G206大關橋加固維修技術處理

盧長春 （安慶市公路管理局，安徽 安慶 246000）

1 橋梁概況

大關橋位于G206 K1138+223處，橋梁跨越大關河。該橋上部結構為4m×8m石拱，下部結構為重力式墩臺、擴大基礎。橋梁全長46m，全寬17.6m(1.3m人行道+15m橋面+1.3m人行道)，凈矢高1.3m，拱圈厚0.5m。該橋建成于1988年，所在道路為G206，水泥混凝土路面，路面寬15m，二級公路，運營年限較長，橋面系、護欄、拱圈、基礎等部位均出現病害，影響橋梁結構安全性和行車舒適性。為恢復橋梁的正常使用功能，亟需對該橋進行維修加固（見表1）。

2 橋梁病害及成因分析

2.1 病害描述

2.1.1 主體結構病害

①主拱圈部分灰縫脫落、滲水嚴重。

②第2跨拱圈一塊石出現縱向裂縫，裂縫寬2mm，長40cm。

2.1.2 附屬結構病害

①橋面水泥混凝土路面出現斷板、板角破裂、露骨等現象。

②原有欄桿為為條形護欄，部分缺失。

③基礎受河水沖刷嚴重，基礎外露，部分脫空。

④橋面部分泄水孔堵塞。

2.2 病害分析

①拱圈灰縫脫落是由于當時施工時拱圈底部局部砂漿偏少，部分塊石間的砂漿不飽滿，加上該橋運營年限較長，受自然風化影響，導致拱圈灰縫部分脫落。

②拱圈滲水是由于原橋面為水泥混凝土路面，路面板塊存在接縫且拱上填料不密實，橋面部分板塊破損，部分泄水孔堵塞導致雨水下滲。

③第2跨拱圈一塊石出現縱向裂縫，據現場觀察該條縱向裂縫僅出現在一個塊石上，裂縫并未延伸至周邊塊石上，初步分析，裂縫產生原因是由于該塊石本身存在缺陷、強度不夠且拱上加載較重所致。

橋梁分類與養護措施對照表 表2

2.3 技術狀況評定

該橋主要病害符合橋梁技術狀況四類橋相關標準，評定為四類橋。參照橋梁分類與養護措施對照表，對該橋進行維修加固。

3 改造方案

①拆除原護欄及人行道。

②鑿除原橋面混凝土面板，挖除上層填料(20cm厚)。

③鋪筑20cm水泥穩定碎石。

④澆筑20cm厚C40防水混凝土橋面鋪裝。

⑤澆筑墻式防撞護欄。

⑥對第2跨拱圈塊石裂縫用環氧樹脂砂漿進行壓力注漿封閉，對勾縫脫落處用砂漿重新勾縫。

⑦對基礎沖刷脫空處采用素混凝土填充，然后設置C25混凝土基礎護腳，保護基礎。

⑧對橋梁上游1m至下游1m范圍內設置30cm厚漿砌片石河床鋪砌，并在上下游鋪砌外各做一道C25片石混凝土攔水壩。

⑨重畫橋面及橋頭順接路面標線。

4 主要施工工藝

4.1 施工工藝

4.1.1 拆除橋面附屬結構

主要為拆除橋梁護欄，每側護欄拆除由兩端向中間進行，對稱拆除，并裝車運走。橋上若有管線，應聯系業主及相關管理部門拆除。

4.1.2 鑿除橋面鋪裝

采用輕型機械設備或人工鑿除原橋面鋪裝。鑿除由橋梁中部向兩端對稱進行，并裝車運走。

大關橋基本數據 表1

4.1.3 換填拱上填料

橋面鋪裝鑿除后，挖除松散拱上填料，換填二灰碎石。挖除拱上填料時應從中部向兩端對稱挖除，填料回填后，采用人工或人工配合小型夯實設備夯實。

4.1.4 橋面鋪裝施工

橋面鋪裝采用C40防水混凝土。為了保證橋面整體性，一般采用橫向全幅遞進式澆筑混凝土，由于該橋周邊無法修建便道，所以建議采用半幅施工、半幅通行。

①橋面設置鋼筋網，應采取措施保證其位置正確和保護層厚度。澆筑混凝土，施工人員及機具不得踩踏在鋼筋網上。

②混凝土在拌和站集中攪拌，混凝土罐車運輸至現場。混凝土運輸至現場后應有專業技術人員進行坍落度檢測，混凝土坍落度過小能使用，否則易引起堵泵現象，混凝土出現離析現象時不能使用。

③振搗時首先采用插入式振動棒與平板振動器相結合的方法。應嚴格控制振搗時間，時間不宜過長，保證混凝土密實即可。過度振搗會造成粗骨料下沉，混凝土表面富漿，上層多為砂漿，極易造成塑性收縮裂紋。

④混凝土振搗后應立即搭設跳板進行抹面收漿。

⑤一次收漿之后，及時蓋塑料薄膜，阻止水分的揮發而產生早期塑性收縮裂紋。施工作業面不得過長，從混凝土攤鋪到蓋塑料薄膜不宜超過45min，盡量控制在30min內。待終凝后撤掉塑料薄膜，然后鋪上棉氈灑水養護，養護不小于10d。

4.5 橋梁裂縫處理

4.5.1 修補方法

壓力灌注法：適用于較深、寬度≥0.15mm的裂縫處理。

4.5.2 壓力注漿法的施工工藝流程

縫口表面處理→粘貼注漿嘴和出漿嘴→封縫→密封檢查→灌漿→封口結束→檢查

4.5.3 裂縫處理

裂縫縫口表面處理，應使工作面平順、干燥、無油污。處理范圍沿裂縫走向寬30mm～50mm。

可用鋼絲刷等工具，清除裂縫表面的灰塵、白灰、浮渣及松散層等污物；然后再用毛刷蘸甲苯、酒精等有溶液，把沿裂縫兩側20mm～30mm處擦洗干凈并保持干燥。

4.5.4 埋設灌漿嘴

在裂縫交叉處、較寬處、端部以及裂縫貫穿處，鉆孔內均應埋設灌漿嘴。在一條裂縫上必須有進漿嘴、排氣嘴和出漿嘴。注漿嘴沿裂縫走向布置，間距視縫寬度一般為200mm～400mm。

4.5.5 封縫

環氧樹脂膠泥封縫:對于不鑿槽的裂縫可用環氧樹脂膠泥封閉。先在裂縫兩側(寬20mm～30mm)涂一層環氧樹脂基液，后抹一層厚1mm左右、寬20mm～30mm的環氧樹脂膠泥。抹膠泥時應防止產生小孔和氣泡，要刮平整，保證封閉可靠。

環氧膠泥質量配合比為：環氧樹脂∶乙二胺∶二丁脂∶丙酮∶水泥=100∶15∶30∶15∶70。

4.5.6 試漏檢測

裂縫封閉后應進行壓氣試漏，檢查密閉效果。試漏需待封縫膠泥或砂漿有一定強度時進行。試漏前沿裂縫涂一層肥皂水，從灌漿嘴通入壓縮空氣，凡漏氣處應予以修補密封至不漏為止。

4.5.7 漿液配制

漿液配制應按照不同漿材的配方及配制方法進行。漿液一次配備數量，需以漿液的凝固時間及進漿速度來確定。本設計采用環氧砂漿作為化學灌漿材料。

環氧砂漿質量配合比為：環氧樹脂漿（膠）液∶水泥∶中砂=10∶15∶20。

4.5.8 灌漿

灌漿是施工關鍵工序之一，應確保灌漿質量。

①灌漿機具、器具及管子在灌漿之前應進行檢查，運行正常時方可使用。接通管路，打開所有灌漿上的閥門，用壓縮空氣將孔道及裂縫吹干凈。

②根據裂縫區域大小，可采用單孔灌孔或分區群孔灌漿。豎向、斜向裂縫壓漿應自下而上進行。

③灌漿時，應待下一個排氣嘴出漿時立即關閉轉芯閥，如此順序進行。壓力注漿修補裂縫應根據漿液流動性選擇注漿壓力，一般為0.1MPa～0.4MPa。

④灌漿停止的標志為吸漿率小于0.1L/min，再繼續壓注幾分鐘即可停止灌漿，關掉進漿嘴上的轉芯閥門。

⑤待縫內漿液達到初凝而不外流時，可拆下灌漿嘴，再用環氧樹脂膠泥或滲入水泥的灌漿嘴處抹平封口。

⑥灌漿結束后，應檢查補強效果和質量，發現缺陷應及時補救，確保工程質量。

5 加固用材料

橋梁加固用材料的品種、規格及使用性能，應符合國家、行業相關標準的規定，并滿足設計要求。

5.1 水泥

應采用高品質的強度等級為42.5、52.5的硅酸鹽水泥、快硬性硅酸鹽水泥，同一座橋應采用同一品種水泥，不得采用復合水泥或變質水泥。

5.2 集料

①粗集料應選用質密、堅硬、強度高、耐久性好的碎石。對于主要承重構件的加固用集料的最大粒徑：拌合混凝土應不超過20mm，小石子混凝土不超過10mm。不得使用含有活性二氧化硅石料制成的粗集料。

②細集料應選用中、粗砂，其細度模數宜控制在2.6～3.7之間。

5.3 混凝土拌和用水

①水中不應含有影響水泥正常凝結與硬化的有害雜質或油脂、糖類及游離酸類等。

③供飲用的水。

5.5 外加劑

混凝土中摻用外加劑時，其質量及相關技術規定應符合《混凝土外加劑》（GB 8076）與《混凝土外加劑使用技術規范》（GB 50119）的要求；不得使用含有氯鹽亞硝酸鹽碳酸鹽和硫氰酸鹽類成分的外加劑；不應使用鋁粉作為混凝土的膨脹劑。

5.6 鋼筋

設計采用HPB300級(A)、HRB335級(B)和HRB400級鋼筋(C)；符合《鋼筋混凝土用熱軋光圓鋼筋》（GB1499.1-2008）和《鋼筋混凝土用熱軋帶肋鋼筋》（GB1499.2-2007）的規定。凡鋼筋直徑≥12mm的，一般采用HRB400熱軋螺紋鋼；凡鋼筋直徑<12mm的，光圓鋼筋采用HPB300鋼筋，帶肋鋼筋采用HRB335鋼筋。

5.7 鋼材

鋼板、型鋼、扁鋼和鋼管應采用Q235鋼、Q345鋼、Q390鋼、Q420鋼；對重要結構的焊接構件，應采用Q235-B級、Q345-C級等可焊性好的鋼材。

5.8 焊接材料的型號和質量

①焊條材料的品種、規格應滿足設計要求，其型號應與被焊接鋼材的強度相適應。

②焊接連接的設計指標應符合公路橋梁鋼結構設計規范的相關規定。

5.9 植筋

橋梁加固需要植筋時，宜采用HRB335級熱軋帶肋鋼筋，也可采用HRB400級和RRB400級熱軋帶肋鋼筋。

5.10 裂縫修補材料

①混凝土橋梁裂縫注射或壓力灌注用修補膠的安全性能指標必須符合表3規定。

裂縫修補用膠(注射劑)的安全性能指標 表3

②橋梁混凝土裂縫修補用聚合物水泥注漿料的安全性能指標必須符合表4規定。

裂縫修補用聚合物水泥注漿料的安全性能指標 表4

③裂縫修補膠除應符合以上規定外，尚應符合下列要求：裂縫修補膠漿液的粘度小、滲透性、可灌性好；裂縫修補膠漿液固化后收縮性小，固化時間可調節，灌漿工藝簡便；固化后不應遺留有害化學物質。

5.11 修復材料

混凝土表層缺陷修復材料（如：混凝土（砂漿）、聚合物水泥混凝土（砂漿）、改性環氧混凝土（砂漿）等）的質量及性能應符合現行相關標準規范的規定。

6 施工組織安排

6.1 施工保通方案

由于該橋所在道路為國道，交通量大，交通不能中斷，且橋梁周邊無法修建便道，所以采用半幅施工、半幅通行的方式。

6.2 安全保障措施

①施工前與公路及交通相關管理部門聯系辦理有關手續，按批準的時間、范圍進行施工。

②嚴格按現行《公路養護安全作業規程》(JTGH30)設置施工標志、限制速度標志、反光錐形交通路標和其他安全設施。

③橋梁加固前，作業區路段各公路出入口及作業區前方適當位置應設置公告信息牌，并向社會發布相關公告信息。

④橋梁加固施工前，制訂由于交通事故、車輛故障等引起的交通堵塞應急預案，在突發事件發生后及時啟動。

⑤橋梁加固施工宜在晴天和白天進行。必須在不良天氣或夜間施工時，應有相應的施工保障措施。