江淮運河大橋主橋加固施工難點和要點控制

朱成亮 張俊猛

(1.安徽省交通控股集團六安北高速公路管理中心，安徽 六安 237000； 2.山西交通控股集團有限公司晉城高速公路分公司，山西 晉城 048000)

1 橋梁概況

江淮運河大橋是安徽合六葉高速公路上的一座重要橋梁，橋梁全長977.5 m。主橋上部結構為35 m+60 m+35 m預應力混凝土變截面現澆連續箱梁，主橋箱梁橫斷面為單箱雙室截面，單幅箱梁頂板寬16.65 m，底板寬度11.65 m。頂板厚0.25 m，底板厚0.3 m～0.5 m，腹板厚0.45 m，根部梁高3.4 m，中部梁高為1.6 m，梁高和底板厚均按二次拋物線變化，主橋跨中斷面如圖1所示。

2 橋梁存在病害、原因及維修加固方案

2.1 橋梁存在病害

經過多年的使用，主橋上部結構出現不同程度的病害，根據定期檢測報告顯示，病害主要為多處不同形狀的裂縫，主要表現為箱梁頂板橫向，底板縱橫向及腹板縱橫向裂縫、斜向裂縫及豎向裂縫；此外，主橋中跨跨中出現較為明顯的下撓，其中，左幅中跨跨中較竣工標高下撓約4.87 cm，右幅中跨跨中較竣工標高下撓約為6.5 cm。

2.2 病害原因分析

針對大橋出現的病害，設計單位分別采用85規范和04規范對橋梁受力進行了驗算，計算結果表明：在85規范主橋結構按全預應力構件進行驗算，承載能力極限狀態下，截面抗彎、抗剪均滿足現行設計規范要求，正常使用極限狀態下，主跨跨中底板正截面抗裂不滿足規范要求。距跨中1/3左右位置，腹板位置斜截面抗裂不滿足規范要求。

橋梁出現的病害形式、位置與計算結果吻合，表明抗剪承載能力不能滿足現行設計規范要求是橋梁病害產生的主要原因，此外，超載車輛與溫度荷載的反復作用也加劇了病害的進一步發展。

2.3 維修加固方案[1]

根據橋梁實際存在的病害以及病害產生的具體原因，制定如下維修加固方案：

1)為保證橋梁結構耐久性，對現有的混凝土病害(裂縫、破損)進行修復。

2)為控制中跨跨中下撓、增強結構的抗剪能力，采用對中跨張拉體外預應力與腹板鋼板粘貼兩種方式進行加強。先張拉4根15～19體外預應力鋼束，張拉應力為0.55fpk。等張拉完成后，對箱梁抗剪不足及抗剪富余度較小的區域采用粘貼腹板鋼板的方式進行補強加固處理。

3)為控制箱梁頂板裂縫，頂板橫向粘貼鋼板進行加強。

3 加固施工難點和要點控制[2,3]

3.1 加固施工難點分析

橋梁加固施工不同于新橋建設施工，由于受到已形成結構的影響，施工設施、作業空間和作業環境都必須在既有結構的范圍內進行，本橋加固施工所面臨的難點主要有：

1)箱梁內部高度低，施工空間狹窄，所有材料和機械全部需要人工運輸至梁體內部；施工空間狹小且空氣循環不暢，混凝土表面打磨、鋼結構焊接等工藝產生的煙塵難以及時排除，對作業人員健康造成很大的影響；

2)箱梁人洞直徑80 cm，加固所用材料，如轉向塊鋼板，需全部裁剪成小塊后，進入箱梁內部進行加工和焊接；

3)箱梁混凝土橫隔板厚度大，預應力鋼絞線穿孔較長，水鉆鉆孔施工時容易發生偏斜；

4)原結構表面基礎較差，由于跑模等原因造成混凝土表面有較大的臺階或坑槽，對鋼板的粘貼施工造成了很大的影響；

5)加工施工過程中植筋和螺栓安裝均需在原結構混凝土上打孔，對原結構存在一定程度的損傷。

3.2 加固施工要點分析

根據設計文件的內容，本次加固施工的要點主要有：

1)保證錨固塊中鋼筋的植入和綁扎質量，以及錨固塊混凝土

的強度；

2)保證鋼束在轉向塊位置平順的轉向，從而保證張拉過程鋼絞線受力均勻；

3)保證鋼板粘貼面的平整和密實，從而保證鋼板粘貼質量；

4)在不中斷交通通行的情況下，保證錨固塊澆筑質量和鋼板粘貼質量。

3.3 加固施工難點及要點控制

根據上述分析，對江淮運河大橋主橋維修加固施工過程存在的難點和重點需采取以下措施進行控制：

1)針對操作空間狹窄，機料運輸困難的問題，采用小型卷揚機配合低平運輸車輛，將鋼板等材料機具運輸至施工作業面；并在箱梁內部設置排風扇和抽油煙機，將施工過程產生的粉塵煙氣全部排出箱梁外部。

2)將箱梁底板人孔直徑擴大10 cm，轉向塊外圈鋼板90 cm，在加工廠將整張鋼板全部切割為90 cm×100 cm尺寸，通過卷揚機運輸至箱梁內部，減少箱梁內部切割作業量；鋼板的焊接采用二氧化碳保護焊，保證焊接質量。

3)水鉆架設前，在箱梁橫隔板上植入固定螺栓并焊接軌道，保證水鉆鉆孔過程能夠平直的進行。

4)對原結構表面較差的部位進行修復，對跑模形成的臺階進行局部鑿除，對局部出現的坑槽采用環氧砂漿修補平整。

5)為減小施工中鉆孔對原結構的損傷，在植筋孔和螺栓孔鉆孔完成后，立馬進行清孔，并植入鋼筋或安裝螺栓，保證結構的完整性和受力均勻。

6)為縮短施工時間，減小通行交通對施工的影響，將原設計中的普通混凝土采用高強灌漿料進行替代，縮短了錨固塊初凝及養護時間，從而保證錨固塊的澆筑質量和強度。

7)根據設計在轉向塊上設置轉向器，保證鋼絞線能平順的從轉向塊位置穿過，從而保證張拉過程鋼絞線的平順通過和受力的均勻。

8)施工過程對橋面行車速度進行限制，減小車輛荷載對施工的影響。

9)其他：為保證預應力鋼絞線張拉完成后，在今后的運營中盡量減小振動造成的預應力損失，在預應力鋼絞線上設置安裝減震裝置。

此外，為保證加固施工效果，工程進行過程嚴格控制施工順序，如將鋼板粘貼全部放在預應力施工結束后，從而保證鋼板的整體粘貼質量。

4 結語

通過對江淮運河大橋主橋加固設計文件及施工組織設計文件的綜合分析，將施工中存在難點和要點進行了梳理分析，提前對該橋的施工進行了針對性的組織控制，從而保證施工過程的安全有序，同時保證了施工質量。該橋加固施工目前已結束，通過實踐證明，事前對施工難點和要點進行分析，過程對難點和要點進行控制，能夠保證一個加固工程的順利完成，并達到預期的加固效果。