彭家河橋加固維修方案
2015-08-04
1.彭家河橋的基本情況
彭家河橋位于省道335線K20+281（日照境）處，橋梁全長(zhǎng)103.9m。該橋于1969年建成通車(chē)，設(shè)計(jì)荷載為汽-13、拖-60。上部結(jié)構(gòu)為4孔凈跨徑20m、矢跨比為1/8的空腹式懸鏈線肋板拱，橫向設(shè)6片拱肋，籍以5道蓋板及8cm現(xiàn)澆混凝土連成整體，主拱圈高0.55m ，單片拱肋寬0.3m。1987年在右側(cè)加寬10.6米，設(shè)計(jì)荷載為汽-20、拖-100。加寬部分橫向設(shè)9片拱肋，籍以8道蓋板及8cm混凝土連成整體，拱肋的尺寸與舊橋一致。拱上填料為片石填料，上鋪瀝青混凝土磨耗層。第二次改建后橋?qū)挒閮?6.3+2×0.4m，橋面設(shè)雙向1.5％橫坡。橋梁下部結(jié)構(gòu)為鉆孔灌注樁基礎(chǔ)，單排雙柱式橋墩，U型橋臺(tái)。
2.彭家河橋現(xiàn)狀及病害分析
根據(jù)2010年7月有關(guān)權(quán)威檢測(cè)機(jī)構(gòu)對(duì)該橋梁的全面質(zhì)量檢測(cè)報(bào)告，彭家河橋主要存在以下病害：
⑴全橋各孔橋面鋪裝在新老橋結(jié)合部位均出現(xiàn)縱向裂縫，各孔橋面鋪裝出現(xiàn)多條橫向裂縫，主要發(fā)生在橋墩頂部，局部出現(xiàn)網(wǎng)裂現(xiàn)象。
?、迫珮虻臉蚨?、蓋梁、橋臺(tái)及部分肋拱有水侵現(xiàn)象。
⑶全橋部分肋拱（16片）在跨中預(yù)制塊連接部位防護(hù)砂漿脫落，鋼板外露銹蝕。
?、壤蠘虿糠郑?969年建）所有橋墩蓋梁均在跨中部位出現(xiàn)一條U形裂縫，最大縫寬0.52mm，均超出規(guī)范限值。所有橋臺(tái)臺(tái)帽均出現(xiàn)豎向裂縫，最大縫寬為0.25mm。
?、扇珮虼蟛糠譃a水孔堵塞，導(dǎo)致橋面排水不暢。
?、侍厥鈾z查結(jié)果：橋跨結(jié)構(gòu)主要承重構(gòu)件的鋼筋間距均勻，拱肋及蓋梁混凝土保護(hù)層厚度滿足要求，混凝土的碳化深度小，氯離子含量低；拱肋處于未銹蝕狀態(tài)，但老橋部分蓋梁出現(xiàn)的混凝土開(kāi)裂區(qū)域鋼筋處于銹蝕狀態(tài)；混凝土強(qiáng)度滿足要求。
根據(jù)上述病害，該橋定為四類(lèi)，屬危橋。產(chǎn)生病害主要原因有：客觀因素：一是自然因素的影響；二是老橋原設(shè)計(jì)荷載等級(jí)低，不能滿足現(xiàn)在重交通的要求；三是重載和超載車(chē)輛聯(lián)合作用的結(jié)果。主觀因素主要是后期管養(yǎng)不及時(shí)，導(dǎo)致路面排水不暢，增加了水害影響的可能；對(duì)裂縫和防護(hù)砂漿脫落未及時(shí)進(jìn)行修繕，導(dǎo)致病害進(jìn)一步發(fā)育，出現(xiàn)鋼筋銹蝕現(xiàn)象。
3.加固方案及加固機(jī)理
針對(duì)出現(xiàn)病害的成因分析，制定以下加固維修方案（加固設(shè)計(jì)荷載為汽-20、拖-100）：
?、帕芽p封閉：對(duì)拱肋、蓋梁、橋臺(tái)臺(tái)帽裂縫進(jìn)行封閉：寬度b≥0.15mm的裂縫采用灌漿法進(jìn)行封閉，寬度b＜0.15mm的裂縫采用環(huán)氧膠泥進(jìn)行表口封閉。這樣能有效防止裂縫進(jìn)一步發(fā)育，防止水侵害混凝土和鋼筋，保證各構(gòu)件的正常使用，延長(zhǎng)橋梁結(jié)構(gòu)的使用壽命。
?、茖?duì)老橋拱肋跨中部位采用粘貼鋼帶法進(jìn)行加固。先采用環(huán)氧混凝土將跨中部位混凝土缺損部位進(jìn)行修補(bǔ)后，再采用改性環(huán)氧類(lèi)結(jié)構(gòu)膠粘貼鋼帶。這樣能使結(jié)構(gòu)物形成整體受力，加強(qiáng)兩預(yù)制拱肋片的縱向連接，提高主拱圈頂截面的承載能力，改善原結(jié)構(gòu)的鋼筋及混凝土的應(yīng)力狀態(tài)，限制裂縫的進(jìn)一步發(fā)展，有效提高構(gòu)件的抗彎能力，增強(qiáng)結(jié)構(gòu)的耐久性。
?、菍?duì)老橋拱腳部位和蓋梁跨中部位采用增大截面法進(jìn)行加固。即在拱背現(xiàn)澆聚丙烯纖維混凝土，以提高主拱圈拱腳截面的承載能力，同時(shí)增強(qiáng)拱背防水能力。在老橋蓋梁跨中部位現(xiàn)澆聚丙烯纖維混凝土，增大蓋梁跨中截面，有效提高老橋蓋梁跨中截面抗力，控制混凝土裂縫繼續(xù)擴(kuò)展，達(dá)到對(duì)構(gòu)件進(jìn)行加固補(bǔ)強(qiáng)的目的。
?、雀鼡Q橋面鋪裝，完善排水設(shè)施。拆除原橋面鋪裝，下鋪15cm二灰碎石基層，現(xiàn)澆厚為15cm的聚丙烯纖維鋼筋混凝土橋面鋪裝和3cm瀝青混凝土磨耗層；橋頭設(shè)20米長(zhǎng)橋頭搭板，疏通泄水孔。這樣能有效控制水對(duì)拱肋、蓋梁和立柱的侵害，減緩橋頭車(chē)輛對(duì)橋梁的沖擊，改善橋面行車(chē)舒適性。
4.施工工藝控制重點(diǎn)
?、艑?duì)裂縫的處理：對(duì)所有擬處理的裂縫要鑿成一定形狀的V型槽，剔除縫口表面的松散雜物，用氣壓為0.2Mpa以上的壓縮空氣清除槽內(nèi)浮塵，沿縫長(zhǎng)范圍內(nèi)用丙酮進(jìn)行洗刷，騎縫用環(huán)氧膠泥封縫并埋設(shè)粘貼灌漿嘴，灌漿嘴的間距沿縫長(zhǎng)依縫的寬窄以15～30cm左右為宜，原則上縫寬可稀、縫窄宜密，但每條縫至少須有一個(gè)進(jìn)氣口一個(gè)排氣口。
⑵粘貼鋼板加固宜采用如下工藝流程：粘鋼區(qū)域混凝土表面處理——鉆孔植埋螺桿——鋼帶現(xiàn)場(chǎng)配套打孔與粘貼面表面處理——配制結(jié)構(gòu)膠粘貼鋼帶——加壓固定——固化檢驗(yàn)——鋼帶表面防腐處理。鋼板條選用熱軋扁鋼帶，鋼板厚度為10mm，寬80mm，預(yù)先加工成形。待貼鋼板區(qū)，一般需鑿處混凝土表面7mm厚表層，使粗骨料外露，并用壓縮空氣去除粉塵，再用丙酮擦試表面后再按工藝流程操作。為防止鋼板產(chǎn)生銹蝕，粘鋼后用2cm厚改性砂漿進(jìn)行封閉處理。
?、腔炷帘砻嫒毕萏幚砉に?先將缺損部位的劣質(zhì)砼鑿除（如是孔洞及深度超過(guò)6cm酥松區(qū)，宜開(kāi)鑿成規(guī)則的多邊形，開(kāi)鑿區(qū)以及孔洞的四周邊宜做成臺(tái)階狀，臺(tái)階高差以不小于3cm為宜），清除表面浮塵，對(duì)外露鋼筋進(jìn)行人工除銹，并用摻占水泥用量3％的RI-103型阻銹劑的525＃硅酸鹽水泥漿做防銹處理。清洗修補(bǔ)結(jié)合面后，飽水24小時(shí)后，用紗布吸干自由水，涂刷一層水泥漿，并立即攤鋪改性水泥砂漿，用力壓平抹光，30分鐘后二次抹面，養(yǎng)護(hù)14天。
5.加固后指標(biāo)檢測(cè)及經(jīng)濟(jì)評(píng)價(jià)
可以看出，加固后拱肋和蓋梁的抗力效應(yīng)值大幅提升，達(dá)到了維修和加固的目的，延長(zhǎng)了老橋的使用壽命。
本工程加固總造價(jià)為97.24萬(wàn)元。如拆除重建一組同樣的橋，至少投資260萬(wàn)元。如此，加固工程較拆除重建節(jié)省投資約160萬(wàn)元。
6.小結(jié)
加固后的橋梁能達(dá)到二級(jí)公路橋梁荷載標(biāo)準(zhǔn)，能夠滿足當(dāng)?shù)亟?jīng)濟(jì)運(yùn)營(yíng)的要求。跟新建一座橋梁比較，既節(jié)省了工程投資，又縮短了工期，還降低了能耗，可以說(shuō)是一舉三得。此類(lèi)橋梁的加固補(bǔ)強(qiáng)值得推廣和應(yīng)用。
