福建农林大学交通与土木工程学院 福建福州 350002
摘要：本文根据赛岐大桥桥梁检测结果，分析其病害形成的原因，有针对性的进行加固维修设计，在修补封闭梁体裂缝的基础上采用粘贴钢板，使钢板与箱梁形成整体共同受力，提高桥梁的承载能力。
关键词：赛岐大桥；桥梁检测；危桥；加固
1前言
赛岐大桥位于福安市赛岐镇，全长487.8米，该桥于1991年8月建成通车，全桥宽12.5米，即9米（行车道）+2×1.75米（人行道）=12.5米，人行道悬挑0.75米。桥跨结构为30米+（45米+3×70米+45米）+5×30米=480米。
主桥上部结构为5跨（45米+3×70米+45米）预应力混凝土变截面箱型连续梁，支点梁高4米，跨中及端跨支点梁高2米，梁底缘按二次抛物线变化。
全桥采用橡胶支座与盆式支座。主桥下部结构为圆端形刚性墩，基础为沉井。引桥下部结构为柱式墩，基础为桩基础。桥面铺装为混凝土路面。
2桥梁主要病害及原因分析
该桥于1991年8月建成通车后承载着繁重的交通，为保障交通安全，2017年3月对该桥进行外观检测（包括桥墩基础水下探摸实验）、永久性观测点观测、材料缺损检测、荷载试验及承载力分析等。根据综合检测及分析，主要病害如下。
2.1外观性损坏及原因
赛岐大桥外观性破坏主要有：
1）桥面铺装出现纵横向裂缝；
2）栏杆混凝土破损，掉块，露筋；
3）路灯损坏；
4）人行道底座开裂；
5）梁体出现渗水，析白，剥落，露筋，蜂窝麻面；
6）箱梁内部锚头锈蚀。
外观性破坏的主要原因是桥梁建设时间长，材料老化，维修养护不及时。
2.2功能性损坏及原因
赛岐大桥外观性破坏主要有：
1)泄水孔堵塞；支座损坏；
2)桥面铺装纵横向及网状裂缝；
3)伸缩缝橡胶带开裂，破裂，土堵塞，伸缩缝锚固区混凝土破损；
4)盖梁蜂窝麻面、混凝土剥落、渗水；
5)桥台存在桥头跳车；锥坡开裂；
6)箱梁内部腹板斜向裂缝、顶板纵向裂缝，箱梁内部横隔板竖向裂缝、斜裂缝，梁体出现2条竖向裂缝贯穿。
功能性破坏的主要原因：养护不及时导致材料进一步破坏；车辆超载导致梁体局部裂缝；不均匀变形导致桥头跳车等。
3维修加固设计
根据桥梁检测结果，主要病害的处置方法如下。
3.1桥面铺装
凿除原有裂损桥面铺装面层，同时对相关桥头引道进行凿除铺装重新铺设铺装层调整引道标高。
维修基本步骤：
（1）浇筑桥面现浇层前，应先凿除原有砼铺装层。采取人工凿出，不得损坏原桥面板。凿除的混凝土应形成平整的粗糙面，剔除疏松物。
（2）开凿后桥面应注意防水，雨天用塑料布覆盖。
（3）凿除后若发现桥面有明显裂缝等缺陷，须先进行灌缝和修补处理。
（4）桥面铺装前应对箱梁、混凝土构件光滑表面处进行凿毛，并用高压水冲洗干净，不留积水。浇筑过程注意伸缩缝预埋件的预埋，保留原桥面铺装的预埋钢筋。
（5）铺装浇筑振捣时，应严格控制振捣时间，振捣时间不宜过长，保证混凝土密实即可。砼振捣完毕，应及时养护。
（6）在桥面铺装未达到设计强度前，禁止车辆通行。
3.2更换支座
利用盖梁顶面位置采用顶升技术更换引桥箱梁橡胶支座。
具体施工工艺：顶升准备→顶升梁体→更换支座→落梁。
（1）顶升准备
①顶升前应对桥梁基础、墩台、主梁、桥面系和附属工程的技术状况逐一进行检查。
②对基础、墩台的缺陷应先行处治。
③调差各个墩台的支座类型和规格(新更换的支座规格应与原来的一致，同个桥墩同排支座需全部更换)，制定不同的更换顶升方案。
（2）顶升梁体
①搭设临时支架、工作平台；
②检查，校正顶升设备并就位；
③试顶加载。顶升设置验收合格后进行试顶加载，顶至主梁脱空2-5mm时停止，停放5-10min进行观察，无任何异常后方可开始整体顶升。
④同步顶升。千斤顶必须按设计的行程同步顶升，应控制起梁速度在1mm/min左右，同时观测梁体起顶高度和千斤顶的起顶力，实行双控。
⑤支撑梁体。顶升到支座安装高度后，应垫实主梁，保证平稳可靠。
（3）更换支座
在顶升梁体的同时，修整或更换支座垫石、梁底钢板和支座。
期刊文章分类查询,尽在期刊图书馆
（4）落梁
支座更换完成后，千斤顶顶起主梁，逐步撤除钢垫板，同步缓慢回落梁板至更换好的支座，详细检查垫石及支座，确认压紧密贴、位置正确后，撤除顶升系统。
3.3更换伸缩缝
拆除原有伸缩缝，更换原有破损伸缩缝。
主要步骤：
（1）安装新伸缩缝前，应凿除原有伸缩缝。凿除时不得使用大型振动凿除机械以免损伤结构，同时应注意保留原有预埋钢筋，如受破坏或者无预埋钢筋，应采用焊接或者植筋形式进行处理。
（2）在梁端与桥台处预留安装伸缩装置的预留槽，并设置好锚固钢筋，锚固筋应与梁端或桥台有可靠的锚联，如主筋需焊接时，应满足桥梁施工规范的有关规定。
（3）伸缩装置在运输过程中，因受运输长度限制，或因其它原因需要工地拼接时，应在生产厂家指导下施工。当伸缩装置需在工地存放时，应垫离地面至地至少30cm，并且不得露天存放。
（4）伸缩装置吊装就位前，应将预留槽内混凝土打毛，清扫干净。安装时伸缩装置的内中心线与桥梁中心线相重合，偏差最大不能超过10mm，并使其顶面标高与设计标高吻合，然后将伸缩装置上的锚固钢筋与梁上预埋钢筋两侧同时焊牢。
（5）完成上述工序后，安装必要模板，在混凝土预留槽内浇筑C50钢纤维砼。浇筑混凝土时应采取必要的措施，振捣密实，不允许将混凝土溅填在密封橡胶带缝中及表面上，如果发生此现象应立即清除。
（6）在铺装前，伸缩装置应加盖临时保护措施，避免撞击及直接承受车辆荷载。
3.4梁体裂缝加固设计
（1）裂缝封闭
对发现的裂缝采用裂缝修补胶进行封闭。
裂缝修补方案：裂缝宽度在限制范围内（＜0.15mm）时可进行表面封闭处理，一般涂刷专用环氧树脂胶或其它材料封闭；裂缝宽度大于限制范围内（≥0.15mm）时，应采用压力灌浆法灌注环氧树脂胶或其它灌缝材料。
裂缝按其宽度分别采用表面涂刷封闭和灌注封闭两种方法进行处理。裂缝表面涂刷封闭需先将裂缝附近混凝土表面的污物清理干净，然后用专用的环氧树脂胶或其它材料沿裂缝进行封闭，阻断水和空气进入裂缝的通道。表面封闭法处理裂缝后，用裂缝修补材料涂刷或用改性环氧胶泥适当加压刮抹。裂缝灌注封闭采用压力灌浆法进行施工，前期准备工作与涂刷封闭相同，在灌注时对灌浆料始终保持一定的压力将修补材料能充分注入到裂缝末端，从而确保修补质量。
裂缝修补后，再对粘贴钢板，使钢板与箱梁共同受力。
粘贴钢板主要步骤：
（1）混凝土表面处理
如加固构件局部破损，应先凿毛，然后用不低于原混凝土强度等级的小石子混凝土修补后在进行处理。对于混凝土构件的黏结面，应根据构件表面的新旧、坚实、干湿程度，分别按以下情况处理：
①对很旧很脏的混凝土构件的黏结面，应先用硬毛刷蘸高效洗涤剂刷出表面油垢污物后用清水冲洗，再对黏结面进行打磨，除去2~3mm厚表层，直至完全露出新的混凝土面，最后用压缩空气吹除粉尘。
②如果混凝土表面不是很旧很脏，则可直接对黏结面进行打磨，除去2~3mm厚表层，用压缩空气吹除粉尘或用清水冲洗干净，待完全干燥即可。
③对于新混凝土构建的黏结面，可先用钢丝刷将表面松散浮渣刷去，再用硬毛刷蘸清洗液洗刷表面，最后用清水冲洗，待完全干燥即可。
④对于湿度较大的混凝土构件，因为在潮湿的基层上，一般树脂类胶黏剂的粘结强度会大幅降低，所以需进行干燥处理。
⑤混凝土表面有松散浮渣要用钢丝刷除去，混凝土黏结面凹凸不平的应用磨光机打磨进行整平处理，露出新鲜混凝土。经处理后的混凝土表面应粗糙、平整、洁净，不得有粉尘、浮渣、油污等杂物。
⑥对于露筋的混凝土表面，需用钢丝刷（将钢筋表面的锈蚀除去，再剔除松动的混凝土，用清水冲洗润湿，用高强树脂砂浆修补。
⑦对于本身空鼓的混凝土构件，应将空鼓处剔除，用清水冲洗润湿，用高强树脂砂浆修补混凝土。
（2）钢板制作
①钢板下料采用工厂自动、半自动切割方法，切割边缘表面应光滑、无毛刺、咬口及翘曲等缺陷。
②钢板黏合面可用喷砂或平砂轮打磨直至露出金属光泽，打磨纹路应与钢板受力方向垂直，钢板黏结面应有一定粗糙度；钢板外露面必须除锈至呈现出金属光泽并保持干燥。
③按锚栓设计位置对钢板钻孔，孔的边缘应清除毛刺。
（3）植螺栓
①采用植筋法安装螺栓，应采用与螺栓直径配套的钻头进行钻孔。
②在钻孔钱应探明钢筋位置，并作标记，当钻孔与钢筋位置冲突时，应适当调整孔位，并按调整的孔位安装钢板。
③钻孔应清理干净，保持干燥，不得有油污。锚孔的清理应符合下列规定：a、应先用硬毛刷清孔，再用洁净的压缩空气清除粉屑；b、清孔的次数不应少于3次，必要时应用丙酮擦拭干净锚孔；c、锚固的基材表面应光滑平整，无粉尘、碎屑。
④植螺栓的施工工艺按注射式方法。施工工艺应符合下列规定：先将注射管插入孔底，由孔底往外均匀注入胶黏剂至孔深的2/3，以孔口有胶黏剂溢出作为目测检验注胶合格的标志；在固化时间内严禁扰动，以免影响其黏结性能。
（4）钢板的安装与锚固
①钢板的粘贴应选择在干燥的环境下进行。
②钢板采用压力注胶黏结，将注入嘴粘贴在钢板的注入孔上，再在钢板角点处及钢板边缘插入排气管，排气孔间距30～40cm，在螺杆上罩上盖碗，然后用钢板封边胶封闭钢板边缘，完成封边。注入嘴布置间距为50～60cm。灌注结构胶，待封边胶固化后，用泵将粘钢灌注胶从注入嘴灌注到钢板和混凝土的空隙中，灌注工作持续到所有排气管均有胶液流出。在灌注过程中，用橡皮锤敲打钢板以确认是否灌注密实。要求灌胶之前先通气试压，以不小于0.1MPa的压力将粘钢灌注胶从注入嘴压入，当排气孔出现胶液后停止加压，以钢板封边胶堵孔，再以较低压力维持10分钟以上。
（5）防腐处理
钢板安装前要彻底清除浮皮及锈蚀物，表面要求打磨光滑、平整，不得出现表面麻点、划痕、突起等表面缺陷，钢板表面除锈要求达到Sa3级《钢结构工程施工质量验收规范》（GB50205-2001）。用砂丸喷射钢板表面形成致密微坑点便于富锌漆施工。对外露部位钢构件表面采用防腐漆涂层进行防腐处理，涂层构成：环氧富锌底漆75mm微米+环氧云铁中间漆80微米+丙稀聚氨酯漆面层80微米。
3.5其它
清理泄水孔、接长泄水管，恢复其使用功能。拆除原有栏杆，新建钢栏杆，恢复其使用功能。清除局部缺失铺装，按原有铺装层材料修复缺损铺装层。对破损人行道构件进行更换等。
4结语
本文根据赛岐大桥病害及其形成的原因，有针对性的进行加固维修设计，在修补封闭梁体裂缝的基础上采用粘贴钢板，使钢板与箱梁形成整体共同受力，提高桥梁的承载能力。为同类桥梁的加固设计和施工提供有益的参考。
参考文献:
[1]公路桥梁加固设计规范［M］.人民交通出版社出版.2008.11
[2]公路桥梁病害原因分析及加固技术研究［D］.祁德秀.长安大学.2016.12
[3]公路桥梁结构病害与加固［J］.孙永军.价值工程.2017.02
[4]浅谈旧桥加固的方法［J］.韩兆启.工程科技.2016.07
作者简介：郑建荣（1964－）男，福建永泰人，副教授，福建农林大学交通与土木工程学院，研究方向：桥梁材料与交通安全。
论文作者:郑建荣
论文发表刊物:《防护工程》2017年第26期
论文发表时间:2018/1/24
标签：钢板论文; 裂缝论文; 混凝土论文; 支座论文; 桥面论文; 表面论文; 桥梁论文; 《防护工程》2017年第26期论文;