浅谈公路建设中的桥梁加固施工
2015-04-28
随着交通运输量大幅度提高,行车密度及车辆载重越来越大,跨河桥梁和高架桥梁在交通工程中的重要性与日俱增。我们发现桥梁的混凝土开裂、剥落、衰变及钢筋的锈蚀(管道灌浆不饱满普遍存在)对桥梁的损害问题非常严重,已需要大量的资金和技术来维护或改建,已成为迫切需要解决的问题。伴随着桥梁数量的增多，我国危桥、险桥的数量也在急剧的增多，有相当多的桥梁已经到了非加固不可的地步了，研究总结桥梁工程的加固技术，确保加固质量与施工过程的安全，对于桥梁加固工程施工具有普遍的指导意义。
一、现状分析
（一）加固桥梁工程由于受原有结构的影响，施工设施、作业环境、作业空间均受到限制，如梁体内所有的施工物资设备均需人工搬进搬出，机械设备基本无法使用，安全状态更加不宜控制。
（二）加固部分与原有结构共同作用，因此不仅要保证加固部分的施工质量，还要同时保证原有结构不被破坏。
（三）腹板加固为加固工程的关键施工工序，腹板加固采用在原来箱梁内侧加浇20cm厚的混凝土，并在加固腹板内施加竖向预应力。竖向预应力采用直径为25mm的冷拉级ⅳ钢筋，标准强度rby=750mpa，张拉控制力331kn，采用无粘结方式、轧丝锚体系。
二、施工前的准备
（一）电力线路。在箱内铺设380v动力线路一条，220v照明线路一条，且每4m设照明灯一盏，每16m设简易活动配电盘一个（插座若干）。照明及动力线路均采用膨胀螺栓固定在梁体顶板下缘（桥中心处），防止地面潮湿漏电。
（二）疏通，清理：疏通原箱内通风孔及泄水孔，不通处采用钻机成孔或人工凿通保持箱内与箱外正常通风，箱内不产生积水。清除箱内混凝土残渣及其它杂物。
（三）通风，在箱内安装4台排风设施，保持箱内空气流通，正常换气，使箱内作业人员有一个良好的工作环境。
（四）通道，在0号、5号墩t梁侧拼装3m×21m×15m进人进料支架。
(五)设施：梁体外侧需安装施工吊兰五只。
三、施工方案
（一）裂纹修补
首先对大于0.02mm的裂纹进行标识，沿裂纹方向切“v”型槽，宽2cm，深1cm.埋设压浆咀，强度达到要求后，压注环氧树脂。待环氧树脂凝固后，去除环氧胶泥，抽检压浆饱满情况。
（二）施工放样
1.因本加固工程为在既有结构物上进行加固，考虑施工中的误差，为保证不损伤原主梁预应力筋，且达到加固效果，施工放样宜采取相对平面控制为主。
2.根据原主梁悬浇施工的特点：梁体的外轮廓尺寸、预应力束定位、钢筋及预埋件位置均以与底板底面相对位置控制，故本加固工程以原各施节段前端底板底面分中点连线为桥中心控制线。
3.本桥里程控制点以5号墩中心为基准点，传至0号墩中心闭合平差后作为全桥相对里程控制点（在允许闭合差内方可作为放样依据）。
4.腹板扦钉孔高程控制按设计图要求控制与主梁顶板底面倒角处相对尺寸。
5.横隔梁水平孔放样时横桥向尺寸以实测桥中线尺寸为基准放样，高程以梁体顶桥底面为基准面控制相对位置，辅以至梁底板底面距离校核（确认避开横梁内预应力束）。
（三）钻孔
1.腹板加固φ27mm扦钉孔采用冲击钻电锤成孔，钻头直径为φ27mm。全桥共计钻φ27孔43262个。设计钻孔深度15cm，考虑到钻头锥度，成孔时钻尖深度应不小于15.5cm。钻孔时采取措施控制深度，不得损伤预应力筋。待孔内干燥后，植入φ16mm“l”型扦钉，用环氧胶泥填充密实。
2.竖向预应力孔施钻避碰原有预应力措施：竖向预应力筋孔（φ40mm）、混凝土灌注孔（φ82mm）、振捣孔（φ56mm）均采用130型金刚取芯机成孔，钻头直径分别为φ40mm、φ82mm、φ56mm。全桥腹板加固共需钻φ40m孔1840个，φ56mm孔432个，φ82mm孔392个，原结构主梁为三向预应力体系，预应力束（筋）布置较密，钻孔均在预应力束间隙内进行，即使放样施工位置准确，原桥本身预应力安装也存在偏差。特别是在墩中心0号块内纵向预应力束中心距为200mm，原预应力束采用φ外85mm波纹管，φ82mm混凝土灌注孔与原预应力束理论间隙仅16mm，对放样及施工要求尤为严格。因此在钻孔过程中根据实际情况进行调整显得极为重要。
因主梁原预应力束过于密集，要求钻孔精度很高，为保证钻孔时不钻断预应力束，钻孔均采用熟练工人操作，正式开钻前先组织工人试钻，并给工人讲解原预应力束的位置，做到心中有数。同时加强工人对钻机性能知识的培训，加强工人对钻机定位方法的培训，加强工人对钻机给尺进尺的培训。
钻孔时当钻机钻深在9-23cm时应注意力集中，注意手感和听觉，发现卡钻或钻机晃动时，及时停机察明原因；应及时取芯观测钻孔的实际情况。
孔位调整：根据已钻孔位的具体情况，及时调整相邻钻孔孔位的位置，从而准确判断梁体内预应力的实际位置，在现场施工中应用效果较好。
钻孔顺序：为上下游交错进行。
（四）新老混凝土结合措施
1.在原有结构上加浇新混凝土，如何保证结合面的传力是关键，为此采用新老混凝土结合面凿毛，且每隔一定距离植扦钉的方法。
2.为保证后浇混与原腹板很好地结合，以达到共同受力，原腹板内侧及加厚腹板范围内的上下倒角混面要凿毛，凿毛时须首先去除有碍新老混凝土结合的杂物，凿除裂缝压浆时封闭的表面环氧胶泥，拆除压浆咀，剥除封闭胶带，最后对原混凝土面进行凿毛，凿毛率要求达到95%。灌注前应将结合面上灰尘及杂质清理干净，并用水冲洗风干。
3.加强新老混凝土结合的另一措施是植扦钉，腹板上布置有梅花型扦钉，间距约为30cm，扦钉为l型；与外侧箍筋焊连，上下倒角布置扦钉，间距约为20cm，扦钉为直筋，要求与外侧箍筋焊连；加固腹板端部布置扦钉间距为20cm，扦钉为l型，要求与加固腹板外侧水平筋焊连。扦钉采用φ16mm钢筋弯制，植入所钻φ27mm的扦钉中，植入深度为15cm，用环氧胶泥锚固。
（五）混凝土的浇注及养生
模板采用新制钢模板，宽60cm,最大高度不超过200cm，以便于人工搬动，安装检查合格后方可进行混凝土的浇注。腹板加固采用50#微膨胀混凝土，混凝土配合比由试验室根据设计要求和施工需要进行配制，混凝土入模陷度控制在12cm~14cm，初凝时间为10h，掺微膨胀水泥以补偿混凝土的收缩，防止产生收缩裂纹。
由于腹板加厚部分除顶板下灰孔及振捣孔外全封闭，混凝土入模全部靠人工从56mm下灰孔中捣入。混凝土连续养护14天，混凝土开始灌注时应采取封桥措施禁止一切车辆通行
（六）张拉
梁体内外侧的裂纹全部修补压浆完毕后，方可进行张拉作业，腹板加固竖向预应力为φ25mm冷拉iv级无粘结钢筋，端锚固在梁底板底面，上端锚固在梁顶板顶面。
（七）封锚按设计要求在竖向预应力筋张拉完毕后应用环氧胶泥混凝土对底板底面轧丝锚头进行封锚。
四、安全与质量
（一）箱内工作照明充足，通风设施良好。
（二）箱内电线路多，箱内潮湿，必须加强用电安全管理，确保用电安全，高压电器均设警示牌。
（三）不得随意从底板泄水孔向外倾倒退混凝土渣及杂物等，箱内杂物及时清理干净。
（四）钻孔作业时主梁底板顶面易产生积水，应有预先在锯齿块间低凹处钻小直径排水孔等措施预防积水。
（五）腹板加固期间，主桥两端应设专人指挥交通，严格控制车载不大于20t，车速不大于10km/h，车距不小于20m，超载车辆严禁上桥。腹板裂缝压浆期间全桥进行交通管制：只允许单辆车在主桥桥面通行，车载不大于20t，车速小于10km/h。
（六）每套施工吊篮桥面支架上应设信号旗、红灯等警示标志，禁止一切车辆碰撞，确保吊篮安全。施工吊篮安装完毕经检查验收后方可使用，使用期间各受力部位应定期检查。
（七）由于下方为海河航道，每天有大量渔船从下面经过，因此严禁杂物等往河下抛掷。
桥梁加固作业中，我们克服了放线难度大、精度差的问题，钻孔过程中保证了原有预应力体系的完好，混凝土振捣密实，顶部浇注饱满，按计划完成了加固任务。
