空心板梁桥维修实例

空心板梁桥维修实例
于太伏1 张丽1 贾翠琴2
摘要：本文结合某空心板梁的实际情况，分析了主要病害及其产生的原因，探讨了针对性的维修方案，提出相应的技术要求，保障了维修加固的效果，提高了桥梁的耐久性能。
关键词：空心板梁维修加固
1情况简介
该桥位于九园公路K73+320处，跨越阎东渠。现状桥梁规模为5跨13m简支空心板，全长65.6m。横断面为0.5m（防撞栏杆）+11m（行车道）+0.5m（防撞栏杆），全宽12m。原设计荷载标准：汽超－20，验算荷载挂车－120。
该桥上部结构采用普通钢筋砼空心板梁，简支结构。每跨9块中板，2块边板。板高60cm，每块板宽99cm，板横断面为双孔空心圆，圆直径36cm。下部结构采用桩柱式墩台，钻孔灌注桩基础。
该桥于1995年设计并于当年竣工。
2主要病害
经现场查勘，该桥下部结构完好，桩柱及盖梁砼无腐蚀、剥落、裂缝等病害发生，防撞栏杆主体结构完好，不在本次维修范围内。
该桥主要病害为：
1）桥面铺装及附属设施：
（1）经调查原设计图纸，该桥桥面铺装由沥青混凝土铺装与水泥混凝土铺装组成。沥青铺装为4cm细粒式沥青混凝土（AC-16I），水泥混凝土铺装原设计边部厚6cm，桥中线处厚11.5cm。
经现场调查，该桥桥面铺装损坏严重。尤其是第一跨右侧第3第4块板之间铺装层在两块板绞缝处已碎裂为小碎块，现用钢板暂时铺盖。其余跨桥面铺装纵向裂缝明显。从破损处可看出，旧桥桥面铺装钢筋为φ6mm，间距20cm。最薄处仅厚6cm。沥青混凝土表面纵横裂缝明显，损坏严重处为大面积坑槽。
（2）经现场刨验，板梁间铰缝没有按设计要求施工，破损处铰缝内没有水泥混凝土，被杂物填塞，铰缝表面仍为光面。
（3）泄水孔：全桥共计10个泄水孔，每跨在跨中部位每侧各设一个。经调查，全桥共有6个泄水孔被杂物堵塞，排水不善。由于长时间积水浸润周边混凝土，引起沥青混凝土结构松散，水泥混凝土腐蚀出现“白华”现象。
（4）伸缩缝：现状伸缩缝为浸沥青软木板，已全部损坏。伸缩缝处渗水严重。伸缩缝附近桥面铺装损坏较为严重。
由于伸缩缝损坏后，连锁引发桥面铺装的破坏。汽车荷载——特别是高速行驶的大型重车跳车产生了很大的冲击力和破坏力，其远远超过桥面混凝土的强度，尤其是冲击产生的剪切力。?
2）主梁
（1）上部结构经现场察看普遍在跨中有细微横向裂缝，经检测，裂缝宽度均在0.2mm以内。但梁底纵向无明显挠曲变形，在裂缝处伴有水痕，部分裂缝处混凝土出现“白华”现象。
（2）由于施工中部分板梁保护层厚度不足，全桥表面箍筋外露23处，由于钢筋锈蚀引起周边混凝土环向破坏。
（3）由于泄水孔竖向下缘刚好与边板梁翼缘平齐，排水时在风力作用下梁侧面易受侵蚀，在泄水孔周边梁侧面有“白华”现象。
（4）在该桥维修施工中发现部分板梁顶板厚度局部仅有7cm，小于设计厚度。
3病害原因分析：
1）桥面铺装：
（1）设计不合理：
a．桥梁铺装未设置防水层，水的破坏是导致桥面铺装破坏的一个主要原因。
b．水泥混凝土铺装层偏薄，原设计厚度最薄处仅有6cm。水泥混凝土铺装层中钢筋直径偏小，间距偏大。由于以前的设计结构受力时没有考虑桥面铺装参与结构受力，亦即没有按主受力截面要求配筋。但实际上，车辆荷载直接作用于桥面铺装层，桥面铺装也就直接承受高速行车的冲击、剪切与磨耗，直接承受气候的影响，日晒升温、日落降温，并与主梁(板)存在一定的变化差异，因此铺装层与主要承重结构必须共同受力、协调变形。故桥面铺装层必须作为受力截面计算内力并配置受力钢筋。
c．铰缝尺寸较小，施工不易操作，混凝土不易密实，难以达到设计要求。
（2）施工不严格，没有完全达到设计要求：
a．铰缝内无混凝土。在施工中就形成单板受力，铰缝起不到设计时横向分配荷载的目的，加大了铺装层的受力，引起铺装的早期损坏。铺装损坏再引起每片板梁单板受力，严重时会导致板梁破坏。
b．水泥混凝土铺装与桥面板间光滑，有一层约厚3～5mm的浮浆。且在施工桥面铺装时未全面凿毛；另外，桥面上杂物没清理干净，造成桥面铺装与梁结合差，铺装层形成一薄层单独作用。引起铺装层不能承受重载车辆作用下所产生的内力。另外，温度的变化及荷载作用时铺装层不能与主梁一起协调变形，在车辆的冲击作用下，铺装层很容易破坏。
2）主梁：
由于桥梁未设计防水层，加之施工的粗糙，通过铺装层裂缝水逐渐渗入板梁的空心内，天长日久在空心部位存积了大量的水（在是施工时在空心处钻孔有大量水流出）。由于是普通钢筋混凝土，水会在下缘的受力裂缝处渗处，导致“白华”现象。
由于施工粗糙，保护层厚度不足，导致箍筋外露锈蚀。
4 维修内容
根据以上对该桥损坏状况的描述，需对其进行维修处理，工程维修内容详见以下几点：
1）加大铺装层的刚度，改善旧桥横向力传递不善的状况。具体做法：凿除原桥面铺装，重新铺筑4cm细粒式沥青混凝土（AC-13I）＋防水层（YN）＋10～18.25～10cmC30聚丙烯纤维防水水泥混凝土（W6）。铺装层内采用间距10cm×10cm 、φ10LL550冷轧带肋焊接钢筋网。W6防水混凝土指抗渗压力大于0.6MPa的不透水水泥混凝土。凿除旧桥面铺装后，板梁顶面需在顶面凿毛。拉毛可采用垂直于跨径方向划槽，槽深0.6～0.8cm,每延米桥长不少于10～15道。现浇新的铺装层前，必须用钢刷清除结合面上的浮皮，用水冲洗清洗桥面残渣和灰尘。严禁油腻污染板梁顶面。为保证桥面铺装能与板梁共同受力，浇筑铺装砼前需涂抹界面剂。
2）清除铰缝内砼及凿除铺装后的杂物，用清水冲洗砼表面浮皮污物，晾干后喷洒界面剂，再浇筑SCM无收缩免震捣高强水泥灌浆料，以加强铰缝横向传递力。
3）对空心板顶板度（局部）小于7cm的，进行局部开仓处理，将厚度不足部分凿除，重装芯模，并增加补强筋，浇筑比原混凝土标号高一级的混凝土，使顶板厚达到设计标准，在顶板上的桥面鋪装层应加设10×10cm直径12二级钢筋网，此网应与相邻空心板湿接缝钢筋焊牢。
4）空心板底板不密实出现渗水漏水或纵向局部裂缝或钢筋混凝土保护层不足的，如混凝土强度合格，静载试验没有问题，采用防水措施，用防水材料喷涂在不密实的混凝土底板顶面上，经过渗透化学作用，提高混凝土密实度和强度，起到防水、防空气侵蚀钢筋作用。露筋处先轻轻凿除箍筋周边松动混凝土，将钢筋除锈，再用SCX修补砂浆进行修补，修补后同上用防水材料喷涂。
5）伸缩缝重新修造。桥台端设80型模数型钢伸缩缝。每联中间设连续缝。桥墩处设置桥面连续缝。
6）原桥泄水孔如有堵塞要先疏通。加长泄水管长度，使其下缘低于板梁底部。同时原泄水孔部位做成泛坡式，以免铺装加厚堵塞泄水孔。泄水孔口低于沥青混凝土铺装层10~30mm。
7）旧梁边梁外侧表面需进行防水处理同4的处理方法喷涂防水材料，以防止雨水在风力作用下侵蚀。
5 施工技术要求
1）施工中应派人员作好交通疏导工作，并注意交通安全。
2）浇筑桥面铺装砼前应制作“施工平台”，混凝土运料车及操作工人在“施工平台”上工作，严禁操作人员直接脚踩钢筋网。钢筋网之间每隔一定距离焊接竖向短钢筋，不得使用垫块。桥面铺装砼在养生期间严禁车辆通行。
3）TS-80型模数式伸缩缝两侧应采用反开槽的形式现浇C40铣削型钢纤维混凝土，混凝土与桥面水泥混凝土铺装以45°方向搭接。伸缩缝表面型钢顶与桥面沥青层高程一致，误差控制在±0.5mm。
4）聚丙烯状纤维要求：长度15～25mm，抗拉强度≥560～770Mpa，弹性模量≥3500 Mpa,断裂延伸率≤6%，砼搅拌时间不得小于5分钟。每立方米水泥砼中掺入量为0.9kg。
5） SCM无收缩水泥灌浆料产品：3d和28d的抗压强度分别为≥30Mpa和≥60Mpa；与钢筋的握裹力28d≥4Mpa。灌浆前应将基材清理干净，材料表面的松动、油脂、涂料、封闭膜及其它污染物必须清除，用水充分湿润12h。直接加水拌和，水：料＝（1～1.5）：10（重量比）24h～72h拆模，水养护7d。
6）防水层施工之前，必须清除混凝土铺装层表面的水泥浆皮及尘土后，方可进行刷涂。防水层必须刷二遍，在泄水孔口处，防水层由口外刷至管内10cm。
7）施工说明中未尽事项均按《公路桥涵施工技术规范》（JTJ041-2000）及其它相关规范、规程要求执行。
6 结语
正确分析病害产生的原因，有针对地采取相应的措施进行加固处理，是保障桥梁性能的前提，而修补材料的选用和施工工艺控制是保障桥梁修补效果的关键与基础，必须给予充分重视。
作者简介：于太伏（1980,7- ），男，助理工程师。