病害治理加固工程施工工艺研究

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摘要：介绍四惠立交桥北向东7-2#匝道桥经过多年运行后出现病害的简要情况，阐述该匝道桥基础沉降治理、盖梁裂缝加固、V型墩抗震加固、独墩柱加固等施工工艺，并分析桥梁施工机械设备的现场管理要点，可供桥梁维修加固工程施工技术人员参考。

关键词：立交匝道桥；局部病害；治理加固；施工工艺

1工程概况

四惠桥是一座规模大、结构复杂的大型立交桥，其北向东7-2#匝道桥位于四惠立交的南侧，是东四环转入京通快速路的左转匝道。该匝道桥长度为86.5m，跨径组合形式为26m+35m+25.5m，桥宽9.2m，上部结构为单箱单室预应力混凝土连续箱梁。经过长期运行之后，7-2#匝道桥的局部出现结构性能退化，盖梁出现裂缝，墩柱抗震强度减弱。这些病害不但影响该匝道桥的整体观感，还埋下安全隐患，因此必须对这些病害进行治理和加固。

2基础沉降的治理

2.1确定灌浆孔位

设计图纸要求桥台、桥墩基础部位灌浆孔的布设间距分别为1.6m、1.5m。按照此要求确定各个孔位，以便在指定位置进行钻孔施工。

2.2钻孔和注浆

设计图纸要求灌浆孔的孔径为0.1m，各个灌浆孔的孔深为7~17m不等，灌浆孔的垂直度偏差需控制在1%以内。钻孔达到设计深度后，使用钻杆注入封闭泥浆。在正式注浆前做好准备工作，包括配备注浆设备、仪表、管路等所需物资，并检验其使用性能，确保其性能可靠后方可投入使用。采取“跳孔间隔注浆”方法，注浆压力稳定在1~7MPa。当孔口有溢浆现象后及时上提钻杆，但不宜一次性完全提出。待钻杆提至中间深度时，需再次注入泥浆，以保证浆液填充的密实性。此后再将钻杆完全提出，完成注浆施工。为保证注浆效果，要求浆液7天抗压强度达到0.3~0.5MPa。

3盖梁裂缝的加固

3.1分析盖梁受力情况

盖梁裂缝的加固，需根据具体成因采取合适的方法。若因基础不均匀沉降引起，则需提前处理施工现场的地基，再以压力灌浆的方法封闭裂缝，随后粘贴钢板，实现全面的加固。为给盖梁加固作业的开展提供准确依据，使用ALGOR和MIDASCIVIL工程结构分析软件仿真模拟桥梁上下部结构。结果显示，在桥台边柱发生沉降后，中柱顶部最大负弯矩为6450kN·m，比原截面承载力（5050kN·m）大；中柱周边最大剪力达到3826kN，比原截面抗剪承载力（2595kN）大。

3.2加固方法

对盖梁中柱顶部上缘两侧，采取压力注胶法，同时粘贴厚度为6mm的钢板。盖梁顶距离梁底的空间较小，不具备锚栓加压的作业条件，因此采取压力注射、钢板周围封闭等方法。盖梁抗剪加固采用粘贴竖向U型钢箍板的方法。钢箍板宽度为200mm，厚度为9mm。考虑到钢箍板的稳定性要求，每隔200~300mm设置定型化学锚固栓。考虑到加固的严密性要求，在钢箍板上缘粘贴宽度为200mm、厚度为5mm的钢板压条。在经过上述操作后，发现钢板压条与U型钢箍板之间存在空隙，因此在该部位垫入9mm厚的钢垫板，同时取适量化学锚固栓，将其设置在钢箍板与钢板压条接合的部位，以提高整体的稳定性。

3.3加固材料的选用

加固盖梁采用Q345C钢板，粘贴钢板采用A级粘钢胶，焊接钢板采用E50xx焊条。在使用钢板前，对其做仔细清理，将附着在钢板上的油污、锈迹等清理干净，使其达到非常彻底的SA2.5级除锈标准。在此基础上均匀涂抹环氧树脂薄胶层，并以喷涂的方法在该处设置厚度为2cm的高强抗拉复合砂浆层。

4V型墩的抗震加固

4.1受力情况

根据该匝道桥建设情况可知，仅11#V型墩有固定约束，其他墩身均采用纵向自由支承。11#V型墩的结构比较薄弱，若受到纵向地震力的作用很容易受损，因此需要做好11#V型墩的抗震加固施工。

4.2加固方法

根据11#V型墩的结构特点和现场作业条件，确定采用增大截面方法予以加固：11#V型墩2个斜腿的内侧增大截面，每侧均加厚19.5cm；V型墩的交叉部位，每侧加厚50cm；墩身下部两侧同样加厚50cm。加固时，对新旧混凝土结合区域采用植筋连接，并作凿毛处理以形成粗糙面。凿毛处理目的在于使加固所用的C30混凝土能够与原有结构稳定粘结，构成完整的整体。植筋采用双面焊接方法，焊接长度至少达到5倍钢筋直径。

5独墩柱的加固

5.1拆除原抗震设施和墩柱外包钢板

5.1.1拆除原抗震设施先将原抗震设施的连接螺栓卸下，并取下连接板；再将桥梁底面原抗震设施的底座螺栓卸下；最后将焊接在外包钢板上的原抗震设施底座切割下来。5.1.2拆除原墩柱外包钢板先使用气割竖向将原墩柱外包钢板切出1条缝隙，并使用撬棍将原外包钢板撬起；再使用特制的钢筋扳子将该钢板不断向外扳，达到10cm左右后，用气割割除；重复上述过程，直至将原墩柱外包钢板拆完为止。

5.2安装植筋和凿毛喷胶

5.2.1安装植筋按照设计尺寸放样，在独墩柱表面使用墨斗弹线，定好钻孔位置；使用无损检测设备扫描独墩柱内部钢筋布置情况，若与钻孔位置交集，用彩色笔标注，钻孔时予以避让；钻孔达到12cm设计深度后，使用气泵清空孔内灰尘；检查植筋胶质量，将前3次打出的植筋胶弃用，确认此后打出的植筋胶质量合格之后方可使用；使用注胶机向孔内注入植筋胶，然后立即将植筋插入孔内，植筋植入后15min内不得扰动和受力。5.2.2凿毛喷胶使用专业凿毛锤在独墩柱表面从上至下有序凿毛，凿毛点之间的距离不得大于1cm，深度不得小于0.5cm。凿毛工作完成后，使用气泵将墩柱表面的粉尘清除干净后，及时喷涂界面胶。

5.3植入墩柱竖向钢筋

5.3.1定位钻孔在清理干净的承台表面放样，将法兰盘的位置和植筋位置确定下来；然后，按照放出的点位进行钻孔。钻孔时要尽量避开承台内部的结构钢筋。5.3.2植入作业钻孔结束后，使用气泵将孔内的粉尘清除干净；将植筋胶注入孔内，将法兰盘的后扩底锚栓和新增加的墩柱竖向钢筋植入孔内，植入后15min内不得扰动和受力。

5.4新外包钢板的安装、加固与焊接

利用植入箱梁底板上的防震锚栓，安装上特制的吊环作为受力点。将3t手动葫芦的一端挂到吊环上，另一端挂到直线段新外包钢板临时焊接的2个耳环上。新外包钢板两侧各安排2名工人控制方向，拉动手动葫芦慢慢提升，将新外包钢板的下缘对准下一节新外包钢板上缘并调整到位。将新外包钢板内侧的锚固筋与墩柱上的植筋焊接到一起，起到临时固定作用。

6桥梁施工机械设备的现场管理

6.1做好机械设备日常管理

桥梁工程施工项目的机械设备管理部门要对现场机械设备施行全过程管理。要了解桥梁施工的实际情况，根据现场施工进度、对机械设备的需求、机械设备的使用情况，开展安全使用和维护保养工作，保障机械设备的合理配置、状态完好和安全使用。必须保证大吨位起重机符合安全技术要求，做到规范操作、安全施工。机械设备的基本管理，应在设备保存过程中实施，注意防止设备腐蚀[1]。

6.2重视操作人员的教育培训

操作人员的责任意识和操作水平，在很大程度上决定了机械设备出现故障的概率。操作人员对机械设备应养成良好的维护保养习惯，这样做可有效降低机械设备的故障率。桥梁施工单位要对机械设备操作人员进行教育培训，强化其责任意识，使其养成良好的维护保养习惯。

6.3落实维护保养岗位职责

桥梁机械设备的维护保养是一项经常性的工作，为了确保维护保养工作的高质量，必须完善管理制度，落实操作人员维护保养责任。大型桥梁工程施工现场所用的机械设备种类较多，应结合机械设备的特点采取有针对性的维护保养措施，切实提高维护保养的成效。

6.4加强租赁机械设备的管理

施工单位在租赁大型设备时，应确保出租方和承租方责权利平等，租赁合同的内容应当明确租赁设备的型号、参数、质量等情况。应根据机械设备安全使用手册的要求并结合现场施工的实际情况，做好维护保养工作。租赁设备归还时要交接清楚，避免出现矛盾和纠纷。

7结语

综上所述，经多年使用的立交桥容易出现各种病害。针对出现病害的原因，采取合适的治理和加固方法，可消除桥梁病害。该匝道桥治理加固工程完成半年后检查时状况良好，表明其治理加固达到了预期要求，同时也说明该工程采取的维修加固方法具有可行性。

参考文献

[1]施立.公路桥梁局部检测技术的方法与发展动态[J].建材与装饰,2020(8):264-265.

作者：伍伟聪 单位：中铁十八局集团第五工程有限公司