來源：橋梁施工技術(shù)
一、工程概況
一條已運(yùn)營約10年的高速公路。隨著當(dāng)?shù)亟?jīng)濟(jì)的發(fā)展，交通運(yùn)輸任務(wù)日趨繁重，重載、超載車輛的增加，造成高速公路上部分橋梁的技術(shù)狀況和服務(wù)水平均有所下降，橋梁構(gòu)件出現(xiàn)了不同程度的病害和缺損。本次對(duì)存在病害和缺損的橋梁結(jié)構(gòu)維修加固使結(jié)構(gòu)能夠滿足原設(shè)計(jì)荷載標(biāo)準(zhǔn)下的安全使用要求。
全線橋梁總體技術(shù)狀況等級(jí)如下表：
分類 | 大橋 | 中橋 | 小橋 | 上跨橋 | 合計(jì) |
1類 | 6 | 17 | 44 | 14 | 81 |
2類 | 5 | 12 | 6 | 2 | 25 |
3類 | 2 | 2 | |||
合計(jì) | 13 | 29 | 50 | 16 | 108 |
從上表可以清晰地看出全線108座橋梁其中有：
1類橋梁81座，該類橋梁為全新狀態(tài)，無需大的維修加固。
2類橋梁25座，該類橋梁：橋面系橋面鋪裝破損、伸縮縫堵塞；橋梁上部承重構(gòu)件多塊空心板存在縱向裂縫，裂縫長度和寬度超限；鋼絞線外露。下部結(jié)構(gòu)立柱存在破損、露筋、銹蝕等現(xiàn)象。
3類橋梁2座，該類橋梁：橋面系橋面鋪裝破損嚴(yán)重、伸縮縫堵塞。橋梁上部承重構(gòu)件多塊空心板存在縱向裂縫，裂縫長度和寬度超限；濕接縫砼小板多塊開裂。支座脫空現(xiàn)象普遍。
全線需維修加固的橋梁大部分處于2類技術(shù)評(píng)定，根據(jù)定期檢查報(bào)告、特殊檢查報(bào)告及現(xiàn)場調(diào)查，大部分橋梁病害類型、特點(diǎn)及發(fā)生原因等十分近似，屬于橋梁常見病害，處理方案具有一定的通用性；對(duì)于常見共性病害，提出針對(duì)性、標(biāo)準(zhǔn)化的處理方案。病害較為嚴(yán)重的少量橋梁，需要特殊加固，對(duì)此類橋梁進(jìn)行特殊加固處理。全線橋梁共性病害主要有以下幾項(xiàng)：
（1） 梁底出現(xiàn)縱向、橫向裂縫，局部有滲水泛；
（2） 混凝土表面存在缺損、露筋、銹脹、剝落等病害；
（3） 橋面鋪裝擁包、破損，微伸縮量切縫破損；
（4） 支座脫空；
（5） 錐坡局部塌陷；
（6） 防落網(wǎng)嚴(yán)重銹蝕、破損。
除此之外還有部分橋梁病害較為嚴(yán)重，需進(jìn)行特殊維修加固。
二、施工方案
1.對(duì)于以上常見的橋梁病害和破損處治方案如下：
1）梁底出現(xiàn)縱向、橫向裂縫，局部有滲水泛白
該共性病害比較普遍，分布范圍較廣，形態(tài)寬度各異，不同的裂縫寬度和裂縫形態(tài)采用的處理方案不同：
A:當(dāng)裂縫寬度小于0.2mm時(shí)，采用表面封閉法進(jìn)行處理；
采用表面封閉材料環(huán)氧膠泥、聚合物砂漿等對(duì)結(jié)構(gòu)表面裂縫進(jìn)行修補(bǔ)的方法，表面涂抹環(huán)氧膠泥時(shí)，先將裂縫附近10cm寬度范圍內(nèi)的灰塵、浮渣清理干凈并清洗，烘烤干燥、預(yù)熱，保證環(huán)氧膠泥與混凝土粘結(jié)良好。也可以利用砼表層微細(xì)獨(dú)立裂縫或網(wǎng)狀裂縫的毛細(xì)作用吸收低粘度滲透強(qiáng)的修補(bǔ)膠液。以此防止裂縫進(jìn)一步擴(kuò)大、鋼筋銹蝕等問題的出現(xiàn)。
B:當(dāng)裂縫寬度在0.2mm~1.5mm之間時(shí)，采用靜壓注射法
以02~0.4mpa的壓力, 將低黏度、高強(qiáng)度的裂縫修補(bǔ)膠注入裂縫腔內(nèi)。
a. 對(duì)擬處理的裂縫沿縫鑿成深2~4mm、寬4~6mm的“V”形槽；
b. 清理縫口雜物，清除槽內(nèi)浮塵，并用丙酮擦拭；
c.騎縫用環(huán)氧膠泥封縫并埋設(shè)、粘貼注射器底座，以30cm間距為宜，每條裂縫必須有一個(gè)進(jìn)漿口和排氣孔；
d.用修補(bǔ)膠密封底座周圍，并沿縫按5㎝寬進(jìn)行密封；
e.密封材料固化后進(jìn)行密封檢查，對(duì)漏氣部位進(jìn)行補(bǔ)封處理；
f.安裝注射器，注入專用裂縫修補(bǔ)膠液，待相鄰注射嘴冒漿時(shí)，停止注射并用木塞塞緊，然后進(jìn)行下一個(gè)注射嘴注膠，直至最后一個(gè)；
g. 注射膠液初凝后，除去木塞，采用環(huán)氧膠泥封堵注,注射過程中一定要保證縫隙內(nèi)部膠泥漿飽滿，無空隙。
C.對(duì)于寬度大于0.5mm的活動(dòng)性裂縫采用填充密封法。
首先要在構(gòu)件表面沿裂縫走向騎縫鑿出槽深和寬分別不小于20mm和15mm的“U”型溝槽，槽兩側(cè)砼修理平整并用丙酮擦拭，槽口干燥后，然后用改性環(huán)氧樹脂充填，并粘貼不小于3倍縫寬的E玻璃纖維布封閉其表面。
若裂縫伴有滲水泛白現(xiàn)象，應(yīng)對(duì)板底進(jìn)行鉆孔排水，以保證梁體空腔內(nèi)干燥。
砼裂縫修補(bǔ)膠的安全性能指標(biāo)應(yīng)符合下表規(guī)定
檢驗(yàn)項(xiàng)目 | 性能指標(biāo) | 試驗(yàn)方法標(biāo)準(zhǔn) | |
鋼-鋼拉伸抗剪強(qiáng)度標(biāo)準(zhǔn)值（Mpa） | ≥10 | GB／T 7124 | |
膠體性能 | 抗拉強(qiáng)度（Mpa） | ≥20 | GB／T 2568 |
受拉彈性模量（Mpa） | ≥1500 | GB／T 2568 | |
抗拉強(qiáng)度（Mpa） | ≥50 | GB／T 2569 | |
抗彎強(qiáng)度（Mpa） | ≥30 且不得呈脆性（碎裂狀）破壞 | GB／T 2570 | |
不揮發(fā)物含量（固體含量） | ≥99％ | GB／T 14683 | |
可灌注性 | 在產(chǎn)品說明書規(guī)定的壓力下能注入寬度0.1mm的裂縫 | 現(xiàn)場試灌注固化后 取芯樣檢查 | |
膠粘劑必須通過毒性檢驗(yàn)；嚴(yán)禁參加揮發(fā)性有害溶劑和非反應(yīng)性稀釋劑；完全固化的膠粘劑要符合實(shí)際無毒衛(wèi)生等級(jí)要求。
2）混凝土表面存在缺損、露筋、銹脹、剝落等病害；
對(duì)于劣質(zhì)疏松層較淺、病害范圍較小的區(qū)域采用丙乳砂漿修補(bǔ)，對(duì)孔洞及深度超過6cm的深層劣質(zhì)疏松層采用高強(qiáng)度細(xì)石混凝土修補(bǔ)。伸縮縫錨固區(qū)混凝士和護(hù)欄混凝土的修補(bǔ)也是如此。
丙乳砂漿施工：
a.丙乳需儲(chǔ)存在0℃以上的環(huán)境中，施工環(huán)境要在10~35℃，否則應(yīng)采取有效措施進(jìn)行施工；
b.用≥52.5級(jí)的硅酸鹽或普通硅酸鹽水泥，砂子需過2.5mm篩，且要滿足有關(guān)規(guī)范規(guī)定；
c .在水泥基層上施工時(shí)，先要清理基層并加以噴砂或人工鑿毛，然后用水清洗干凈使施工面處于飽和狀態(tài)，薄層修補(bǔ)區(qū)邊緣應(yīng)鑿一道5cm的深齒槽加強(qiáng)新舊混凝土的粘結(jié)；
d.在鋼基層上施工時(shí)基層表面應(yīng)先除銹，焊接和搭接部位應(yīng)先進(jìn)行找平；
e.灰砂比及丙乳摻量，宜選灰砂比1：1.5~2砂漿，丙乳量為水泥的25%~30%。施工前根據(jù)砂子和水泥及施工和易性確定水灰比；
f.丙乳砂漿拌制時(shí)，先把水泥和砂子拌均勻，再確定水量和丙乳。充分拌和均勻，材料稱量正確每次攪拌的砂漿，要求在30~45分鐘內(nèi)使用完成；
g刮涂.砂漿時(shí)，修補(bǔ)面上需先用丙乳凈漿打底，凈漿為丙乳和水泥比例1:2，隨后進(jìn)行刮涂丙乳砂漿。仰面或立面施工超過7mm時(shí)，二次抹壓；
h.施工完成后，加強(qiáng)早期養(yǎng)護(hù)，7d后可自然干燥；
i.施工面為斜面或曲面時(shí)，應(yīng)從較低部位開始，以此施工到較高部位；面積較大時(shí)應(yīng)分段分塊間隔施工。
丙乳砂漿的質(zhì)量要求如下表
項(xiàng)目 | 丙乳砂漿 |
初凝時(shí)間（min） | ≥45 |
終凝時(shí)間 | ≤12 |
抗壓強(qiáng)度（Mpa） | ≥30 |
與水泥砂漿粘結(jié)時(shí)間（Mpa） | ≥1.2 |
高強(qiáng)度細(xì)石混凝土施工：
a.首先將疏松區(qū)劣質(zhì)混凝土鑿除，鑿成規(guī)則的多邊形，開鑿以見新鮮、鑿實(shí)混凝土為止，開鑿區(qū)以及孔洞四周邊宜做成臺(tái)階狀，臺(tái)階高差以不小于3cm為宜；
b.剔除開鑿表面的浮石，并清洗開鑿表面，飽水24小時(shí)；
c.保持結(jié)合面濕潤但無自由水的情況下，涂刷界面劑，立模澆筑，終凝后拆模，覆蓋濕麻袋保持潮濕7天；
d.養(yǎng)護(hù)7天后，在修補(bǔ)區(qū)外表無塵埃、無自由水且濕潤的條件下，用界面劑在縱橫向分批涂抹。
高強(qiáng)細(xì)石混凝土要求三天抗壓強(qiáng)度不小于30Mpa，7天抗壓強(qiáng)度不小于50Mpa，28天抗壓強(qiáng)度不小于60Mpa。
3） 橋面鋪裝擁包、破損，微伸縮量切縫破損；
部分橋梁的行車道存在比較嚴(yán)重的擁抱、車轍、開裂等病害。對(duì)此類橋面應(yīng)先將橋梁瀝青混凝土銑刨至現(xiàn)澆層，重新鋪筑SBS改性瀝青混合料AC-13C。實(shí)際鋪裝厚度與現(xiàn)狀相同，以實(shí)際發(fā)生量為準(zhǔn)。更換鋪裝層后最終標(biāo)高應(yīng)與原橋一致。對(duì)于部分小橋和通道微伸縮量切縫存在不同程度的損壞，對(duì)破損的微量伸縮縫進(jìn)行鑿除重做。微量縫灌封膠應(yīng)滿足：采購時(shí)要有“三證”，并取樣復(fù)檢，報(bào)監(jiān)理工程師審批后方可使用。灌縫膠應(yīng)具有較好的彈性、復(fù)原性、伸展性和粘結(jié)性；且其技術(shù)參數(shù)應(yīng)滿足國家規(guī)范或標(biāo)準(zhǔn)要求。
4）支座脫空
在長期組合荷載的作用下，梁板不均勻受力，導(dǎo)致板底支座脫空、損壞，不能正常工作，應(yīng)及時(shí)調(diào)平、更換。支座問題比較嚴(yán)重的橋。應(yīng)支座調(diào)平、更換宜采用整聯(lián)頂升，同步操作。
頂升的工藝包括:搭設(shè)支架→安裝千斤頂→安裝百分表→試頂→頂升→更換調(diào)平支座→回油卸頂→拆除支架。
具體施工如下：
a.施工前做好各項(xiàng)準(zhǔn)備工作，對(duì)橋梁基礎(chǔ)、墩臺(tái)、主梁、橋面系的技術(shù)狀況檢查；先行處治基礎(chǔ)、墩臺(tái)及上部承重結(jié)構(gòu)的缺陷。
b.搭設(shè)支架及工作平臺(tái)，支架工作面距梁底高度要確保操作人員施工方便。
c.檢查支座：頂升前，詳細(xì)檢查各支座情況，選擇適當(dāng)厚度和形狀的鋼板，保證更換后，梁體與支座密貼。
d.安裝千斤頂、百分表：千斤頂?shù)鬃浇幚砥秸?，并在上下墊上鋼墊板，且放置位置不能影響支座的更換。
e.試頂：頂升前，檢查各千斤頂?shù)耐叫浴⒎€(wěn)定性和梁板的完好性。頂升總行程以讓所有支座松動(dòng)來控制，每次頂升2mm，穩(wěn)定10分鐘，用百分表測梁體位移，各位移差不得超過1mm，再進(jìn)行下一級(jí)頂升。否則，停止頂升，對(duì)千斤頂進(jìn)行各項(xiàng)檢查，重新試頂。
f.同步頂升：頂升時(shí)同一橋墩上的全部千斤頂并聯(lián)起來，通過一臺(tái)油泵進(jìn)行加壓，保證每臺(tái)千斤頂出力一致；嚴(yán)格控制油壓和千斤頂行程，確保整體頂升；控制起梁速度在1mm／1min左右。達(dá)到設(shè)計(jì)高度后，持荷、穩(wěn)壓、更換支座。最高頂升高度不得超過15mm
g.支座更換、糾偏復(fù)位：將舊支座拆除，不銹鋼板除銹，重新與支座上的鋼板黏貼。脫空支座，在墊石上墊鋼板，找平相應(yīng)高度，確保落梁時(shí)支座均勻受力。
h.回油、卸頂：更換好支座，千斤頂同步慢慢回落梁板至更換好的支座上，確保壓緊密貼、位置正確后，拆除頂升系統(tǒng)。
5）錐坡局部塌陷
為防止臺(tái)后土壓力繼續(xù)增大，危機(jī)橋臺(tái)安全，對(duì)塌陷的錐坡，首先采用透水性材料進(jìn)行填筑，然后重新砌筑M10漿砌片石，砌縫采用凹縫。
6）防落網(wǎng)嚴(yán)重銹蝕、破損
對(duì)于橋梁的防護(hù)網(wǎng)缺失破損比較嚴(yán)重，對(duì)銹蝕比較嚴(yán)重及缺損的防護(hù)網(wǎng)進(jìn)行更換處理。采用型鋼邊框+鋼板網(wǎng)的型式。
三．特殊病害處治方案
1.空心板板底縱橫向裂縫、裂網(wǎng)，板底空洞、鋼絞線外漏
沿線橋梁空心板板底縱向裂縫較多，部分裂縫寬度超限，個(gè)別裂縫寬度達(dá)到0.5mm，并伴隨滲水泛白現(xiàn)象。橫向裂縫相對(duì)較少，普通鋼筋砼板最大裂縫寬度不超過0.2mm。預(yù)應(yīng)力板有個(gè)別出現(xiàn)橫向裂縫，且裂縫寬度較小。部分空心板底存在網(wǎng)裂、孔洞和鋼絞線外露現(xiàn)象。
對(duì)于縱向裂縫超限；板底網(wǎng)裂、孔洞；出現(xiàn)橫向裂縫的預(yù)應(yīng)力空心板用碳纖維網(wǎng)格+聚合物砂漿防護(hù)方案。
(1)碳纖維網(wǎng)格的技術(shù)參數(shù)如下表
項(xiàng)目 | 單位 | ARMO-mesh L500 |
彈性模量（理論） | KN／mm2 | 240 |
碳纖維極限拉伸強(qiáng)度（理論） | N／mm2 | 4300 |
受力方向碳纖維的重量 | g／m2 | 200 |
設(shè)計(jì)碳纖維理論厚度 | mm | 0.117 |
設(shè)計(jì)碳纖維理論截面面積 | mm2／m | 117 |
1.75%應(yīng)變時(shí)的極限拉應(yīng)力（理論） | kg／m | 500 |
(2) 碳纖維網(wǎng)格防護(hù)施工步驟
a.表面處理：采用人工鑿毛3-4mm把污垢、油脂、油污、水泥漿和養(yǎng)護(hù)化合物從混凝土、砂漿和石頭上除去，并露出粗糙的混凝土或砌體結(jié)構(gòu)表面；
b.砂漿拌制：按照合適的水灰比拌制砂漿，混合均勻；
c.噴射第一層砂漿：噴射厚度為1.5cm并保證噴射后砂漿平整度；
d.碳纖維網(wǎng)格的裁剪和鋪設(shè)：按尺寸進(jìn)行裁剪，鋪設(shè)時(shí)碳纖維網(wǎng)格的碳纖維絲方向與裂縫方向垂直，搭接時(shí)橫向?yàn)?0cm，縱向?yàn)?0cm，還要保證其平整度；
e.表面刷拭：3小時(shí)以后用輥筒對(duì)碳纖維網(wǎng)格表面進(jìn)行刷拭和按壓，保證層間的粘結(jié)強(qiáng)度；
f.噴射第二次砂漿：噴射厚度為1.5cm，確保噴射完畢后，無網(wǎng)格纖維外露及混凝土表面的平整度。
g.砂漿養(yǎng)護(hù)和表面處理：噴射完畢后，養(yǎng)護(hù)7天，再進(jìn)行表面的外裝修或涂裝處理。
2.現(xiàn)澆層破損修補(bǔ)
部分橋梁瀝青層病害嚴(yán)重，鑿除該部分整體化現(xiàn)澆層和破損鉸縫，梁板頂植入剪力鋼筋，鋪設(shè)鋼筋網(wǎng)，重新澆筑C50聚丙烯纖維整體化混凝土，聚丙烯摻入量為0.9kg／m3。在現(xiàn)澆層頂面灑鋪熱瀝青+預(yù)拌碎石防水涂層，重鋪瀝青層。 “工”形梁橋面，鑿除破損部分橋面板，鋪設(shè)雙層鋼筋網(wǎng)，重新澆筑橋面板。
植筋的一般要求：
(1) 采用植筋技術(shù)時(shí)，原構(gòu)件的混凝土強(qiáng)度等級(jí)不得低于C20；
(2) 植筋錨固時(shí)，錨固部位的原構(gòu)件混凝土不得有局部缺陷，若有缺陷，應(yīng)先進(jìn)行補(bǔ)強(qiáng)加固處理后再植筋；(3) 植筋的基本錨固深度和按構(gòu)造的最小錨固深度應(yīng)符合《混凝土結(jié)構(gòu)加固設(shè)計(jì)規(guī)范》的要求，承重構(gòu)件的錨固深度通過計(jì)算確定；
(4) 植筋直徑與對(duì)應(yīng)的鉆孔直徑設(shè)計(jì)值參考下表：
植筋直徑與對(duì)應(yīng)的鉆孔直徑設(shè)計(jì)值
鋼筋直徑d（mm） | 鉆孔直徑設(shè)計(jì)值D（mm） |
12 | 15 |
14 | 18 |
16 | 20 |
植筋的施工工序：流程：鉆孔→清理鉆孔→注膠→插入鋼筋→調(diào)整→保護(hù)→檢測。
（1）鉆孔：鉆孔前要對(duì)原構(gòu)件鋼筋位置進(jìn)行測定，避免損傷原結(jié)構(gòu)鋼筋，孔深大于錨筋埋深10mm左右，孔徑按上表所示，孔道順直。
（2）清理鉆孔：先用毛刷進(jìn)行清孔，再用干燥高壓空氣清除孔內(nèi)粉塵，孔壁保持干燥，清潔。
（3）注膠：將膠體緩慢注入孔內(nèi)，植筋膠灌注至孔深2/3處，注膠密實(shí)、飽滿；插入錨筋后充滿整個(gè)孔洞。
（4）插入錨筋：將鋼筋緩慢向一個(gè)方向旋轉(zhuǎn)插入已注膠孔內(nèi)，插到底為止，以少量膠體均勻溢出為準(zhǔn)。
（5）調(diào)整：將插入孔內(nèi)的鋼筋進(jìn)行對(duì)位、調(diào)整垂直度，在10分鐘之內(nèi)調(diào)好，不允許鋼筋外拉。
（6）保護(hù)：調(diào)整好的鋼筋在粘結(jié)劑未達(dá)到規(guī)定的固化期前，靜止養(yǎng)護(hù)，不得擾動(dòng)所植鋼筋。植筋時(shí)鋼筋要先焊接后種植，若有困難而必須后焊，植筋的焊點(diǎn)離膠面距離不小于100mm；焊接施工時(shí)采取降溫措施，嚴(yán)禁一根植筋連續(xù)焊接，應(yīng)采取循環(huán)焊接施工方法，對(duì)一批焊接鋼筋逐點(diǎn)、逐根焊接。
植筋鉆孔孔徑的允許偏差如下：
鉆孔直徑 | 孔徑允許偏差 | 鉆孔直徑 | 孔徑允許偏差 |
＜14 | ≤+1.0 | 22~32 | ≤+2.0 |
14~20 | ≤+1.5 | 34~40 | ≤+2.5 |
鉆孔深度及垂直度的允許偏差見下表：
植筋部位 | 鉆孔深度允許偏差（mm） | 鉆孔垂直度允許偏差（mm） | 位置允許偏差 （mm） |
基礎(chǔ) | +20，0 | 50 | 10 |
上部構(gòu)件 | +10,0 | 30 | 5 |
連接節(jié)點(diǎn) | +5,0 | 10 | 5 |
共性病害所用方案：表面封閉法、靜壓注射法和填充密封法進(jìn)行裂縫修補(bǔ)；丙乳砂漿修（高強(qiáng)細(xì)石混凝土）修補(bǔ)混凝土表面的缺損、露筋、銹脹、剝落等病害；橋面鋪裝破損、微伸縮量切縫破損，將瀝青混凝土銑刨至現(xiàn)澆層，重新鋪筑SBS改性瀝青混合料AC-13C，將破損的微伸縮量切縫鑿除重做；對(duì)脫空支座進(jìn)行増墊鋼板，改善上部結(jié)構(gòu)受力；對(duì)錐坡局部塌陷，先采用透水性材料填筑，然后重新砌筑M10漿砌片石；采用型鋼邊框+鋼板網(wǎng)更換銹蝕破損的防落網(wǎng)。
特殊病害處治方案：對(duì)空心板板底縱橫裂縫、網(wǎng)裂，板底孔洞、鋼絞線外露采用碳纖維網(wǎng)格+聚合物砂漿防護(hù)方案；現(xiàn)澆層破損、鉸縫開裂的橋面瀝青層應(yīng)鑿除整體化現(xiàn)澆層和破損鉸縫，植入剪力鋼筋鋪設(shè)鋼筋網(wǎng)，澆筑C50聚丙烯纖維整體化混凝土。
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