杨建光
南宁市城乡规划设计研究院
摘要：本文以钦州市钦江二桥维修加固工程为例，在对桥梁进行全面检查的基础上对桥梁病害成因进行了详细分析，提出了钦江二桥维修加固工程设计总体思路，对裂缝处理技术及桥梁钢筋除锈处理施工技术进行详细分析，可为类似桥梁病害的维修加固工作提供一定的参考。
关键词：加固工程；设计思路；桥梁病害
1.工程概况
钦州市钦江二桥位于钦州市东侧，穿越沁江，桥跨组合为5×16+3×63+9×16，全桥长422m，主桥是3x净60m钢筋混凝土斜腿刚架拱桥。主桥上构分上下双幅设计，每幅4片拱肋，肋间设置横梁联系，两幅桥拱肋之间设置横托梁。桥面为预制安装带肋微弯板后现浇桥面混凝土结构；主桥下构桥墩为实体墩，沉井基础，主桥台为肋式桥台，明挖扩大基础。引桥上构为整幅设计，整幅采用9块2.2m宽空心板，简支桥面连续结构，桥墩为5柱式墩，桥台为U台，明挖扩大基础。
图1钦州市钦江二桥实体图
2.病害诊断及成因分析
在对桥梁进行维修加固前需要对桥梁病害情况进行判断，只有对桥梁整体情况有一定的了解才能对维修加固工程进行准确把握。通过对钦州市钦江二桥进行全面检查，对桥梁病害情况有了一下总结：
（ 1） 主拱预制构件连接处的现浇混凝土附近部分出现裂缝；外内弦杆、次弦杆与斜撑交接处附近出现裂缝；主桥拱肋间横系梁连接处普遍出现松动裂缝；多数横梁出现跨中开裂，部分有混凝土崩落现象；
（2 ） 引桥上构空心板底部跨中段均出现较密集横向受力裂缝，裂缝宽度均没有超过规范要求；
（ 3） 桥面伸缩缝为橡胶伸缩缝，固定橡胶的螺帽部分缺失，局部混凝土崩裂。
综上所述，钦江二桥病害主要概括为以下几种：伸缩缝损坏，梁体裂缝，柱墩裂缝；桥面外露材料磨损严重，部分地段形成凹槽，混凝土碳化；桥面多出出现网状裂缝，简支板铰缝断裂漏水。
对钦江二桥病害的原因分析表明，桥梁病害出现主要是由于：桥梁设计存在缺陷；桥梁施工阶段施工质量不足；桥梁运行阶段车辆过载，桥梁管理维护不足等因素造成。
3.主桥结构计算以及病害分析
计算输入条件：
桥跨：为3×净60m钢筋混凝土刚架拱桥；
桥面宽度：2m人行道+18m行车道+2m人行道；
设计荷载：汽车汽-20，挂-100；
整体温变：±25℃，考虑混凝土徐变影响，作用效应乘以0.7系数，即按±17.5℃计；
收缩徐变：作用效应折减后按整体降温4℃；
温度梯度：翼缘板±5℃；
不均匀沉降：左墩基础相对水平移动1cm；
活载横向分布系数：采用桥梁博士3.0中的横向分布计算模块，按刚接板法计算得：
图3主桥空间计算MIDAS模型图（仅示一跨）
计算结果及病害分析：
加固前计算结果表明，考虑主拱间横系梁有效联系的情况下，老桥能满足旧规范设计荷载要求，但主桥刚架拱的拱顶实腹段、内外弦杆的安全储备偏小。主桥刚架拱桥采用交通部科研所及湖南交通设计院设计的
Lo=60m，fo/Lo=1/10铪刚架拱桥定型设计图，由于当时设计理念主要是经济和节约，对耐久性考虑不够重视，因此主桥刚架拱构件尺寸偏小，配置钢筋偏少，耐久性和抗超载能力不足。
同时，由于拱肋间横系梁采用预制构件，通过焊接方式将4片拱肋连接起来，焊缝仅通过后抹的砂浆进行保护，横系梁接头连接强度不足，从空间计算结果看，其受力超出了其承载能力，当横梁接头受力出现裂缝时，焊缝在近海洋环境的腐蚀作用下，很快出现开裂、松脱、掉落等病害，从而导致横梁失效，形成单片拱肋受力，使其荷载横向分布系数将大为提高，实际荷载作用超出了设计荷载的要求，导致刚架拱构件中安全储备偏小的拱顶实腹段、内外弦杆陆续出现裂缝、挠度过大等病害。同时由于横系梁作用的失效情况下，增大了对桥面板横向受力荷载，导致桥面预制的微弯板肋下部开裂。
供水管下横梁计算荷载考虑水管自重以及水管内水重量，但未考虑供水过程中水管由于水压变化产生的水流冲击及水管震动荷载，根据相关的研究表明，这样大口径的供水管通过桥梁需要有特殊的加强设施来满足供水管的动力荷载。在已有的桥梁事故情况表明，大口径的供水管不应在桥上通过。
4.维修加固工程内容及措施
表1 钦州市二桥加固工程内容
4.1裂缝修补
裂缝宽度大于或等于1mm，采用压力灌注聚合物水泥注浆料处理，即：压力注浆法；
裂缝宽度大于或等于0.15mm且小于1mm：采用灌注裂缝修补胶（注射剂）进行修补，即：注射法；
裂缝宽度小于0.15mm：采用裂缝修补胶表面封闭法进行处理，即：表面封闭法；
4.2表面缺陷修补
对于面积小于（25×25）cm2，深度小于5cm时的混凝土表面缺损，凿除松动混凝土，外露骨料，钢筋除锈，用聚合物水泥基修补材料进行修补。
对于缺损面积大于（25×25）cm2，深度大于5cm时的混凝土结构表面缺损，凿除松动混凝土，外露骨料，钢筋除锈，喷涂界面剂，采用环氧混凝土修补。
4.3钢材焊接
主桥横系梁加固的钢材焊接采用贴角焊，焊缝质量等级为Ⅱ级。引桥空心板加固钢板的所有节段接头采用焊透的对接焊缝，焊缝质量等级为Ⅰ级。各焊缝的焊条应根据母材分别选取。在灌注粘胶之前，相关的焊接工作必须完成。同时在焊接焊缝时，应采取相关措施，以防高温烧坏桥梁结构混凝土。施工单位对首次采用的钢材、焊接材料、焊接方法及焊后热处理等应进行工艺评定，其各项指标应满足国家现行的规范和标准。钢材焊接完毕后，须进行焊缝检测，所有焊缝均应进行外观检测，焊缝超声波探伤范围要求如下：所有对接焊缝的探伤比例为100%，探伤部位为全长，贴角焊缝的探伤比例不小于50%，探伤部位的比例不小于50%。
5.结语
钦州市钦江二桥经过一年多的施工，维修加固工作陆续完成，本文通过对钦江二桥桥梁病害成因进行分析，提出了钦江二桥维修加固工程设计总体思路，对维修过程中涉及到的施工技术进行详细阐述，可为类似桥梁病害的维修加固工作提供一定的参考。
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[4]黄有祥.环氧树脂砂浆的配比与应用[J].林业科技情报，2001(02)：127-133.
论文作者:杨建光
论文发表刊物:《防护工程》2018年第21期
论文发表时间:2018/12/11
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