥梁加固施工技术措施和质量控制分析

叶青海

（福建漳州城投市政集团有限公司，福建 漳州 363000）

0 引言

目前公路桥梁多数为二十世纪中后期修建的，建设之初的设计、施工及材料的质量、施工工艺标准都较为低下，在设计和施工时存在不完善的地方，常年在自然环境的侵蚀及洪水的冲刷下造成基础沉降，桥下铺砌拱起、开裂等情况严重。以前的交通量及车辆载重能力不会有较大的问题出现，近年来经济快速发展，交通运输量不断增加，很大一部分桥梁已无法满足不断增加的负荷要求，桥梁长时间处于超负荷承载状态，很大一部分桥梁都有不同程度的破损情况，如混凝土开裂、剥落、钢筋锈蚀、伸缩缝堵塞、支座变形脱空等，但桥梁整体还较为完好。因此，选用最佳的加固改造施工技术对破损桥梁进行维修，促使道路桥梁运输承载能力有效提升，确保交通运输安全具有十分重要的意义。

1 公路桥梁加固施工技术

漳州市东立交桥道路改造连接线连科港小桥位于腾飞路，桥梁起点桩号ZK1+224.970，终点桩号ZK1+242.570，桥长17.6m，交角90°。现状桥共三幅，北左幅为8m 宽T 梁，中间幅8.5m 石砌板拱桥，南右幅为6.4m 宽T 梁。石拱桥净跨15m，T 梁全长16.8m。石拱桥下部为重力式桥台，T 梁下部为桩柱式桥台。石拱桥部分建于1966 年，设计荷载为汽-10 级，履带-50 级，1994 年拱桥加套9 片钢筋砼拱肋加固。T 梁桥部分建于1994 年，设计荷载为汽-20 级，挂-100 级，人群荷载4.0kN/m2。

业主委托福州市建筑工程检测中心有限公司于2015 年10 月对该桥进行桥梁承载能力检测评定。根据福州市建筑工程检测中心有限公司的检测报告《漳州市连科港小桥承载能力检测评定》，其检测结果为∶（1）连科港小桥石拱桥部分的上部结构承载能力不满足汽-20级、挂100 的使用要求，加铺沥青桥面铺装前，委托有相应资质和能力的单位对拱桥进行加固。（2）连科港小桥T 梁部分的承载能力满足满足汽-20 级、挂100（加铺10cm 厚沥青）的使用要求，但桥梁存在一些病害和缺陷，如伸缩缝堵塞；T 梁腹板存在多处砼剥落、裂缝（≤0.2mm）、露筋锈蚀，横隔板连接钢板锈蚀、多处砼剥落；T 梁支座多处脱空且均存在轻微剪切变形；拱圈砂浆剥落、存在多处渗水，加固拱肋存在砼胀裂破损、钢筋锈蚀；桥台蜂窝麻面、水蚀。影响桥梁耐久性及正常使用，应采取相应措施修复处理[1-5]。

对于桥梁结构中出现的较严重的病害以及较大范围的缺陷处理应达到恢复结构的整体性，限制病害的扩展，满足结构的强度、耐久性和承载能力，使其满足功能和安全运行要求。常见裂缝处理方法包括表面处理法、填充处理法、灌浆处理法、结构补强法等。

1.1 T 梁混凝土缺陷处理

（1）缺陷处理：人工凿除构件中蜂窝、麻面、剥落、松散、腐蚀缺陷部位周围混凝土，露出新鲜密实混凝土；保留原结构钢筋，对钢筋锈蚀进行除锈处理；将混凝土表面清理干净并保持干燥。

（2）在修补面上涂抹一层环氧胶液等，以增强新、老混凝土之间的粘结；在环氧胶液涂抹后尚未凝固时，涂抹聚合物砂浆。

（3）修补完成后，清除新旧混凝土接缝表面浮浆，并清洗干净后涂抹两层环氧树脂浆液封闭。涂液时第二层的方向与第一层相垂直。

1.2 T 梁砼裂缝处理

对T 梁结构中的裂缝可采用裂缝灌浆法或裂缝封闭法，具体施工为：对于裂缝宽度≥0.15mm 采用灌浆封闭处理，对于裂缝宽度＜0.15mm 采用涂刷环氧树脂封闭。根据不同的裂缝的分布、走向、宽度、深度等情况，以及不同的结构的承载能力和结构安全情况，分别进行加固处理，裂缝封闭灌浆后梁板底面刷两层涂料处理。

1.3 石拱桥桥台新建套拱基础加固施工

按设计要求现场标示钻孔位置，采用100 型钻机钻孔，孔径为Φ90，钻孔方向与地面垂直方向，孔深注浆管立面布置图（见图1）。注浆管采用Φ70×3.75mm 无缝钢管。灌浆压力0.1～0.3MPa，在灌浆过程中若发现漏浆等溢出现象时，应采取措施加浓浆液，降低压力、间歇灌浆方法处理。在稳定持续压力下，以不劈裂地基土为原则，控制灌浆量。灌浆孔灌浆结束后，排除钻孔内积水和污物，采用浆液将全孔封堵密实和抹平。钻孔灌浆顺序应按靠近桥台侧开始跳孔灌注，采用单孔灌注，不得同时多孔灌注。

图1 注浆管立面布置图

1.4 石拱桥加筑套拱施工

加筑套拱具体施工示意图，如图2 所示。

图2 石拱桥拱肋加固立面

（1）钢筋安装前，用铁丝刷清除纵向加固肋表面的浮浆、松散砼、灰尘、污垢。

（2）浇筑套拱混凝土前，清理原拱板底松散砂浆，原纵向加固肋表面凿毛。施工时不得破坏石拱桥拱板结构体系。

（3）新做套拱浇筑顺序从拱脚向拱顶连续对称进行，横向按1m宽左右由中间分环浇筑，必须确保混凝土振捣密实，拱顶2m 范围内可采用二次压浆浇筑。

（4）桥台前锚固快浇筑至拱脚以下30cm 左右，剩下部分与拱脚一起连续浇筑，接缝按施工缝处理。

（5）混凝土强度达到设计强度后拆除模板，拆除模板时应由跨中向两侧对称进行。

（6）在桥梁加固施工过程中，严格按照均衡、对称、同步的原则进行施工，用精密测量仪器全过程监测主拱圈、桥台各结构部位位移、高程变形情况，确保各项偏差值在规范允许范围内。

1.5 顶升梁体更换支座施工

顶升梁体更换支座是一项技术性很强的工作，为了确保本次梁体顶升支座更换安全顺利实施，现场对交通实行管制，采用整体顶升梁体的方案进行处理。

（1）千斤顶选用：在顶升时，要确保顺利将梁体顶起，其布设千斤顶的总吨位不应小于桥梁恒载的2 倍。现场采用具有自锁功能的100t 千斤顶，每个千斤顶最大顶升力为100t，顶身高度80mm，底座直径216mm，行程20mm。

（2）千斤顶布置：每片T 梁下安放一只千斤顶，在每个施力点位置，千斤顶安放在台帽上，以台帽为反力支撑，梁体顶升作业过程中，先对拟使用千斤顶及配套设备进行试验，确保其性能可靠安全。

（3）千斤顶分组：本次同步顶升每侧桥台将千斤顶分为5 组，使用5 台液压机组进行顶升，如图3 所示。

图3 千斤顶分组

（4）顶升行程监测：采用位移传感器、振弦式传感器、百分表。

（5）支座处理施工：顶升到位后，将锁定螺母拧至紧靠油缸的位置进行锁定，取出原支座。对支座所在位置处台帽进行清理，为保证支座安装平整度和精度要求，采用环氧胶找平，然后安设支座就位，满足支座更换前后梁体的标高一致。

（6）再次顶升：当新支座安装好之后，再次顶升梁体至能够解除千斤顶锁定，将锁定螺母调至千斤顶顶端，确保能够安全落顶。

（7）落顶就位：梁体回落时也按顶升力和位移双控的原则进行分步回落，待千斤顶完全卸压后拆除千斤顶及钢垫块，顶升过程结束。

2 公路桥梁加固施工质量控制

2.1 T 梁混凝土缺陷及裂缝处理

T 梁混凝土缺陷处理：控制缺陷混凝土凿除至新鲜密实、坚实平整，钢筋锈蚀处理干净完整，保持混凝土表面清洁干燥；环氧胶液介质材料涂刷薄而均匀，厚度不超过1mm，在凝固前完成聚合物砂浆修复；聚合物砂浆修补材料的养护与水泥砂浆不同，最重要的是控制温度，夏季工作面向阳时，应设凉棚，避免阳光直接照射，冬季温度太低，应加温保暖。聚合物砂浆抗压强度值不小于设计值，混凝土表面坚实平顺，结构表面修补颜色与原结构相近。

T 梁裂缝处理：环氧树脂封闭宽度小于0.15mm 裂缝前应在裂缝上开V 形槽，槽上口宽5～10mm，槽深10～20mm，槽口应平整光滑。沿裂缝两侧20～30cm 范围内清除浮渣、松散层、浮浆、油污等，保持干净、干燥。灌浆完成后要进行灌浆质量检查，通入压缩空气或压入水（灌浆压力的70%～80%）进行检查，也可钻芯取样检查浆体外观及力学性能，发现缺陷应及时补救。

2.2 石拱桥桥台新建套拱基础加固施工

将花管与孔壁间隙封闭牢固之后，再进行灌浆，灌浆前基础顶面覆土厚度不小于1m，应在浇筑前墙前注浆，待基础混凝土达到设计强度85%后方可进行；灌浆前应于新建基础顶面即原石拱桥桥台埋设抬动位移监测装置，新建基础抬动位移量不大于5mm，石拱桥桥台不允许出现抬动及位移；单孔灌注量超过1500L 还未达到灌浆结束标准时，应提高浆液水灰比及砂浆配合比，单孔灌浆量小于105L 时，应改用纯水泥浆灌注。

2.3 石拱桥加筑套拱施工

石拱桥增设套拱施工应严格控制支架模板变形沉降，其合计沉降量不得大于微膨胀混凝土的补偿量，确保新筑混凝土与石拱桥拱板底紧密接触。台前锚固块及新筑套拱混凝土应采用自密实微膨胀耐腐蚀混凝土。混凝土强度达到设计强度后须检测套拱与石拱桥拱板间间隙情况，如存在较大间隙或脱空，应注浆填实。

2.4 梁体顶升更换支座施工

顶升前检查梁体周围是否被其它填充物卡死，以及梁体有无其它多余约束；千斤顶安装完毕后先试顶，消除顶升系统的非弹性变形和沉降；顶升过程中，顶升力控制通过千斤顶支撑体系顶升荷载分级，保证整个桥梁体同步顶升；监测顶升过程中各梁体位移，实现顶升力和位移“双控”。通过顶升位移控制来保证各梁体位移的协调一致性，确保相邻梁体百分表数值差不超过0.2mm；顶升时，对路面结构进行监测，保证更换支座过程中不损伤桥面结构；落梁完成后，检查支座安放情况及相临支座是否出现脱空、偏压现象。同时监测新支座在桥面车辆荷载作用下的受力状态，若更换支座存在不受力或受力不均匀的情况，必须重新顶升，调整安放支座，保证各支座均匀受力。

3 结束语

连科港小桥加固改造于2016 年9 月完工通车至今五年多的时间内运行良好，未发现桥面及结构表面开裂、不均匀沉降、跳车等不良病害问题。由此可见，采取有效的改造加固措施，恢复和提高旧桥的承载能力，延长使用寿命，保证旧桥继续发挥使用功能，充分满足交通发展需求。