1病害描述
本桥左右幅第4孔引桥全桥总体技术状况在桥梁缺损状况检查中按照“桥梁主要部件最差的缺损状况评定方法”均被评定为四类桥，其中，上部结构现浇箱梁技术状况为4类。该桥引桥箱梁底板及腹板在全跨范围内存在W=0.05mm～0.42mm的横向(竖向)贯通裂缝，呈“U”型闭合形态，裂缝间隔10cm～20cm，且部分裂缝已延伸贯通翼缘板。右幅东侧内腹板在靠近4#台处存在一条斜向45°裂缝，W=0.18mm。图2为方台大桥引桥箱梁裂缝展开(一);图3为方台大桥引桥箱梁裂缝展开(二)。
2桥梁病害原因分析
(1)三环路上超重超载车的长期反复作用是导致箱梁底板横缝及腹板竖缝发生及发展的重要原因。(2)对于箱梁腹板及底板裂缝，混凝土是由气、液、固三相组成的假固体(自浇注到养生期间)，其中尚有未水化的水泥颗粒，还要吸收周围的水分。液固相间的胶凝体，因水分散失，体积会缩小，引起腹板收缩裂缝:①箱梁的体积与表面积比值小，加之混凝土标号过高(现浇普通钢钢筋混凝土标号为C50)，混凝土收缩大，易产生裂缝。②箱梁混凝土浇筑均采用泵送混凝土，由于泵送混凝土施工工艺要求坍落度大，混凝土用水量和水泥用量较大，湿润养护如不及时，混凝土中的水泥水化物因部分失水而干缩，导致水泥混凝土表面的干缩裂缝。另外，由于该桥箱梁承受较重汽车活载及偏载的作用，导致部分腹板竖向裂缝向翼缘板延伸，加之该桥箱梁结构存在翼缘板较长、防撞墙护栏参与受力等不利因素，加剧了翼缘板裂缝发展。(3)对于箱梁腹板梁端斜向裂缝，初步分析原因是钢筋混凝土梁在恒载作用及车辆荷载等作用下产生的混凝土弯剪裂缝，属于结构受力裂缝。
3加固设计方案
(1)对左右幅第4孔现浇箱梁所有裂缝进行封闭或灌浆处理，并采用用聚合物砂浆进行修补梁身破损处;(2)在现浇箱梁内部增设体外纵向预应力钢束;在箱内布置体外纵向预应力钢束来提高桥梁的承载力，使加固后的结构符合JTGD62—2004规范要求，其承载能力达到公路－Ⅰ级标准，并保证有一定的安全储备。本设计采用的体外预应力钢束。设置在每个腹板两侧，边腹板设置3束12ФS15.2mm规格的环氧喷涂钢绞线成品索，中腹板设置4束9ФS15.2mm规格的环氧喷涂钢绞线成品索，预应力钢束线形采用双折线型。距主梁梁端2.5m(2.3m)处锚固于混凝土锚块上，边腹板混凝土锚块厚1.8m，中腹板混凝土锚块厚1.5m;距跨中2.5m处设置混凝土转向块，混凝土转向块厚0.55m。体外预应力钢束张拉应力取钢绞线标准强度的60%(σK=1116MPa)，体外预应力钢束12ФS15.2mm的张拉力为187.5t，体外预应力钢束9ФS15.2mm的张拉力为140.6t。每个箱室设置一个直径60cm的永久检修孔;每个箱室两侧设置60cm×80cm的施工天窗，浇筑混凝土时顶板开设20cm×20cm的混凝土灌注孔，施工完毕后恢复。(3)在箱梁梁体加固完成后，在混凝土表面进行防护涂装处理。图4为方台大桥引桥箱梁内增设体外预应力布置图;图5为方台大桥引桥箱梁内增设体外预应力钢束布置图。
4施工技术要点
4.1新旧混凝土接触面凿毛(1)新旧混凝土接触面凿毛时应尽量用小锤轻击，不能用力过大，以免损伤箱梁。(2)为保证加固新浇混凝土与原结构混凝土结合良好并共同受力，凿除面应保持毛面;凿除混凝土时宜从凿除区表面中间开凿，凿除区内原结构的构造钢筋不得剪除，浇注加固混凝土时按原样予以连接恢复。4.2钻孔种植锚筋(1)钻孔应采用尽量小的振动施工工艺，以保证不损伤箱梁，并严格按照设计要求的锚筋埋深和钻孔直径来控制钻孔深度和大小。一般要求孔深与埋设深度相同，孔径比锚筋大2mm～4mm。(2)钻孔位置应按照设计要求控制放样，为防止钻孔碰到普通钢筋，钻孔前采用钢筋探测仪避开原普通钢筋，钻孔时应特别小心，边钻边查看，如碰到普通钢筋则设计允许该钻孔及随后钻孔位置适当偏移避开，以利施工和避免结构损伤。(3)将植筋胶由孔底灌注至孔深2/3处，待插入锚筋后，胶即充满整个孔洞。4.3布设普通钢筋、预应力钢束和锚具(1)为保证箱内施工安全，钢筋工程尽量采用绑扎工艺，少用电焊施工。(2)普通钢筋布设时，应采取妥当措施，满足设计混凝土净保护层要求，混凝土浇注后不出现露筋等现象，并保证种植锚筋接长及钢筋搭接长度。(3)普通钢筋和预应力钢束布设应协调进行，普通钢筋与预应力钢束相碰时，应适当移动普通钢筋，保证预应力钢束线形不变。预应力钢束定位必须准确牢固，钢束位置容许偏差不得大于0.5cm。(4)预应力钢束轴线应与锚垫板垂直。(5)锚具应抽样检查夹片硬度，逐个检查垫板喇叭管内有无毛刺，质量不合格的禁用。4.4混凝土浇注(1)浇筑混凝土时采用和易性良好的膨胀混凝土配合带有附着式振捣器的轻型钢模板，浇注前应进行充分准备，确保一次浇注成形，以免产生施工缝，如出现施工缝应立即采用压浆处理封闭裂缝，确保新旧混凝土结合良好。(2)考虑箱内空间限制及尽量减少施工荷载，混凝土采用箱外拌和及泵送工艺。(3)加固所用混凝土应尽量缩短初凝时间。为保证浇混凝土施工顺利进行，应预先进行混凝土配合比，强度及弹性模量试验，并注意实验养生条件与实际的差异。在满足设计标号的前提下尽量减小水灰比，降低水泥用量，最大水灰比应控制在0.43以内，最大水泥用量不超过450公斤/立方米，采用骨料粒径和级配应符合规范要求。(4)加固过程中新浇混凝土与原结构老混凝土的连接效果是保证加固设计的前提，但新旧混凝土之间产生收缩裂缝是不可避免的，因此，在浇完新结构混凝土后，应采取必要补救措施，保证新老混凝土的结合效果。4.5体外索制作及施工(1)外套管按段准备好，用焊接机进行对焊连接起来，直至达到所需要长度。(2)整束钢绞线束穿过外套管的方法形成钢绞线。(3)在体外预应力钢束安装过程中注意外套管的保护，不允许直接在底板上拖动，下面最好有拖轮支撑。(4)锚固处的每股钢绞线打散，并清洗干净。(5)将锚具准确安装到锚块上，并与外套管紧密的连接起来，最终形成一个有效连续的封闭装置。(6)张拉体外预应力钢束。(7)除了锚具区，其余区域压注防腐油脂。(8)锚具区注入非凝结性的抗腐蚀保护性化合物。(9)锚具裸露的表面进行防腐处理。4.6预应力施工(1)应按有关规定对钢绞线抽检强度，弹性模量，截面积，延伸量和硬度，质量不合格者禁止使用。(2)钢绞线应妥善放置并防止锈蚀。钢绞线下料应用圆盘锯切割，切割面应为一平面，以便张拉时检查断丝。(3)混凝土养护龄期达7天，并且混凝土强度达到设计强度的90%及混凝土弹性模量达到30000MPa后，方可张拉预应力束。(4)体外预应力束施工应由专业施工队伍进行操作，每次张拉均应有完整记录，且应在监理在场的情况下进行。(5)预应力钢束张拉顺序为先边腹板，后中腹板，并左右对称、一对一对地均衡张拉。(6)预应力钢束在张拉工作开始之前应分别从两端采用千斤顶对钢束进行松动张拉，以确保钢绞线在管道内平行顺直且滑动自由。(7)张拉操作步骤:初张拉(张拉力P0等于为0.2倍设计张拉力P)→持荷5min→量测延伸量δ0→张拉并维持设计吨位P→持荷5min→量测延伸量δ1→回油→量测延伸量δ2。(8)检查千斤顶和锚具有无滑丝:查看δ2～δ1是否大于7mm，如大于7mm，则表明出现了整体滑丝，应查明原因并采取措施解决后方可继续张拉。再检查钢绞线尾端标定平面是否仍为一个平面，如平面出现了变化，说明有个别钢绞线出现了滑丝现象，必须采取措施进行及时处理。(9)应根据每批钢绞线的实际直径随时调整千斤顶限位板尺寸，最标准的限位板尺寸应使钢绞线只有夹片的牙痕而无刮伤，如钢绞线出现严重刮伤则限位板限位尺寸过小，如出现滑丝或无明显夹片牙痕则有可能是限位板限位尺寸大。
5防腐处理
喷涂硅烷防水防腐剂:进行清除工作后，使用饮用水冲洗混凝土表面，冲洗后自然干燥72h，干燥后方可进行涂刷作业，浸渍硅烷工作应连续喷涂实施，使被涂表面饱和溢流，使被涂混凝土面至少有保持“看上去是湿的”的状态。每遍喷涂量为300ml/m2，喷涂两遍，两遍之间的问隔时间至少为6h。涂刷防腐材料注意事项:(1)喷涂硅烷的混凝土龄期应不少于28d或混凝土修补后应不少于14d。(2)混凝土表面温度应在5℃～45℃。(3)浸渍所需的全部硅烷用料在施工现场应一次备足，使用前，方可启封，并应于启封后72h内用完，否则应予废弃。(4)施工现场附近应无明火。操作人员应使用必要的安全保护设施。(5)浸渍硅烷工作，应在硅烷制造厂家的技术要求下，由经验丰富的操作人员实施。(6)应注意避免硅烷和氯丁橡胶、沥青质密封材料等其它可能腐蚀的材料接触。(7)硅烷涂料要求远离火源，避免溅到眼睛和皮肤上。未使用完毕的材料要及时封盖严密，防止材料挥发。(8)涂膜养护:涂装完成后，涂膜需经过规定的养护时间后方可投入使用。养护期间，涂抹没有完全固化，要避免造成涂膜损伤的行为。涂料实干前，应该避免淋雨或者直接浸水以及接触其他腐蚀介质。(9)养生:涂装完成后，涂膜需经过规定的养护时间后方可投入使用。养护期间，涂抹没有完全固化，要避免造成涂膜损伤的行为施工管理论文。涂料实干前，应该避免淋雨或者直接浸水以及接触其他腐蚀介质。
作者：徐晓燕 单位：河北锐安公路工程养护咨询有限公司
相关专题：哈尔滨学院 高分子通报是sci吗
