探讨坡心旧桥的加固技术

　　[摘要]在现有的公路上，有许多桥属于上世纪五六十年代修建的桥梁，因设计荷栽标准低，使用年限长，以及重型车辆的逐年增加，此类桥梁正在逐步成为危桥，成了不断提升技术等级的公路的交通瓶颈。采用适当的加固技术和拓宽措施，对恢复和提高旧桥的承载能力及通行能力，延长桥梁的使用寿命。以满足现代化交通运输的需要，是可行的。文章对旧桥桥梁的病害现状及产生的原因进行分析，并对桥梁加固维修的技术进行探讨，可供参考。
　　[关键词]坡心旧桥；病害分析；加固设计；施工
　　[作者简介]林青山，海南省公路管理局屯昌公路分局，海南　屯昌，571600
　　[中图分类号]U445.7⁺2
　　[文献标识码]A
　　[文章编号]1007-7723(2009)08-0144-0002
　　
　　一、前　言
　　
　　坡心桥位于屯昌县境内海榆中线K92+240处。该桥建于1954年，上部结构为单悬臂梁，跨径组合为7 5m+2&×22.2m+7.5m，全长71.4 m，桥宽0，95m+7.0m+0 95m。下部结构为料石砌筑的重力式实体桥墩。原设计荷载等级为汽-10，拖60。
　　
　　二、问题的提出
　　
　　在现有的公路上，有许多像坡心桥一样属于上世纪五六十年代修建的桥梁，因设计荷载标准低，使用年限长，以及重型车辆的逐年增加，此类桥梁正在逐步成为危桥，成了不断提升技术等级的公路的交通瓶颈。采用适当的加固技术和拓宽措施，对恢复和提高旧桥的承载能力及通行能力，延长桥梁的使用寿命，以满足现代化交通运输的需要，是可行的。旧桥加固、维修工作应当说是一项技术上可行、经济上合理的举措。但也存在许多实际困难，如：旧桥原始资料难以查找，缺乏资金和成熟技术支持，使得旧桥加固工作难以开展。究其原因，一是对旧桥加固持有不同认识，一些人认为&“加固老的，不如建座新的&”，体现不出政绩；二是加固旧的危桥比建新桥繁杂，技术难度大，而设计费和施工造价都偏低，使得有能力的勘察、设计、施工单位不愿介入，于是造成加固、改造旧桥成为有行无市的局面。因此，研究延长桥梁使用寿命的方法，应提到各级公路管理部门的议事日程。所以，大力开展旧危桥加固、改造利用工作，将是全国各级公路交通管理部门义不容辞的任务。
　　
　　三、旧桥病害分析
　　
　　(一)主要病害状况
　　1.主体混凝土开裂、破损，钢筋外露、锈蚀。墩顶负弯距区有受拉裂缝，裂缝宽度大部分大于0.2mm。
　　2.桥面伸缩缝堵塞严重，伸缩功能失效导致桥面铺装开裂。
　　3.其他病害护栏在伸缩缝处有挤压破裂及脱落现象，人行道护栏部分混凝土剥落、露筋，桥面排水不畅。
　　
　　(二)病害原因分析
　　因交通量大，已严重超过其最大通行能力及设计标准。通过对桥梁进行分析计算并结合现场检查及荷载试验，得出以下结论：该桥主梁混凝土开裂主要因受力钢筋配筋不足引起；悬臂梁梁肋及悬臂混凝土脱落是由于局部配筋欠妥所致。
　　
　　四、加固设计
　　
　　(一)加固方案选择
　　1.加固设计目标
　　(1)恢复并适当提高桥梁承载能力；
　　(2)满足现行公路－Ⅱ级设计荷载要求；
　　(3)基本满足目前的交通要求。
　　2.加固措施
　　(1)主梁裂缝的处理：对宽度&≥0.15mm的裂缝采用灌胶法灌注K-801胶液进行修补，对宽度&<0.15 m／n的裂缝，开槽涂刷K-801脂泥进行封闭；
　　(2)在悬臂梁梁肋、悬臂下缘及内外侧面(高度50em)粘贴1层300g／m²碳纤维布，增强其承载能力；
　　(3)采用浅埋式钢伸缩缝更换，U型铁皮简易伸缩缝；
　　(4)桥面铺装的处理：将破损桥面铺装凿除、洗净，先涂防水涂层，然后布设钢筋网，最后浇注一层10cm厚的纤维混凝土；
　　(5)蜂窝、麻面、空洞的处理：将蜂窝、麻面、空洞周围凿毛、洗净，用环氧树脂砂浆填充：
　　(6)掉块、露筋的处理：将钢筋锈迹清除，并把松动的保护层凿去、洗净，然后用环氧砂浆修补；
　　(7)公用构造及附属设施的处理：对破损的支座、护栏等进行修复或更换；
　　(8)更换全桥泄水孔。
　　
　　五、加固施工
　　
　　(一)选择施工单位
　　旧桥加固施工不同于建新桥，工程量虽不大，但工序较繁杂，且涉及到诸多隐蔽工程，施工工艺具有特殊性和复杂性。因此，应选择具有相应资质与类似加固工程施工经验的工程队进行施工，这是保证加固质量的关键。
　　
　　(二)施工工序
　　1.搭设施工支架，根据现场情况采取在陆地和水上搭设满堂脚手架作为施工平台；
　　2.先对梁体裂缝进行压浆及封闭处理；
　　3.对各跨主梁破损露筋部位的裸露钢筋进行除锈，坑槽用环氧树脂砂浆抹平；
　　4悬臂梁梁肋、悬臂下缘及内外侧面(高度50era)粘贴碳纤维布；
　　5.桥梁涂装，更换伸缩缝，更换破损栏杆。
　　
　　(三)施工情况
　　1.裂缝灌胶、封闭处理
　　对于裂缝宽度&≥O.15mm的裂缝，采用K-801胶泥粘贴灌胶嘴，随后按&“密封－气密检查－灌胶－取芯&”，依次完成灌胶工作。对宽度&<0.15 mm的裂缝，开槽后涂刷二道K-801胶，然后用K-801胶泥进行封闭。
　　2.混凝土缺陷处理
　　首先检查原桥梁混凝土状况，将麻面、蜂窝、露筋等缺陷标明并做好记录，然后凿除缺陷部位松动混凝土块，用钢刷打磨，用压缩空气吹去浮尘，对露筋部位的钢筋进行除锈处理，最后用K-801树脂砂浆进行填补。
　　3.粘帖碳纤维布
　　(1)施工放样。按设计要求准确放出粘贴碳纤维布的具体位置、尺寸，误差应满足设计和相应规范的要求。
　　(2)构件表面处理。1)清除被加固构件表面的腐蚀、蜂窝、疏松等劣化混凝土，至完全露出结构新面，并用胶泥修复补平和打磨，使平整度达到5mm／m，再用风机吹去表面浮尘，保证表面干燥、无油污。同时检查外露钢筋是否锈蚀，如有则需进行除锈处理。2)对转角粘贴处进行倒角处理，并打磨成圆弧状，圆弧半径不小于20mm。
　　(3)涂刷底胶。1)底层胶配制。将各组材料按比例称量准确，置于容器内均匀搅拌，一次调拌量应在可使用时间内用完。底胶中严禁添加溶剂。2)底层胶涂刷。先用丙酮擦静混凝土表面，再用滚筒刷或特制的毛刷均匀涂刷底层胶，涂刷底层胶的边界不小于粘贴碳纤维的边界，如果底层胶被混凝土吸干，须再涂一遍直到完全覆盖树脂为止。3)底层胶的施工温度应不低于5℃，不高于40℃，相对湿度应小于70％，如遇雨天混凝土表面结雾或有水分，应处理至干燥后方可施工。
　　(4)表面整平。1)底胶指触干燥后，若发现粘贴表面上有缺陷、坑洼、凹陷拐角、模板接头处出现高度差等情况，应用找平胶进行刮填修补，保证混凝土表面平缓顺畅，凹陷拐角处填补成R&≥20mm的圆角过渡。找平胶的配制和使用与底胶相同。2) 找平材料固化至指触干燥后(视现场气温情况，一般需1小时左右)，如发现整平部位表面有突起毛刺，应用砂布打磨光顺。
　　(5)碳纤维布粘贴。1)把配制好的粘接胶均匀地涂于需要粘贴的混凝土表面上；2)把裁剪好的碳纤维布铺在涂好粘接胶的基层上，用特制的滚筒沿纤维方向在碳纤维布的面上进行多次滚压，使粘接胶充分渗透到碳纤维中，且使其平整无气泡；3)碳纤维布粘贴30分钟后，用滚筒将浸渍树脂均匀地涂刷于碳纤维布上，进行上层树脂作业。重复以上三个步骤，就可进行第二层碳纤维布粘贴。
　　(6)养护。1)碳纤维布粘贴后，需自然养护24小时达到初期固化，应保证固化期间不受干扰：2)每道工序完成后，在树脂固化前应防止雨水侵袭；3)树脂固化过程中，如果气温低于5℃，可采用低温固化树脂，或加温解决；4)在碳纤维布粘贴的初期固化强度未形成之前，桥上禁止机动车辆通行。
　　
　　(四)施工中新材料的应用
　　在旧桥加固施工过程中，采用新型的结构加固材料&—&—日本生产的碳纤维布，其抗拉强度标准值达到高强度Ⅰ级(&≥3400MPa)，受拉弹性模量为2.4&×105MPa，伸长率为1.7％，该工程在主梁下部粘贴了一层300g／m²碳纤维布，可以提高主梁的承载能力。
　　
　　六、质量控制
　　
　　该工程为旧桥加固工程，如果质量控制不好，不仅达不到加固的目的，反而会对原结构带来更不利的影响。因此，在没有行业及国家加固质量检查标准的情况下，根据桥梁加固维修的经验，参照有关相近的质量评定标准，制定了一套严格的质量检验及评定办法，用于该项目的质量控制。该项目实行全过程、全员动员的质量管理，以每一道工序的质量来保证每一分项工程的质量，从而达到保证整个工程质量的目的。具体表现在：
　　
　　1.项目部实行总工程师质量负责制，下设专职质量自检工程师，全面进行质量管理。
　　
　　2.质量管理实行&“监理签认、自检为主&”的原则。严格实行&“自检、互检、专检&”三级自检制度，每道工序开始之前，均由技术人员向工人进行全面、详细的书面技术交底；工序实施过程中随时自检抽检，如有不合格的，立即按要求返工，直到自检合格及监理工程师验收合格。
　　
　　3.对于该工程使用的各种永久性材料，均事先做好检查。原材料选用信誉良好的知名厂家生产的产品，并要求监理工程师进行随机抽样检查材料质量。
　　通过以上严格质量管理，使工程质量得到了有效保证。
　　
　　七、结　语
　　
　　旧桥加固技术是一门始终在不断完善、补充、发展的学科，随着桥型的改变，新材料、新工艺、新技术的出现，新的、更好的加固方法会不断在工程实践中得以应用。所以，我们应遵循桥梁加固的共性，结合具体桥梁的特殊性，在实践中发挥积极性和创造性，不断总结和探索，采用先进的技术和材料，在旧桥检测、评定、加固和改造工作中，创造出多种多样的、切实可行的技术和方法。