某大橋橋面鋪裝維修設(shè)計(jì)與施工

令狐前進(jìn)

（運(yùn)城高速公路有限責(zé)任公司，山西 運(yùn)城 044000）

1 工程概況

某大橋全長(zhǎng)1 409 m，橋梁上部構(gòu)造為單箱單室三向預(yù)應(yīng)力鋼筋混凝土變截面連續(xù)梁橋，由主孔橋和邊孔橋組成，共計(jì)14跨，其中主孔橋梁長(zhǎng)972 m，跨徑組成為87+7×114+87 m九跨一聯(lián)；邊孔橋梁長(zhǎng)435 m，跨徑組成為5×87 m五跨一聯(lián)。設(shè)計(jì)荷載：汽-超20級(jí)、掛-120。橋面組成為凈-12+2×0.5 m護(hù)欄，橋面鋪裝設(shè)計(jì)為：6 cm厚的C30防水鋼筋混凝土層+2 cm厚瀝青混凝土層，鋼筋網(wǎng)采用φ6鋼筋；1.5%雙向橫坡,不設(shè)縱坡。2002年采用局部處理方法進(jìn)行了橋面病害處治，即先去除原2 cm厚瀝青混凝土鋪裝層，對(duì)6 cm厚防水混凝土破壞處進(jìn)行挖除，用中粒式SMA-16瀝青混凝土找平，再刷防水涂料，鋪3 cm厚細(xì)粒式SMA-13瀝青混凝土，加強(qiáng)防水效果。

2 主要病害

a）通過(guò)幾年來(lái)的運(yùn)行后，橋面鋪裝層重新出現(xiàn)大面積空鼓、破損，即橋面鋼筋混凝土鋪裝層與箱梁頂板脫離上鼓，局部出現(xiàn)跳車等現(xiàn)象，箱梁滲水嚴(yán)重,橋面破損處雖經(jīng)多次修補(bǔ),仍存在不同程度的損壞及開(kāi)裂，橋面鋪裝層工作條件和工作狀態(tài)較差。橋面鋪裝層的損壞不僅影響車輛的正常行駛，而且使車輛對(duì)橋面的沖擊作用增大，加劇橋面的損壞，已經(jīng)對(duì)橋跨結(jié)構(gòu)的正常使用及安全運(yùn)營(yíng)構(gòu)成了不同程度的安全隱患，甚至造成了不同程度的影響。

b）主梁梁體存在的主要病害 各跨跨中相對(duì)橋梁竣工時(shí)發(fā)生下?lián)稀？傮w上看，邊孔橋2個(gè)邊孔梁體下?lián)蠂?yán)重，最大達(dá)24.7 cm；主孔橋梁體呈現(xiàn)和連續(xù)梁受力模式相一致的隔孔下?lián)蠎B(tài)勢(shì)，最大下?lián)线_(dá)19.7 cm。梁體的波浪形撓曲較為明顯，影響了橋梁的外觀及車輛行駛的舒適性。

3 成因分析

由于大橋交通量增長(zhǎng)較大，尤其大噸位車輛和相當(dāng)數(shù)量的超載車所占比例增多，在長(zhǎng)期重載作用下造成原橋面鋪裝破損嚴(yán)重；箱梁頂板有多處滲漏水現(xiàn)象，滲漏水部位主要集中在箱梁原有的施工掛籃吊帶孔、施工預(yù)留工作孔、過(guò)人孔等部位，少量的豎向預(yù)應(yīng)力排漿管內(nèi)也有滲水現(xiàn)象，滲漏水不僅造成箱內(nèi)積水現(xiàn)象，而且會(huì)使箱內(nèi)鋼筋銹蝕，混凝土劣化，從而影響橋梁結(jié)構(gòu)的耐久性；橋面鋪裝鋼筋網(wǎng)采用φ6鋼筋，直徑偏小橋面容易開(kāi)裂，應(yīng)對(duì)橋面鋪裝進(jìn)行全面改造以保證結(jié)構(gòu)的正常使用功能。

4 加固設(shè)計(jì)

維修改造的設(shè)計(jì)方案是考慮維持原橋線形，全部更換原主引孔橋橋面鋪裝，為不增加橋面鋪裝恒載重量，橋面鋪裝厚度采用8 cm C50鋼纖維防水混凝土，鋼纖維摻入量為40 kg/m3；鋼筋網(wǎng)采用φ12鋼筋,間距為10×10 cm；并采用半幅施工一次鋪完。但維修改造工程不同于新建工程,特別是由于原橋當(dāng)時(shí)建設(shè)時(shí)的技術(shù)管理水平,造成的資料缺失,因而無(wú)法準(zhǔn)確掌握該橋的實(shí)際狀況,往往影響到方案的選定。項(xiàng)目實(shí)施過(guò)程中，主要遇到了以下問(wèn)題：a）原橋面鋪裝層拆除后，發(fā)現(xiàn)主梁高程顯著偏離設(shè)計(jì)值，需根據(jù)梁頂狀況重新考慮橋面線形及標(biāo)高。b）過(guò)分追求線形，勢(shì)必增加橋面鋪裝重量，又將引起更大程度的跨中下?lián)希绊懡Y(jié)構(gòu)安全。c）需考慮新老混凝土有效結(jié)合問(wèn)題，否則勢(shì)必影響橋面鋪裝層的總體質(zhì)量。

在工程實(shí)施前,項(xiàng)目管理部根據(jù)上述問(wèn)題，組織召開(kāi)了專家評(píng)審會(huì)議。根據(jù)專家評(píng)審意見(jiàn),專家組對(duì)原設(shè)計(jì)方案又進(jìn)行了進(jìn)一步的充實(shí)和修改,提出了最終優(yōu)化方案：

a）橋梁加固的原則是不能因加固而產(chǎn)生新的結(jié)構(gòu)問(wèn)題，即特別注意不宜過(guò)大增加橋面鋪裝荷載重量。（a）橋梁鋪裝加鋪前應(yīng)對(duì)原有梁頂各控制點(diǎn)的高程進(jìn)行測(cè)量復(fù)核，在保證原橋總荷載重量不增加的前提下,局部調(diào)整線形。根據(jù)標(biāo)高測(cè)量結(jié)果，合理設(shè)定一部分最大不超過(guò)5‰的縱坡；橫坡原則上按1.5%雙向橫坡控制。（b）仍采用全橋鋪設(shè)8 cm厚C50鋼纖維混凝土作為選用方案，同時(shí)設(shè)定極限最薄厚度不低于6 cm。施工階段特別注意要確保加鋪厚度在安全加鋪范圍之內(nèi)，不易造成混凝土厚度過(guò)薄或過(guò)厚。

b）原防水混凝土破損嚴(yán)重，已經(jīng)影響結(jié)構(gòu)的整體受力，必須全部拆除。

c）為了增加橋面鋪裝與梁頂?shù)慕Y(jié)合，增加共同受力系數(shù)，使相互連為整體，按80×80 cm間距補(bǔ)充植筋，鋼筋規(guī)格采用φ12 mm螺紋鋼筋，深度植入橋面板碰見(jiàn)鋼筋即可，植筋上部與鋼筋網(wǎng)片焊接，鋼筋網(wǎng)片位置應(yīng)在面板下1/3～1/2 h（h為橋面鋪裝厚度）處，植筋時(shí)應(yīng)盡量錯(cuò)開(kāi)橫向預(yù)應(yīng)力筋，保護(hù)好縱向預(yù)應(yīng)力管道。

d）無(wú)論鋪裝厚度是多少鋼纖維混凝土必須一次澆筑。

e）按負(fù)彎矩影響范圍確定橫向縮縫位置，宜在每跨1/4處和3/4處設(shè)兩道橫縫，即每跨設(shè)兩道縮縫，且所有縮縫應(yīng)進(jìn)行灌縫處理。

f）按重交通等級(jí)選用彎拉強(qiáng)度標(biāo)準(zhǔn)，并按抗壓強(qiáng)度和彎拉強(qiáng)度指標(biāo)進(jìn)行配合比設(shè)計(jì)。

5 橋面施工

由于鋼纖維混凝土橋面鋪裝施工的特殊性，結(jié)合以往施工經(jīng)驗(yàn)和相關(guān)規(guī)范、規(guī)定，制定了鋼纖維混凝土橋面鋪裝維修加固施工工藝要求：

a）重新恢復(fù)標(biāo)高系統(tǒng)，一般情況下,原橋標(biāo)高系統(tǒng)已經(jīng)不準(zhǔn),需重新恢復(fù)標(biāo)高系統(tǒng),以利于施工。

b）拆除原橋面鋪裝 先拆除原橋面瀝青混凝土和防水混凝土，鑿除時(shí)不要破壞箱梁頂板；在拆除過(guò)程中，由監(jiān)控單位對(duì)全橋結(jié)構(gòu)整體性、穩(wěn)定性、安全性進(jìn)行全程監(jiān)測(cè)，確保整個(gè)拆除過(guò)程中人員、機(jī)械設(shè)備、原橋結(jié)構(gòu)的穩(wěn)定和安全。

c）混凝土鋪裝前的施工準(zhǔn)備 （a）復(fù)測(cè)箱梁頂面標(biāo)高，按路線設(shè)計(jì)方向，橫向量距3 m、6 m各設(shè)1點(diǎn)；縱向5 m一個(gè)斷面，根據(jù)測(cè)量結(jié)果采用整體調(diào)整方式確定橋面線形和標(biāo)高；（b）為保證新老混凝土有效結(jié)合，應(yīng)對(duì)梁頂表面進(jìn)行鑿毛處理，形成凹凸不平小于6 mm的人工粗糙面；（c）封錨及施工預(yù)留孔防漏處理，鑿除橋面鋪裝層后，若發(fā)現(xiàn)豎向預(yù)應(yīng)力梁頂封頭錨部位或混凝土箱梁頂板施工預(yù)留孔部位，應(yīng)采用環(huán)氧樹(shù)脂或環(huán)氧樹(shù)脂砂漿進(jìn)行封閉處理；（d）在橋面鋼筋網(wǎng)安裝和澆筑混凝土前，分兩次將梁頂面的油污、松散混凝土、砂漿、浮塵等雜質(zhì)清洗干凈，再用高壓水將梁頂沖洗干凈，保證新舊混凝土的結(jié)合質(zhì)量。

d）橋面植筋 清理混凝土表面雜質(zhì)，按照直徑和深度要求鉆孔后，先用毛刷清除孔內(nèi)灰塵，再用清潔的壓縮空氣將灰塵清干凈，采用專用植筋膠植入鋼筋，按要求留有足夠的時(shí)間讓黏結(jié)劑固化。

e）布設(shè)橋面鋼筋網(wǎng) 定位、綁扎橋面鋼筋網(wǎng)，新鋪裝鋼筋網(wǎng)應(yīng)設(shè)置足夠的架立鋼筋保證其安裝位置，不允許在澆筑鋪裝混凝土過(guò)程中鋼筋網(wǎng)跨塌使其緊貼梁板頂面。

f）澆筑橋面混凝土 為了保證橋面鋪裝的整體性，采用小型機(jī)具施工工藝。選取2臺(tái)強(qiáng)制式攪拌機(jī)建立混凝土攪拌站，并對(duì)計(jì)量器進(jìn)行標(biāo)定后，將鋼纖維與粗細(xì)骨料一起投放入攪拌機(jī)進(jìn)行攪拌。鋼纖維混凝土的攪拌時(shí)間通過(guò)現(xiàn)場(chǎng)攪拌試驗(yàn)確定，通常要比普通混凝土規(guī)定的攪拌時(shí)間延長(zhǎng)10～20 s，保證鋼纖維在混凝土中均勻分布，消除鋼纖維結(jié)團(tuán)和分布不均現(xiàn)象。鋼纖維混凝土拌和物從出料到運(yùn)輸、鋪筑完畢的允許最長(zhǎng)時(shí)間符合規(guī)范要求。采用震動(dòng)梁振搗密實(shí)，不得使用振搗棒插入鋼纖維混凝土內(nèi)部振搗，也不得使用人工插搗。所采用的振搗機(jī)械和振搗方式除應(yīng)保證混凝土密實(shí)外，還應(yīng)保證鋼纖維的均勻分布，表面10～30 mm深度的鋼纖維應(yīng)基本上為平面分布［1］，鋼纖維混凝土平整度在施工過(guò)程中可使用3 m直尺檢測(cè)控制，平整度為3 mm。

g）抗滑構(gòu)造 使用硬刻槽方式制作抗滑溝槽，溝槽深度不小于3～5 mm，溝槽間距為30～50 mm，施工時(shí)認(rèn)真掌握好制槽時(shí)間，以不致于使混凝土表面疏松和破損而又能達(dá)到溝槽要求深度為宜。

h）養(yǎng)生 采用土工布或薄膜覆蓋灑水養(yǎng)護(hù)，連續(xù)24 h養(yǎng)護(hù)7 d以上，禁止圍水養(yǎng)護(hù)。

i）封縫 按相關(guān)要求對(duì)橋面鋪裝分縫進(jìn)行封縫處理。

6 維修效果

通過(guò)論證，選用優(yōu)化后的設(shè)計(jì)方案，施工方便，且有效改善了上部結(jié)構(gòu)的受力性能；橋面鋪裝維修后經(jīng)檢測(cè),各項(xiàng)指標(biāo)符合圖紙和相關(guān)規(guī)范要求,工程質(zhì)量達(dá)到合格標(biāo)準(zhǔn)；通車2年多，目前使用狀況良好，此項(xiàng)維修方案的實(shí)施取得了良好的經(jīng)濟(jì)效益和社會(huì)效益。