一.工程概況  

     一條已運營約10年的高速公路。隨著當(dāng)?shù)亟?jīng)濟的發(fā)展，交通運輸任務(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)計荷載標(biāo)準下的安全使用要求。

      全線橋梁總體技術(shù)狀況等級如下表：

       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)評定，根據(jù)定期檢查報告、特殊檢查報告及現(xiàn)場調(diào)查，大部分橋梁病害類型、特點及發(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；對于常見共性病害，提出針對性、標(biāo)準化的處理方案。病害較為嚴重的少量橋梁，需要特殊加固，對此類橋梁進行特殊加固處理。全線橋梁共性病害主要有以下幾項：

       （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)嚴重銹蝕、破損。

      除此之外還有部分橋梁病害較為嚴重，需進行特殊維修加固。

       二.施工方案  

       1.對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，采用表面封閉法進行處理；

       采用表面封閉材料環(huán)氧膠泥、聚合物砂漿等對結(jié)構(gòu)表面裂縫進行修補的方法，表面涂抹環(huán)氧膠泥時，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獨立裂縫或網(wǎng)狀裂縫的毛細作用吸收低粘度滲透強的修補膠液。以此防止裂縫進一步擴大、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，采用靜壓注射法

       以02~0.4mpa的壓力, 將低黏度、高強度的裂縫修補膠注入裂縫腔內(nèi)。

        a. 對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進漿口和排氣孔；

      d.用修補膠密封底座周圍，并沿縫按5㎝寬進行密封；

        e.密封材料固化后進行密封檢查，對漏氣部位進行補封處理；

       f.安裝注射器，注入專用裂縫修補膠液，待相鄰注射嘴冒漿時，停止注射并用木塞塞緊，然后進行下一個注射嘴注膠，直至最后一個；

        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.對于寬度大于0.5mm的活動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)對板底進行鉆孔排水，以保證梁體空腔內(nèi)干燥。

       砼裂縫修補膠的安全性能指標(biāo)應(yīng)符合下表規(guī)定

      膠粘劑必須通過毒性檢驗；嚴禁參加揮發(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際無毒衛(wèi)生等級要求。

      2）混凝土表面存在缺損、露筋、銹脹、剝落等病害；

        對于劣質(zhì)疏松層較淺、病害范圍較小的區(qū)域采用丙乳砂漿修補，對孔洞及深度超過6cm的深層劣質(zhì)疏松層采用高強度細石混凝土修補。伸縮縫錨固區(qū)混凝土和護欄混凝土的修補也是如此。

        丙乳砂漿施工：

        a.丙乳需儲存在0℃以上的環(huán)境中，施工環(huán)境要在10~35℃，否則應(yīng)采取有效措施進行施工；

        b.用≥52.5級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，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)，薄層修補區(qū)邊緣應(yīng)鑿一道5cm的深齒槽加強新舊混凝土的粘結(jié)；

        d.在鋼基層上施工時基層表面應(yīng)先除銹，焊接和搭接部位應(yīng)先進行找平；

       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，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，修補面上需先用丙乳凈漿打底，凈漿為丙乳和水泥比例1:2，隨后進行刮涂丙乳砂漿。仰面或立面施工超過7mm時，二次抹壓；

        h.施工完成后，加強早期養(yǎng)護，7d后可自然干燥；

       i.施工面為斜面或曲面時，應(yīng)從較低部位開始，施工到較高部位；面積較大時應(yīng)分段分塊間隔施工。

        丙乳砂漿的質(zhì)量要求如下表

       高強度細石混凝土施工：

      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、鑿實混凝土為止，開鑿區(qū)以及孔洞四周邊宜做成臺階狀，臺階高差以不小于m為宜；

       b.剔除開鑿表面的浮石，并清洗開鑿表面，飽水24小時；

      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7天后，在修補區(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。

       高強細石混凝土要求三天抗壓強度不小于30Mpa，7天抗壓強度不小于50Mpa，28天抗壓強度不小于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重的擁抱、車轍、開裂等病害。對此類橋面應(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-1。實際鋪裝厚度與現(xiàn)狀相同，以實際發(fā)生量為準。更換鋪裝層后最終標(biāo)高應(yīng)與原橋一致。對于部分小橋和通道微伸縮量切縫存在不同程度的損壞，對破損的微量伸縮縫進行鑿除重做。微量縫灌封膠應(yīng)滿足：采購時要有“三證”，并取樣復(fù)檢，報監(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)滿足規(guī)范或標(biāo)準要求。

      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)及時調(diào)平、更換。支座問題比較嚴重的橋，應(yīng)進行支座調(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.施工前做好各項準備工作，對橋梁基礎(chǔ)、墩臺、主梁、橋面系的技術(shù)狀況檢查；先行處治基礎(chǔ)、墩臺及上部承重結(jié)構(gòu)的缺陷。

       b.搭設(shè)支架及工作平臺，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⒃谏舷聣|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?、穩(wěn)定性和梁板的完好性。頂升總行程以讓所有支座松動來控制，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，再進行下一級頂升。否則，停止頂升，對千斤頂進行各項檢查，重新試頂。

      f.同步頂升：頂升時同一橋墩上的全部千斤頂并聯(lián)起來，通過一臺油泵進行加壓，保證每臺千斤頂出力一致；嚴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。達到設(shè)計高度后，持荷、穩(wěn)壓、更換支座。更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

       為防止臺后土壓力繼續(xù)增大，危機橋臺安全，對塌陷的錐坡，首先采用透水性材料進行填筑，然后重新砌筑M10漿砌片石，砌縫采用凹縫。

       6）防落網(wǎng)嚴重銹蝕、破損

       對于橋梁的防護網(wǎng)缺失破損比較嚴重，對銹蝕比較嚴重及缺損的防護網(wǎng)進行更換處理。采用型鋼邊框+鋼板網(wǎng)的形式。

        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，個別裂縫寬度達到0.5mm，并伴隨滲水泛白現(xiàn)象。橫向裂縫相對較少，普通鋼筋砼板更大裂縫寬度不超過0.2mm。預(yù)應(yīng)力板有個別出現(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+聚合物砂漿防護方案。

        (1)碳纖維網(wǎng)格的技術(shù)參數(shù)如下表

     (2) 碳纖維網(wǎng)格防護施工步驟

     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)：按尺寸進行裁剪，鋪設(shè)時碳纖維網(wǎng)格的碳纖維絲方向與裂縫方向垂直，搭接時橫向為10cm，縱向為20cm，還要保證其平整度；

     e.表面刷拭：3小時以后用輥筒對碳纖維網(wǎng)格表面進行刷拭和按壓，保證層間的粘結(jié)強度；

    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)護和表面處理：噴射完畢后，養(yǎng)護7天，再進行表面的外裝修或涂裝處理。

     2.現(xiàn)澆層破損修補

     部分橋梁瀝青層病害嚴重，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?！肮ぁ毙瘟簶蛎妫彸茡p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，原構(gòu)件的混凝土強度等級不得低于C20；

    (2) 植筋錨固時，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)先進行補強加固處理后再植筋；

     (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)計規(guī)范》的要求，承重構(gòu)件的錨固深度通過計算確定；

    (4) 植筋直徑與對應(yīng)的鉆孔直徑設(shè)計值參考下表：

    植筋直徑與對應(yīng)的鉆孔直徑設(shè)計值