彭家河桥加固维修方案

Abstract: At present, the upgrading reconstruction of the national and provincial highway has become the focus of highway engineering construction of our province. Reasonable utilization of the old bridge structure buildings can effectively save engineering construction costs and reduce energy losses. This paper, based on the analysis of the diseases and mechanism of Pengjiahe bridge, puts forward the plan for reinforcement and maintenance.

Keywords: Pengjiahe bridge; diseases; reinforcement and maintenance; explore

中图分类号：TU753.8 文献标识码：A 文章编号：2095-2104(2012)

1.彭家河桥的基本情况

彭家河桥位于省道335线K20+281(日照境)处，桥梁全长103.9m。该桥于1969年建成通车，设计荷载为汽-13、拖-60。上部结构为4孔净跨径20m、矢跨比为1/8的空腹式悬链线肋板拱，横向设6片拱肋，籍以5道盖板及8cm现浇混凝土连成整体，主拱圈高0.55m ，单片拱肋宽0.3m。1987年在右侧加宽10.6米，设计荷载为汽-20、拖-100。加宽部分横向设9片拱肋，籍以8道盖板及8cm混凝土连成整体，拱肋的尺寸与旧桥一致。拱上填料为片石填料，上铺沥青混凝土磨耗层。第二次改建后桥宽为净16.3+2×0.4m，桥面设双向1.5%横坡。桥梁下部结构为钻孔灌注桩基础，单排双柱式桥墩，U型桥台。

2.彭家河桥现状及病害分析

根据2010年7月有关权威检测机构对该桥梁的全面质量检测报告，彭家河桥主要存在以下病害：

⑴全桥各孔桥面铺装在新老桥结合部位均出现纵向裂缝，各孔桥面铺装出现多条横向裂缝，主要发生在桥墩顶部，局部出现网裂现象。

⑵全桥的桥墩、盖梁、桥台及部分肋拱有水侵现象。

⑶全桥部分肋拱(16片)在跨中预制块连接部位防护砂浆脱落，钢板外露锈蚀。

⑷老桥部分(1969年建)所有桥墩盖梁均在跨中部位出现一条U形裂缝，最大缝宽0.52mm，均超出规范限值。所有桥台台帽均出现竖向裂缝，最大缝宽为0.25mm。

⑸全桥大部分泻水孔堵塞，导致桥面排水不畅。

⑹特殊检查结果：桥跨结构主要承重构件的钢筋间距均匀，拱肋及盖梁混凝土保护层厚度满足要求，混凝土的碳化深度小，氯离子含量低;拱肋处于未锈蚀状态，但老桥部分盖梁出现的混凝土开裂区域钢筋处于锈蚀状态;混凝土强度满足要求。

根据上述病害，该桥定为四类，属危桥。产生病害主要原因有：客观因素：一是自然因素的影响;二是老桥原设计荷载等级低，不能满足现在重交通的要求;三是重载和超载车辆联合作用的结果。主观因素主要是后期管养不及时，导致路面排水不畅，增加了水害影响的可能;对裂缝和防护砂浆脱落未及时进行修缮，导致病害进一步发育，出现钢筋锈蚀现象。

3.加固方案及加固机理

针对出现病害的成因分析，制定以下加固维修方案(加固设计荷载为汽-20、拖-100)：

⑴裂缝封闭：对拱肋、盖梁、桥台台帽裂缝进行封闭：宽度b≥0.15mm的裂缝采用灌浆法进行封闭，宽度b<0.15mm的裂缝采用环氧胶泥进行表口封闭。这样能有效防止裂缝进一步发育，防止水侵害混凝土和钢筋，保证各构件的正常使用，延长桥梁结构的使用寿命。

⑵对老桥拱肋跨中部位采用粘贴钢带法进行加固。先采用环氧混凝土将跨中部位混凝土缺损部位进行修补后，再采用改性环氧类结构胶粘贴钢带。这样能使结构物形成整体受力，加强两预制拱肋片的纵向连接，提高主拱圈顶截面的承载能力，改善原结构的钢筋及混凝土的应力状态，限制裂缝的进一步发展，有效提高构件的抗弯能力，增强结构的耐久性。

⑶对老桥拱脚部位和盖梁跨中部位采用增大截面法进行加固。即在拱背现浇聚丙烯纤维混凝土，以提高主拱圈拱脚截面的承载能力，同时增强拱背防水能力。在老桥盖梁跨中部位现浇聚丙烯纤维混凝土，增大盖梁跨中截面，有效提高老桥盖梁跨中截面抗力，控制混凝土裂缝继续扩展，达到对构件进行加固补强的目的。

⑷更换桥面铺装，完善排水设施。拆除原桥面铺装，下铺15cm二灰碎石基层，现浇厚为15cm的聚丙烯纤维钢筋混凝土桥面铺装和3cm沥青混凝土磨耗层;桥头设20米长桥头搭板，疏通泄水孔。这样能有效控制水对拱肋、盖梁和立柱的侵害，减缓桥头车辆对桥梁的冲击，改善桥面行车舒适性。

4.施工工艺控制重点

⑴对裂缝的处理：对所有拟处理的裂缝要凿成一定形状的V型槽，剔除缝口表面的松散杂物，用气压为0.2Mpa以上的压缩空气清除槽内浮尘，沿缝长范围内用丙酮进行洗刷，骑缝用环氧胶泥封缝并埋设粘贴灌浆嘴，灌浆嘴的间距沿缝长依缝的宽窄以15～30cm左右为宜，原则上缝宽可稀、缝窄宜密，但每条缝至少须有一个进气口一个排气口。

⑵粘贴钢板加固宜采用如下工艺流程：粘钢区域混凝土表面处理——钻孔植埋螺杆——钢带现场配套打孔与粘贴面表面处理——配制结构胶粘贴钢带——加压固定——固化检验——钢带表面防腐处理。钢板条选用热轧扁钢带，钢板厚度为10mm，宽80mm，预先加工成形。待贴钢板区，一般需凿处混凝土表面7mm厚表层，使粗骨料外露，并用压缩空气去除粉尘，再用丙酮擦试表面后再按工艺流程操作。为防止钢板产生锈蚀，粘钢后用2cm厚改性砂浆进行封闭处理。

⑶混凝土表面缺陷处理工艺:先将缺损部位的劣质砼凿除(如是孔洞及深度超过6cm酥松区，宜开凿成规则的多边形，开凿区以及孔洞的四周边宜做成台阶状，台阶高差以不小于3cm为宜)，清除表面浮尘，对外露钢筋进行人工除锈，并用掺占水泥用量3%的RI-103型阻锈剂的525#硅酸盐水泥浆做防锈处理。清洗修补结合面后，饱水24小时后，用纱布吸干自由水，涂刷一层水泥浆，并立即摊铺改性水泥砂浆，用力压平抹光，30分钟后二次抹面，养护14天。

5.加固后指标检测及经济评价

加固前后内力及抗力比较见下表：

控制截面	验算内容		控制内力			抗力效应值
			指标	加固前	加固后	指标	加固前	加固后	提高（％）
主拱圈拱顶截面	正截面抗压强度	组合Ⅰ	M(kN.m)	117.2	121.67	N(kN)	423.05	2210	422
			N(kN)	530.96	590.02
		组合Ⅲ	M(kN.m)	109.69	113.26	N(kN)	540.89	2210	308
			N(kN)	552.08	599.33
主拱圈拱脚截面	正截面抗压强度	组合Ⅰ	M(kN.m)	127.02	142.79	N(kN)	336.62	2590	669
			N(kN)	540.67	608.96
		组合Ⅲ	M(kN.m)	113.76	126.37	N(kN)	588.31	2590	340
			N(kN)	601.19	655.82
盖梁跨中截面	正截面强度		M(kN.m)	341.89	367.2	M(kN.m)	57.3	1550	27