公路橋梁加固施工技術措施和質量控制分析

葉青海

（福建漳州城投市政集團有限公司，福建 漳州 363000）

0 引言

目前公路橋梁多數為二十世紀中后期修建的，建設之初的設計、施工及材料的質量、施工工藝標準都較為低下，在設計和施工時存在不完善的地方，常年在自然環境的侵蝕及洪水的沖刷下造成基礎沉降，橋下鋪砌拱起、開裂等情況嚴重。以前的交通量及車輛載重能力不會有較大的問題出現，近年來經濟快速發展，交通運輸量不斷增加，很大一部分橋梁已無法滿足不斷增加的負荷要求，橋梁長時間處于超負荷承載狀態，很大一部分橋梁都有不同程度的破損情況，如混凝土開裂、剝落、鋼筋銹蝕、伸縮縫堵塞、支座變形脫空等，但橋梁整體還較為完好。因此，選用最佳的加固改造施工技術對破損橋梁進行維修，促使道路橋梁運輸承載能力有效提升，確保交通運輸安全具有十分重要的意義。

1 公路橋梁加固施工技術

漳州市東立交橋道路改造連接線連科港小橋位于騰飛路，橋梁起點樁號ZK1+224.970，終點樁號ZK1+242.570，橋長17.6m，交角90°。現狀橋共三幅，北左幅為8m 寬T 梁，中間幅8.5m 石砌板拱橋，南右幅為6.4m 寬T 梁。石拱橋凈跨15m，T 梁全長16.8m。石拱橋下部為重力式橋臺，T 梁下部為樁柱式橋臺。石拱橋部分建于1966 年，設計荷載為汽-10 級，履帶-50 級，1994 年拱橋加套9 片鋼筋砼拱肋加固。T 梁橋部分建于1994 年，設計荷載為汽-20 級，掛-100 級，人群荷載4.0kN/m2。

業主委托福州市建筑工程檢測中心有限公司于2015 年10 月對該橋進行橋梁承載能力檢測評定。根據福州市建筑工程檢測中心有限公司的檢測報告《漳州市連科港小橋承載能力檢測評定》，其檢測結果為∶（1）連科港小橋石拱橋部分的上部結構承載能力不滿足汽-20級、掛100 的使用要求，加鋪瀝青橋面鋪裝前，委托有相應資質和能力的單位對拱橋進行加固。（2）連科港小橋T 梁部分的承載能力滿足滿足汽-20 級、掛100（加鋪10cm 厚瀝青）的使用要求，但橋梁存在一些病害和缺陷，如伸縮縫堵塞；T 梁腹板存在多處砼剝落、裂縫（≤0.2mm）、露筋銹蝕，橫隔板連接鋼板銹蝕、多處砼剝落；T 梁支座多處脫空且均存在輕微剪切變形；拱圈砂漿剝落、存在多處滲水，加固拱肋存在砼脹裂破損、鋼筋銹蝕；橋臺蜂窩麻面、水蝕。影響橋梁耐久性及正常使用，應采取相應措施修復處理[1-5]。

對于橋梁結構中出現的較嚴重的病害以及較大范圍的缺陷處理應達到恢復結構的整體性，限制病害的擴展，滿足結構的強度、耐久性和承載能力，使其滿足功能和安全運行要求。常見裂縫處理方法包括表面處理法、填充處理法、灌漿處理法、結構補強法等。

1.1 T 梁混凝土缺陷處理

（1）缺陷處理：人工鑿除構件中蜂窩、麻面、剝落、松散、腐蝕缺陷部位周圍混凝土，露出新鮮密實混凝土；保留原結構鋼筋，對鋼筋銹蝕進行除銹處理；將混凝土表面清理干凈并保持干燥。

（2）在修補面上涂抹一層環氧膠液等，以增強新、老混凝土之間的粘結；在環氧膠液涂抹后尚未凝固時，涂抹聚合物砂漿。

（3）修補完成后，清除新舊混凝土接縫表面浮漿，并清洗干凈后涂抹兩層環氧樹脂漿液封閉。涂液時第二層的方向與第一層相垂直。

1.2 T 梁砼裂縫處理

對T 梁結構中的裂縫可采用裂縫灌漿法或裂縫封閉法，具體施工為：對于裂縫寬度≥0.15mm 采用灌漿封閉處理，對于裂縫寬度＜0.15mm 采用涂刷環氧樹脂封閉。根據不同的裂縫的分布、走向、寬度、深度等情況，以及不同的結構的承載能力和結構安全情況，分別進行加固處理，裂縫封閉灌漿后梁板底面刷兩層涂料處理。

1.3 石拱橋橋臺新建套拱基礎加固施工

按設計要求現場標示鉆孔位置，采用100 型鉆機鉆孔，孔徑為Φ90，鉆孔方向與地面垂直方向，孔深注漿管立面布置圖（見圖1）。注漿管采用Φ70×3.75mm 無縫鋼管。灌漿壓力0.1～0.3MPa，在灌漿過程中若發現漏漿等溢出現象時，應采取措施加濃漿液，降低壓力、間歇灌漿方法處理。在穩定持續壓力下，以不劈裂地基土為原則，控制灌漿量。灌漿孔灌漿結束后，排除鉆孔內積水和污物，采用漿液將全孔封堵密實和抹平。鉆孔灌漿順序應按靠近橋臺側開始跳孔灌注，采用單孔灌注，不得同時多孔灌注。

圖1 注漿管立面布置圖

1.4 石拱橋加筑套拱施工

加筑套拱具體施工示意圖，如圖2 所示。

圖2 石拱橋拱肋加固立面

（1）鋼筋安裝前，用鐵絲刷清除縱向加固肋表面的浮漿、松散砼、灰塵、污垢。

（2）澆筑套拱混凝土前，清理原拱板底松散砂漿，原縱向加固肋表面鑿毛。施工時不得破壞石拱橋拱板結構體系。

（3）新做套拱澆筑順序從拱腳向拱頂連續對稱進行，橫向按1m寬左右由中間分環澆筑，必須確保混凝土振搗密實，拱頂2m 范圍內可采用二次壓漿澆筑。

（4）橋臺前錨固快澆筑至拱腳以下30cm 左右，剩下部分與拱腳一起連續澆筑，接縫按施工縫處理。

（5）混凝土強度達到設計強度后拆除模板，拆除模板時應由跨中向兩側對稱進行。

（6）在橋梁加固施工過程中，嚴格按照均衡、對稱、同步的原則進行施工，用精密測量儀器全過程監測主拱圈、橋臺各結構部位位移、高程變形情況，確保各項偏差值在規范允許范圍內。

1.5 頂升梁體更換支座施工

頂升梁體更換支座是一項技術性很強的工作，為了確保本次梁體頂升支座更換安全順利實施，現場對交通實行管制，采用整體頂升梁體的方案進行處理。

（1）千斤頂選用：在頂升時，要確保順利將梁體頂起，其布設千斤頂的總噸位不應小于橋梁恒載的2 倍。現場采用具有自鎖功能的100t 千斤頂，每個千斤頂最大頂升力為100t，頂身高度80mm，底座直徑216mm，行程20mm。

（2）千斤頂布置：每片T 梁下安放一只千斤頂，在每個施力點位置，千斤頂安放在臺帽上，以臺帽為反力支撐，梁體頂升作業過程中，先對擬使用千斤頂及配套設備進行試驗，確保其性能可靠安全。

（3）千斤頂分組：本次同步頂升每側橋臺將千斤頂分為5 組，使用5 臺液壓機組進行頂升，如圖3 所示。

圖3 千斤頂分組

（4）頂升行程監測：采用位移傳感器、振弦式傳感器、百分表。

（5）支座處理施工：頂升到位后，將鎖定螺母擰至緊靠油缸的位置進行鎖定，取出原支座。對支座所在位置處臺帽進行清理，為保證支座安裝平整度和精度要求，采用環氧膠找平，然后安設支座就位，滿足支座更換前后梁體的標高一致。

（6）再次頂升：當新支座安裝好之后，再次頂升梁體至能夠解除千斤頂鎖定，將鎖定螺母調至千斤頂頂端，確保能夠安全落頂。

（7）落頂就位：梁體回落時也按頂升力和位移雙控的原則進行分步回落，待千斤頂完全卸壓后拆除千斤頂及鋼墊塊，頂升過程結束。

2 公路橋梁加固施工質量控制

2.1 T 梁混凝土缺陷及裂縫處理

T 梁混凝土缺陷處理：控制缺陷混凝土鑿除至新鮮密實、堅實平整，鋼筋銹蝕處理干凈完整，保持混凝土表面清潔干燥；環氧膠液介質材料涂刷薄而均勻，厚度不超過1mm，在凝固前完成聚合物砂漿修復；聚合物砂漿修補材料的養護與水泥砂漿不同，最重要的是控制溫度，夏季工作面向陽時，應設涼棚，避免陽光直接照射，冬季溫度太低，應加溫保暖。聚合物砂漿抗壓強度值不小于設計值，混凝土表面堅實平順，結構表面修補顏色與原結構相近。

T 梁裂縫處理：環氧樹脂封閉寬度小于0.15mm 裂縫前應在裂縫上開V 形槽，槽上口寬5～10mm，槽深10～20mm，槽口應平整光滑。沿裂縫兩側20～30cm 范圍內清除浮渣、松散層、浮漿、油污等，保持干凈、干燥。灌漿完成后要進行灌漿質量檢查，通入壓縮空氣或壓入水（灌漿壓力的70%～80%）進行檢查，也可鉆芯取樣檢查漿體外觀及力學性能，發現缺陷應及時補救。

2.2 石拱橋橋臺新建套拱基礎加固施工

將花管與孔壁間隙封閉牢固之后，再進行灌漿，灌漿前基礎頂面覆土厚度不小于1m，應在澆筑前墻前注漿，待基礎混凝土達到設計強度85%后方可進行；灌漿前應于新建基礎頂面即原石拱橋橋臺埋設抬動位移監測裝置，新建基礎抬動位移量不大于5mm，石拱橋橋臺不允許出現抬動及位移；單孔灌注量超過1500L 還未達到灌漿結束標準時，應提高漿液水灰比及砂漿配合比，單孔灌漿量小于105L 時，應改用純水泥漿灌注。

2.3 石拱橋加筑套拱施工

石拱橋增設套拱施工應嚴格控制支架模板變形沉降，其合計沉降量不得大于微膨脹混凝土的補償量，確保新筑混凝土與石拱橋拱板底緊密接觸。臺前錨固塊及新筑套拱混凝土應采用自密實微膨脹耐腐蝕混凝土。混凝土強度達到設計強度后須檢測套拱與石拱橋拱板間間隙情況，如存在較大間隙或脫空，應注漿填實。

2.4 梁體頂升更換支座施工

頂升前檢查梁體周圍是否被其它填充物卡死，以及梁體有無其它多余約束；千斤頂安裝完畢后先試頂，消除頂升系統的非彈性變形和沉降；頂升過程中，頂升力控制通過千斤頂支撐體系頂升荷載分級，保證整個橋梁體同步頂升；監測頂升過程中各梁體位移，實現頂升力和位移“雙控”。通過頂升位移控制來保證各梁體位移的協調一致性，確保相鄰梁體百分表數值差不超過0.2mm；頂升時，對路面結構進行監測，保證更換支座過程中不損傷橋面結構；落梁完成后，檢查支座安放情況及相臨支座是否出現脫空、偏壓現象。同時監測新支座在橋面車輛荷載作用下的受力狀態，若更換支座存在不受力或受力不均勻的情況，必須重新頂升，調整安放支座，保證各支座均勻受力。

3 結束語

連科港小橋加固改造于2016 年9 月完工通車至今五年多的時間內運行良好，未發現橋面及結構表面開裂、不均勻沉降、跳車等不良病害問題。由此可見，采取有效的改造加固措施，恢復和提高舊橋的承載能力，延長使用壽命，保證舊橋繼續發揮使用功能，充分滿足交通發展需求。