广清高速公路花都高架桥维修加固施工方法

２００８年第２期　ＧｕａｎｇＤｏｎｇ　ＧｏｎｇＬｕ　广东公路交通　ＪｉａｏＴｏｎｇ　总第１０３期　文章编号：１６７１—７６１９（２００８）０２—０４—００３６　广清高速公路花都高架桥　维修加固施工方法　许端齐　（广东省长大公路工程有限公司，广州５１０４３１）　摘要：广清高速公路花都高架桥是一座跨地方公路与跨铁路的高架桥。桥梁全长为４　６３８ｍ，共２７７跨。桥梁上　部结构由预应力混凝土简支空心板梁、预应力混凝土肋板式连续刚构及少数异型普通钢筋混凝土简支空心板梁　组成，桥面铺装为水泥混凝土。随着经济的飞跃发展，交通量急剧增加，桥梁出现多处不同程度的病害，严重影　响交通安全，需进行加固。主要介绍该桥梁维修加固的施工方法。　关键词：桥梁；加固；施工方法　中图分类号：Ｕ４４５．７２　文献标识码：Ｂ　Ｏ　工程概况　（４）桥面铺装局部破损、纵裂严重。　广清高速公路位于珠江三角洲北部，由南向　１　维修加固方法　北经过广州市白云区和花都区以及清远市银盏　１．１　裂缝处理　坳。其中广花段长２４．６ｋｍ于１９９２年建成通车，　根据桥梁净高、是否跨线等现场实际情况选　花清段长２５．５ｋｍ于１９９９年建成通车。花都高　择采用脚手架或施工挂篮作为施工平台进行施　架桥特大桥系广清高速公路上一座跨地方公路　工。裂缝处理分两种情况：　与跨铁路的高架桥，桥梁全长为４　６３８ｍ，共２７７　对于裂缝宽度８＜０．１５ｍｍ的混凝土表层微细　跨。桥梁上部结构由预应力混凝土简支空心板　独立裂缝或网状裂缝可采用表面封闭法。先用钢　梁、预应力混凝土肋板式连续刚构及少数异型　丝刷清除缝口表面浮浆并打毛，然后用压缩空气　普通钢筋混凝土简支空心板梁组成，主要采用　吹尽缝口浮尘。用工业丙酮清洗缝口后，重新采　ＵＧ球冠状橡胶支座和四氟板橡胶支座。桥台结　用１０７胶或８０１建筑胶水泥浆（掺人白水泥）刮　构形式为薄壁式桥台，桥墩形式为柱式混凝土　抹，要求颜色与原混凝土颜色相近，外观平整。　墩，基础为钻孔灌注桩，桥面铺装为水泥混凝　对于０．１５ｍｍ≤８＜１．５ｍｍ的静止独立裂缝、　土。　贯穿性裂缝以及蜂窝状局部缺陷采用“壁可法”注　随着大桥车辆密度急剧增加，重车及超载车　浆裂缝进行处理。施工工艺如下：　的比例不断提高，致使大桥的承载力不断下降，多　（１）裂缝的检查和确认：仔细查看裂缝的情　处产生不同程度的病害，严重影响了桥梁的使用　况，确定其长度和宽度，在裂缝附近沿裂缝划出标　安全，急需进行加固维修，处治病害，提高承载力，　记线，并标明裂缝宽度和长度。　以适应重载大流量的运输要求。病害主要为：　（２）对裂缝表面混凝土进行处理：用钢丝刷或　（１）部分简支空心板梁、肋板式连续梁底板、　砂轮机将裂缝走向５ｃｍ宽的范围加以打磨，清除　横隔板、跨越铁路处异型板梁梁底等部位存在数　松散灰浆、水泥浮浆、砂粒、油垢等，使混凝土表面　量不同的裂缝；　保持干净。灌缝过程中，裂缝宜处于干燥状态（灌　（２）简支梁间铰接缝混凝土局部开裂、渗水结　缝有特殊要求的除外）。　晶、缺失，影响上部结构的整体性；　（３）安装压浆嘴：将压浆嘴底板粘贴面用砂　（３）部分支座剪切变形严重，个别存在开　布擦亮，并用丙酮擦洗干净，然后用环氧胶泥粘　裂、脱空；　贴在需要压浆处的裂缝表面，并将压浆嘴基座　・３６・　维普资讯 http://www.cqvip.com ２００８年第２期　许端齐广清高速公路花都高架桥维修加固施工方法　总第１０３期　的中心点与裂缝的中心点结合在一起，沿裂缝　的走向每米布置３个压浆嘴，裂缝的首尾至少　各一个压浆嘴。裂缝如有分支，则在裂缝分支　处增加压浆嘴。骑缝粘贴的环氧胶泥适量，防　止覆盖裂缝。　（４）裂缝封边：用配制好的环氧胶泥将压浆嘴　周围及裂缝表面封闭密实，封闭宽度控制在３ｃｍ　以内。　（５）密封检查：待环氧胶泥固化后，在沿裂缝　附近涂刷肥皂水，从最低的压浆嘴输人０．４ＭＰａ的　无油压缩空气，关闭附近的压浆嘴阀门或堵头以　检查裂缝封闭效果。通气检查相邻压浆嘴的有关　气阀，逐一出气关阀，涂刷肥皂水检漏，涂刷宽度　为４０ｃｍ或更宽的范围。并检查阀门及基座不漏　气，以免在压浆时导致浆液的流失。　（６）配制压浆液：根据裂缝状况估算在可使用　时间内可以用完适量的灌注树脂材料，一次配制　浆液控制在ｌｋｇ以内。　（７）压力灌浆：压力灌浆设备采用小型空压机　和储浆罐，并用压浆管进行连接。压浆应缓慢进　行，压力从小到大，当相邻的压浆嘴有不夹空气的　浆液冒出时关闭该阀。以此类推，直至最后一个　阀。一条裂缝每次压浆压力约为０．２—０．４ＭＰａ。　压浆过程中，观察浆液流速大小，终压时压力达到　约０．４ＭＰａ，并持压２—３ｍｉｎ，压灌次序为低位向高　位压浆依次进行。当最远端（最后）一个嘴冒胶关　闭后，用约０．４ＭＰａ压力持压灌注３～５ｍｉｎ，带压关　闭胶阀，胶阀应不滴漏。　（８）混凝土表面磨修：待浆液固化后，敲掉压　浆嘴及用砂轮机将密封胶除去，并加以磨平，使混　凝土构件表面光滑，最后进行外观处理。　１．２粘贴钢板加固　采用在上部结构梁底搭设钢管脚手架和拼装　式脚手排栅作为施工平台进行施工。针对预应力　混凝土空心板梁底部、少数异型普通钢筋混凝土　简支空心板梁底部、预应力混凝土肋板式连续刚　构采用粘贴钢板补强，使其有足够的抗拉能力，有　效抑制裂缝的发生。施工工艺流程：　用优质高分子树脂灌注裂缝　清洗并平整粘　贴部位表面，植人固定钢板的螺栓　打磨粘合面　的钢板化蓝表层　安装并固定加强钢板（调好压　胶间隙）　用环氧胶泥封边　压人粘胶　凝固　钢板防锈处理　外表面钢板缝隙用修补胶填平　涂装。　１．２．１　钻孔　钻植筋螺栓孔。用６ｍｍ小钻头冲击钻进行探　孔，如果没有钢筋或钢绞线，则在设计位置上钻　孔；如果有钢筋或钢绞线则在适当偏离设计位置　钻孔。钻孔采用１２ｍｍ的钻头，钻孔深度１２ｃｍ。　１．２．２清孔　用高压风枪清除孔内的尘渣，再用沾有丙酮　的湿布擦孔。　１．２．３植入螺栓　螺栓采用Ｍ１２×１２０ｍｍ。Ｍ１２抗拉力设计值　为２４ｋＮ。　将植筋胶塞人螺栓孔内，再把螺栓的植人端　粘满修补胶，植人到螺栓孔内，用小铲刮掉多余的　胶泥。再用木条撑住螺栓，直至胶泥固化。　１．２．４砼表面处理　首先仔细检查梁的底板，先用环氧胶泥对冲　击钻探孔时留下的６ｍｍ废孔进行填孔补平；清　除被加固构件表面疏松部分，至露出混凝土结构　层。若有裂缝应先行修补；若表面坚实，应除去　被粘接面的松散砂粒、已被腐蚀的混凝土组织、　浮浆层和油污等杂质，并打磨平整，直至露出集　料表面。　表面打磨后，应用高压风枪和用丙酮将表面　粉尘彻底清除，使之干燥、干净。　１．２．５钢板运输及加工　钢板采用平板车运抵施工现场后，用人工配　合吊车卸下。按设计要求对钢板进行下料，钢板　的连接采用焊接，焊缝处理应达到质量要求。　１．２．６放样钻孔　按植人螺栓的位置，用模型板在梁上定出钢　板的准确孔位，并依此对下好料的钢板在钻孔机　床上进行钻孔。　１．２．７钢板表面处理　钢板在安装前应先用砂轮机打磨粘合面的钢　板碳化表层，需打出光泽，除锈后用粗砂轮片横向　进行粗糙处理，之后用丙酮清洗油污和杂质。处　理完后的钢板不能堆放，应马上吊装，封边压浆，　以免表面又被氧化。　１．２．８安装、固定钢板　安装并固定加强钢板时，首先将加工好的钢　・３７．　维普资讯 http://www.cqvip.com

２００８年第２期　广东公路交通　总第１０３期　板，通过人工配合卷扬机运至该粘贴钢板的梁位　下面，在整个运输过程中，应注意保持钢板不出现　过大的变形。然后将钢板提升至安装位置，对好　对应的螺栓孔，并根据梁底板的平整情况，在对应　的植入螺栓上垫以３—５ｒａｍ的垫片，使得上紧螺帽　后钢板与底板间能保持设计的灌浆厚度和平整　度。　加固用钢板条尽量采用通长布置，若下料长　度小于最大粘贴钢板的长度，应用两条钢板对接　焊成整体，焊接施工必须在打孔前完成。打孔位　置应距离焊点不小于１０ｃｍ。　１．２．９封边　固定加强钢板后，在钢板中间，按５０ｃｍ的间距　埋设压浆嘴（带有阀门的注入座），沿钢板周边，按　２５ｃｍ的间距设置排气孔（带有阀门的），然后用修补　胶封边，封边必须均匀、密实，外观平整、美观。　１．２．１０压浆　待胶泥固化后，即可进行压浆施工。压入的　粘胶，按厂家提供的配合比进行配制。压浆时，随　着每个排气孔和压浆嘴冒浆，直至冒出的浆无明　显气泡时，逐个关闭排气孔阀门和压浆嘴阀门，同　时移到下一个压浆嘴进行压浆，按此顺序逐个进　行。　压浆过程中要严格控制浆液进孔压力，一般　保持在０．２ＭＰａ以内，最大不超过０．５ＭＰａ，以免封　边过薄处发生崩裂。终压时压力表要保持在０．２　Ｍ　的读数上，并持续３—５ｍｉｎ，关闭压浆嘴阀门　直至固化后拆除压浆嘴和排气，保持表面美观。　压浆的密实度采用锤击法进行检查，即在压　浆过程中和压浆完成后，用小铁锤以不大于　１０ｃｍ的间隔前后左右敲击钢板表面，通过辨别　敲击的声音的异同，来判断钢板内所压的浆液是　否密实。　待浆液凝固后，检查是否还有不密实之处，对　于不密实的地方，用电钻钻孔后，重新进行补充压　浆，直至压浆完全密实。　１．２．１１钢板外表面防锈处理　压浆工作完成后，对钢板外表面进行涂装防　锈。　１．３修补桥面铺装层　对开裂严重、破损的水泥混凝土路面，要求凿　除开裂、破损路面成规则的矩形等形状的槽，保留　・３８・　原铺装层中的钢筋；设置防水层；铺设钢筋网，要　求在纵、横向设置直径为１０ｍｍ（ＨＲＢ３３５）、间距　１０ｃｍ的钢筋网，并尽可能与原设计钢筋焊接；再浇　筑Ｃ４０快硬钢纤维混凝土（或其他同等强度等级　早强钢纤维混凝土）；最后砼养生。　１．４更换支座　搭设施工平台，平台最小宽度及长度应满足　实际施工作业要求。对于干坡地段采取搭设脚手　支架方式或使用吊篮作为施工作业平台。采用超　薄千斤顶进行梁体顶升更换支座。仅对鼓包、开　裂、偏压、剪切破坏等支座进行更换。施工工艺如　下：　（１）搭设施工平台，清除盖梁上的建筑垃圾，　更换桥墩（台）支座时需凿除桥墩（台）处桥面铺装　和桥面连续砼，桥面连续的钢筋维持不变。　（２）顶梁前对桥梁支座进行检查，发现存在局　部脱空的需进行详细记录，按实际脱空量准备好　钢板，顶梁后进行调平处理。　安装千斤顶、油泵和百分表。液压千斤顶、高　压油表、高压泵站应先进行校验标定后方可投人　使用，不合格者不得使用。顶梁时，同一墩的盖梁　上的千斤顶采用相同型号的千斤顶，共同连接到　同一油泵。　（３）若梁底高度不够，可凿除盖梁（台帽）顶砂　浆垫层１—２ｃｍ，并将其表面打磨平整。千斤顶安　装完毕后必须试顶，顶升力为５０％，检查顶梁系统　各环节的可靠性。千斤顶上下必须用钢板垫平，　使千斤顶全面接触受力，如空隙较大，可用薄钢板　超垫平稳。千斤顶的上、下钢板垫块厚度最小为　２ｃｍ，面积为２０ｃｍ×１５ｃｍ。　在每片梁（板）底部安装一个百分表，用于顶　梁（板）时的监控。　（４）顶梁（板），千斤顶顶梁（板）过程中封闭　交通。千斤顶顶升过程中在梁（板）端部逐级安置　临时支撑，顶升过程中，用百分表监视每片梁（板）　的顶升高度，同一盖梁上的横向相邻粱（板）问高　差应≤±１ｍｍ；每跨梁（板）的两端高差＜￣５ｍｍ，最　大顶升量≤ｌｃｍ；顶升前作好各标尺的初始读数，　顶升到支座可取出时应记录最后读数，得出平均　顶升行程。　（５）对缺损垫石用环氧树脂胶泥进行修复，对　锈蚀的梁（板）下钢板进行除锈及涂装。　维普资讯 http://www.cqvip.com

２００８年第２期　许端齐广清高速公路花都高架桥维修加固施工方法　物、油污；　总第１０３期　（６）千斤顶顶升到位后，对原有橡胶支座进　行更换，脱空支座须进行调平处理。在各梁端　千斤顶处设置保护临时垫块，该临时垫块应随　顶升升高而进行加高，当停止工作时应将该临　时垫块即时楔紧，以防止意外，确保结构物及施　工安全。　（５）为保证浇注的混凝土质量，要求浇注混凝　土的时间安排在车流量小的夜间，以减小重车引　起的振动；　（６）由有资质的检测单位对顶升千斤顶与油　压表进行配套标定，并由其出具标定报告；　（７）顶梁过程须密切注意顶梁系统的工作是　否正常，同时顶升过程中每级顶升完毕必须对桥　（７）钢板锈蚀处理、支座更换以及脱空支座处　理完毕后及时落梁（板），落梁（板）时需稍顶升千　斤顶，逐级卸除临时支撑。落梁过程与顶升过程　梁进行检查，检查桥梁结构是否异常，梁体的提升　控制要求相同，要求同步，缓慢分级卸载，横向高　是否同步；　差≤１１Ｔｌｌｎ，每跨梁（板）的两端高差≤５ｍｍ。　（８）整个施工过程中，应对大桥进行必要的监　（８）更换支座原则上要求同一排支座全部更　测，以防意外情况。　换，确保更换后同排支座受力均匀。　３　结语　２施工控制措施　该桥于２００７年１１月份完成加固施工任务，工　（１）压浆时要按规范由低往高处压，保证浆液　期９０ｄ。各项技术检测结果均满足设计要求，经过　的充分渗透；　４个月来的通车观察，各项缺陷、病害均无发展趋　（２）压浆时要不断采用锤击法进行检查，以防　势，其稳定性良好，为同类桥梁病害的加固提供了　出现空洞，压浆结束前一定要持压一段时间，达到　可供参考的经验，特别是更换支座施工工艺采用　一定的压力，保证压浆饱满；　单侧同步顶升的方法，不需解除桥面连续或伸缩　（３）植筋胶和压浆材料要严格控制厂家提供　缝，既适用于简支梁，又适用于连续梁的支座更　的配合比；　换。支座更换过程中只需短暂封闭交通，取得了　（４）破损混凝土桥面铺装凿除后，在新混凝土　良好的社会效益。　铺装前必须确保桥面平整、干燥，不得有浮尘、杂　（收稿日期：２００８—０２—２１）　（上接第３２页）　５．４刚度验算　类构件要求；有竖向预应力筋的最大主拉应力为　中跨变形计算：　２．４８ＭＰａ，位置在边跨支点附近，未超过规范的限　（１）按弹性计算，中跨汽车作用下最大挠度为　制值（［　］＝一２．７ＭＰａ）。　６．０４ｃｍ，挂车最大挠度为４．１８ｃｍ，发生在跨中部　（３）主桥承载能力极限状态的支点截面和跨　位；　＝６．０４ｃｍ＜Ｚ　＝Ｌ／６００＝２０．８３ｃｍ，满足要　中截面抗弯和抗剪强度满足规范要求；活载作用　求。　下最大挠度６．０４ｃｍ（小于规范限制值２０．８３ｃｍ）；　（２）按弹性计算，边跨汽车作用下最大挠度为　计算结果表明结构的安全性验算和适用性均满足　２．３７ｃｍ，挂车最大挠度为１．８４ｃｍ，发生在９号节　规范要求。　段　＝２．３７ｃｍ＜Ｚ　＝Ｌ１／６００＝１２．５ｃｍ，满足要　参考文献：　求。　［１］范立础．预应力混凝土连续梁桥［Ｍ］．北京：人　６　结语　民交通出版社，１９８８．　（１）主桥在正常施工各阶段，各截面内力和挠　［２］范立础．桥梁工程［Ｍ］．北京：人民交通出版社，　２００１．　度均满足规范要求，长期荷载作用下跨中最大挠　［３］项海帆．高等桥梁结构理论［Ｍ］．北京：人民交　度为４．８ｃｍ。　通出版社，２００１。　（２）主桥结构在营运阶段正常使用极限状态　各种组合情况下，结构各截面正应力满足预应力Ａ　（收稿日期：２００７—１２—１０）　・３９・