橋面補強層加固施工技術

辛艷光

（海南中咨泰克交通工程有限公司，海南海口 570203）

0 引言

1 橋面補強層加固作用

橋面作為直接承受和傳遞交通載荷的面層，時刻受到荷載和外界環境的影響，隨著使用年限的增加，會出現損壞、老化和變形等問題。通過橋面補強層加固施工，采用鑿毛、鋪設抗剪鋼筋和加固橋面鋪筑層等措施，能提高橋面的荷載承受能力和抗變形能力，防止橋面裂縫的擴展，同時可提高橋梁的抗滲透性和耐久性，延長橋梁的使用壽命，減少維護和修復的頻率，降低養護成本。

2 工程概況

某預應力混凝土連續箱梁橋橋面鋪筑設計結構按照從上到下的順序，結構類型為：SBS 改性瀝青AC-16I 型（4cm）+SMA10SBS 改 性 瀝 青 混 合 料（3cm）+防水層+鋼筋水泥混凝土（7cm）。該橋梁于2002 年建成并投入使用。在使用過程中，橋面鋪筑層遭受嚴重損壞，多次進行橋面瀝青鋪筑層修補工作。橋面鋪筑層受損主要是車輛荷載的反復作用，導致鋪筑層發生縱橫向推移、龜裂、局部坑槽等問題，進而導致雨水下滲，嚴重影響橋梁的使用狀態。為解決這些問題，對橋面進行系統的調查和分析，并制訂全面的病害成因報告，并針對不同部位的實際情況采取針對性的措施進行處理。

3 病害原因

3.1 結構病害原因

第一，隨著使用時間的增加，橋面鋪筑層的混凝土與瀝青的黏結力會逐漸減弱，導致層間的連續受力條件被逐漸破壞。此外，在車輛荷載的反復作用下，導致橋面混凝土鋪筑層和防水層出現分離、橋面鋪筑層發生推移。隨著荷載壓力的逐漸提高，各類路面病害不斷擴展[1]。

第二，該橋梁結構采用特殊設計參數，箱梁間距為3.5m，比同類型橋梁標準間距增加0.6m。這一間距變化導致主梁的橫向變形和扭轉變位增大，也使混凝土鋪筑層承受更大的應力和主應力。這種情況下，主梁之間的橫向變形協調性逐漸減弱，主梁的橫向變形和扭轉變位增大，對橋面瀝青鋪筑層施加更大的力，導致瀝青層的受力狀況不斷惡化。超載車輛的高負荷施壓進一步加劇這一問題，使橋面瀝青鋪筑層承受更大的負荷和壓力，橋梁結構整體承載能力下降，橋面瀝青鋪筑層出現龜裂、剝落和掉塊等現象，嚴重影響橋梁的使用壽命和安全性。

第三，混凝土鋪筑層厚度不足，加上該橋梁的右幅橋面以鋼纖維混凝土為主，沒有配置鋼筋網片，由于重型車輛的反復碾壓、沖擊，混凝土橋面承受較大的負荷，導致混凝土鋪筑層的破損情況加劇，進而引發坑槽、開裂等一系列病害問題。

3.2 施工工藝原因

第一，瀝青混凝土下面層厚度不均是施工中的常見問題之一。由于施工工藝的限制或施工操作不規范，導致下面層厚度不均勻，這會對瀝青混凝土的鋪筑質量和性能產生負面影響。局部厚度偏小會導致該區域的承載能力下降，易出現沉陷、龜裂等病害，不僅會影響道路的使用壽命，還會給行車安全帶來潛在風險。

梁、王兩人尋碑、拓碑事俱見《嘉泰會稽志》卷十六《碑刻·秦頌德碑》。也可以參考紹興叢書第一輯(地方志叢編①)〔M〕，北京：中華書局，2006，307。

第二，在施工過程中，未對橋梁面層結構進行有效的清理和拉毛處理，會導致材料之間的黏結效果不佳，降低路面的承載能力和耐久性。此外，黏結效果不佳還會導致瀝青層易出現龜裂和剝離，加速路面損壞發展，影響行車安全和駕駛舒適性[2]。

3.3 外界環境影響

橋梁病害的形成與外界環境因素有直接關系，包括氣候、交通負荷、污染和自然災害等多個方面，這些因素長時間作用于橋梁結構，逐漸引發橋梁病害問題。

第一，氣候條件對橋梁結構有重要影響。氣溫的日夜變化、季節性變化以及濕度的變化會導致結構材料膨脹和收縮，引發龜裂、變形等問題。在寒冷地區，冰雪的融化和結冰會導致結構凍害，如冰凍融化循環引起的混凝土龜裂等。高溫地區則容易引發混凝土膨脹和表面剝落，影響結構的強度和穩定性。

第二，交通負荷也會對橋梁產生影響。隨著車流量的不斷增加，橋梁所承受的荷載逐漸加大，長時間的車輛行駛和荷載作用會導致橋梁構件疲勞破壞，引發裂縫和腐蝕等問題。超載車輛的頻繁通行會對橋梁造成額外損害，加速病害產生和發展。

第三，自然災害也是影響橋梁健康的重要因素。地震會引發結構破壞、位移，甚至導致倒塌；洪水和風暴會沖刷基礎、破壞構件，導致結構不穩定。

4 施工方案確定

對該橋面出現的病害及問題進行針對性的檢測，決定采取兩個方面的改善措施，即改善橋梁結構的橫向強度和剛度，以及通過橋面補強層加固來修復橋面鋪筑結構層。在實際實施過程中，需要清除原橋面層并重新鋪筑，應用多層雙鋼混凝土及豎向抗剪鋼筋進行加固，確保新鋪混凝土與箱梁有效連接[3]。

5 構造措施

第一，為改善主梁頂面的性能，采取鑿毛措施，使其形成粗糙的凹凸面，粗糙度達到≥6mm（見圖1）。此外，特別關注骨料的處理，使其外露，以提高混凝土的抗滑性能。為加強新舊混凝土的黏結性能，在表面涂刷界面劑，確保新舊混凝土更加牢固地黏結。

圖1 橋面鑿毛后

第二，針對箱梁頂面的預應力鋼筋和錨具區域，采取鉆孔和植入抗剪鋼筋的措施。在頂板預應力鋼筋和錨具的區域進行錯開鉆孔，并將抗剪鋼筋嵌入其中。鉆孔深度需要達到鋼筋直徑的10 倍以上，以確保鋼筋的牢固性和穩定性。選用直徑為12mm 的螺紋鋼筋，并按照48mm 的間距進行布置。此外，鋼筋伸入鋪筑層施工時，需要與鋼筋網片連接，以確保結構的整體穩定性和強度。

第三，由于新鋪筑的混凝土與原結構混凝土在齡期上存在差異，為避免鋪筑層出現收縮裂縫，需要在鋪筑層中增設構造鋼筋。選用直徑為12mm 的鋼筋，并按照12cm 的間距進行布置。通過合理的綁扎工藝，確保鋼筋網片的牢固性和穩定性，有效防止鋪筑層開裂。

第四，鋼筋網片和植入的抗剪鋼筋通過焊接完成整體連接，在搭接焊和幫條焊的過程中，雙面焊的搭接長度應在5d 以上，單面焊的搭接長度應在10d 以上，鋼筋綁扎搭接長度要滿足35d 的最低標準。箱梁頂板和鋼筋網之間的凈距離要超過2.6m，1.2m 鋼筋網片范圍內至少需要設置4 個支撐點，必要時需要通過鋼筋網下焊接短鋼筋支撐來滿足穩定性要求，不允許使用砂漿或混凝土墊塊架立進行替代。在鋪筑層鋼筋網鋪設過程中不能中斷，嚴禁出現因鋪筑寬度不足或停工切斷鋼筋的情況[4]。

第五，進行雙鋼混凝土橋面鋪筑時，盡量采用全寬一次性完成的方法。然而，在某些情況下必須分幅施工。在這種情況下，需要使用中控模板，確保其穩定無移動，并在模板接口處采取密封措施，避免混凝土滲漏，確保施工質量。通過精確的鋪筑操作和嚴格的工藝控制，保證鋪筑層的質量，避免鋪筑接頭處出現松散或不平整的現象，從而提高橋面的平整度和整體性能。

第六，完成鋼纖維混凝土鋪筑后，需要進行壓槽處理，以提高其表面的牢固性和平整度。選用直徑為12mm 的鋼筋，并確保槽的方向保持橫向，槽深需要控制在5～10cm 范圍內。

6 施工要點

第一，為了確保主梁結構的穩定性，鑿除施工過程中應優先選用沖擊力較小的機械設備，避免過度的振動和沖擊對主梁結構產生不良影響。

第二，對于箱梁頂板的裂縫，應采用專用的環氧樹脂灌縫膠進行灌縫處理。然后，在灌縫處治完成后，需要強化橋面補強層，以進一步增強箱梁的承載能力和結構穩定性。

第三，如果保留原有泄水管道，應將泄水管道的入水口高度控制在鋼纖維混凝土鋪筑層之下，以保證泄水管道的使用效果。

第四，橋面鋪筑層使用鋼纖維的區域，嚴禁表面出現油污及其他雜質，以確保鋼纖維與水泥漿的黏結效果。各類黏連片、表面銹蝕、鐵屑及雜質的總重量應控制規范之內。

第五，雙鋼混凝土應采用低熱硅酸鹽水泥，并按低收縮性混凝土的配合比標準，摻入高效引氣減水劑、膨脹劑進行配制。在施工過程中，需要嚴格控制坍落度和配合比，以確保鋼纖維混凝土不會因過度收縮而導致層間開裂。鋼纖維混凝土還要使用強制性混凝土拌和機進行充分的拌和，確保纖維分布均勻。在拌和過程中，拌和量不能超過額定值的80%。拌和工藝如下：首先，投入碎石和1/2 的鋼纖維進行1min的干拌；其次，放入砂石、水泥和1/2 鋼纖維干拌1min；最后，加入水和減水劑濕拌1.5min 完成最后的拌和作業。完成拌和的混合料必須確保鋼纖維均勻分布。

第六，橋梁的長期使用會在箱梁表面積累污垢、灰塵和其他雜物，影響新鋪筑層與原箱梁之間的附著力。因此，在施工前，要仔細清理箱梁表面，確保其干凈無塵。此外，為了增強附著力，應根據要求在混凝土表面涂刷界面劑。

第七，在進行實際鋪筑前，還必須對鋼筋網和鋼筋骨架的綁扎和焊接質量進行嚴格檢查。鋼筋在箱梁結構中承擔著重要的加固和支撐作用，因此其質量必須得到嚴密保障。檢查時要特別注意鋼筋網和鋼筋骨架是否有貼地、變形、移位松脫及開焊等不良情況。這些問題的存在會導致橋梁結構的強度和穩定性受損，從而影響整體的使用安全。只有經過質量驗收合格的鋼筋網和鋼筋骨架，才能進行后續的鋪筑施工。

第八，在混凝土鋪筑過程中，涉及上下幅橋的連接點，有時需要進行臨時拆除操作。在進行連接點拆除時，必須謹慎控制橋面的交通，以避免車輛通行對新鋪筑混凝土質量產生不利影響。車輛通行會引發振動和荷載，導致新鋪筑混凝土的不均勻密實或出現龜裂等問題。因此，在這一階段需要采取適當的交通管制措施，確保施工區域的安全與質量的兼顧[5]。

第九，混凝土表面的處理在鋪筑過程中具有關鍵性。在進行抹平處理時，應當使用木模，而不是鋼模提漿。使用木模能夠更好地控制混凝土的表面質量，避免鋼模引發的提漿現象。另外，在雙鋼混凝土上表面的平整度方面，應嚴格控制在3mm 以內，以確保整個橋面的平坦度和穩定性。鋪筑完成后，會出現浮漿和松散部位，這些問題會影響混凝土的整體質量和強度。因此，必須及時進行人工清除，保持混凝土表面的一致性和均勻性。

第十，完成橋面鋼纖維混凝土鋪筑后需要鋪設混凝土養生膜，并控制好水分，以避免產生干縮裂縫。

第十一，混凝土強度達到25%～30%范圍時，及時使用切縫機按2.5cm 的切縫深度進行切割施工，再用石油瀝青進行灌填縫處理，同時做好交通管控工作。

第十二，施工過程中應時刻關注當地氣候環境變化，不能在雨天施工，且當氣溫達到30～35℃時需要按夏季施工參數進行鋼纖維混凝土的鋪筑，氣溫過高時則需要調整施工時間。

7 結語

在橋面補強層加固施工環節，通過合理的施工方案和科學的施工方法，可以有效修復和加固橋面，提高橋梁的承載能力和穩定性，延長橋梁的使用壽命，減少維護和修復的成本，還能夠確保交通的暢通和行車的安全。因此，在類似工程開展中，要結合橋梁加固的要求，進行施工方案的優選對比，同時重視新材料、新技術的應用，以提升橋梁加固效果。