湘潭市湘江一桥维修加固技术

　　

湘潭市湘江一桥维修加固技术

魏建国1
李　波2

1.长沙理工大学，湖南长沙　410076

2.河南省信阳市交通质监站

7 [. c/ c! s0 k$ d2 ~摘　要：该文通过对湘潭市湘江一桥部分上部结构维修加固的实体工程，根据桥梁病害的不同程度，提出不同维修加固方案和施工工艺，对旧桥的维修加固有参考意义。
关键词：混凝土拱桥；桥梁病害；维修加固；施工工艺　
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湖南省湘潭市湘江一桥跨越湘江，连接湘潭市东西部，是原107国道上的主干桥，日交通量约2万辆。该桥于1959年11月开工，1961年10月建成通车，全长605.22ｍ，主桥为8孔60ｍ的上承式钢筋混凝土肋形拱（每孔5条肋、矢跨比1/6），两岸各接1孔18.5ｍ片石混凝土实腹板拱，图1为大桥全貌。
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图1　大桥全貌

该桥由于当时设计和施工工艺的局限和后期缺乏必要的养护和维修，雨水严重泄漏，造成部分构件表层混凝土剥落、钢筋锈蚀、梁体开裂。经过冬季雨水浸入、冰冻，产生冻胀，降低了桥梁承载能力，如果不及时进行维修加固，可能会造成巨大的经济损失和不良的社会影响。为此湘潭市湘桥股份有限公司委托长沙交通学院对该桥进行检测、可靠度评估和维修加固设计，在对该桥进行全面检测、可靠度评估和墩基础加固后，对上部结构提出如下维修加固措施。
1　上部结构维修及整治
1.1　现状检查
; d! V- p* z; S& z( Y0 }' }0 a+ P通过对全桥上部结构的行车道板、人行道板、人行道纵梁、横梁、立柱、拱肋、拱肋横撑等构件进行检查发现，其主要病害为雨水侵蚀和风化导致表层混凝土剥落、破损、裂缝、钢筋锈蚀和少量梁体开裂等。针对各构件损坏程度的不同，提出不同的维修、整治方案。
. R- H% a* T% ^  \$ g$ X6 @4 X# m7 S1.2　维修整治方案一
此方案适用于混凝土构件表层剥落和露筋（非主筋），且损伤面积较小的情况，如图2所示。
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图2　拱肋表层混凝土剥落、露筋

1）凿毛、清洗。用钢插将剥落、松动的混凝土彻底凿平、凿毛并露出骨料；用钢丝刷刷除钢筋上的铁锈和粗颗粒并用压缩空气清除浮尘，并立即对钢筋作防锈处理，要求混凝土表面无水湿、无油渍、无灰尘及其他污物，无软弱带。
2）配制环氧基液、环氧砂浆。将100ｇ环氧树脂（已由70～75℃的水热溶解）、16ｇ二丁酯、18ｇ丙酮放入液体搅拌机充分搅拌，同时加入10ｇ乙二胺继续搅拌30min，使之成为环氧基液；将525#水泥250ｇ、标准砂500ｇ置入小型搅拌机内拌匀，再加入环氧基液搅拌20min，使之成为环氧砂浆。
3）涂刷环氧基液、涂抹环氧砂浆。用毛刷将环氧基液涂刷于已凿毛洗净的构件修补位置上，涂刷时力求薄而均匀，钢筋连接和凹凸不平处，应细心反复多刷几次，涂刷基液厚度不超过1mm，必要时用塑料防护罩覆盖已涂刷的环氧基液，防止杂物、灰尘落入；涂刷基液后30～60min，待基液中的气泡彻底消失后，用小铁铲将环氧砂浆分层涂抹其上面，并反复压抹，使表面翻出浆液，如有气泡立即刺破压紧，根据修补部位采取不同的分层厚度：平面涂抹时，分层厚度控制在1.0～1.5cm之间，底层控制在0.5～1.0cm之间；斜立面涂抹时，为防止砂浆流淌，应适当增加砂浆内的填料，使环氧砂浆稠度增大，每层厚度控制在0.5～1.0cm之间；构件底部仰视涂抹时，砂浆极易脱落，环氧砂浆的厚度不宜过厚，分层控制在0.3～0.5cm之间；待环氧砂浆凝固后，再涂两层防水砂浆予以保护。
1.3　维修整治方案二
此方案适用于混凝土构件有较深层的剥落、露筋和锈蚀，梁体轻微开裂，而且损伤面积较大的情况，如图3所示。
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图3　构件深层剥落、露筋和锈蚀

1）凿毛、钻孔、清洗。用钢插将剥落、松动、开裂的混凝土彻底凿除，使钢筋暴露，并在构件混凝土上凿出粗纹、露出骨料，用钢丝刷清除钢筋铁锈和混凝土浮尘，并立即作防锈处理；在修补位置上钻孔，孔位布置成梅花状，孔深10～15cm，用压缩空气清孔后，埋设直径为8～10mm的膨胀螺丝，再压注膨胀水泥砂浆，如果钢筋横截面积损失大于20%，需在暴露的原有钢筋上点焊补充钢筋，补充钢筋的尺寸和数量根据构件损坏情况决定，一般以恢复原有钢筋横截面积为准。
! v; l- n2 x) C% l) p0 o; O) X; @% P2）配制、涂抹环氧基液。具体操作方法同维修整治方案一。
0 c5 I! e. J; r3 m* q# Q3）安装铁丝网、装模、浇灌混凝土。将φ4的5cm×5cm镀锌铁丝网用扎丝牢固地绑扎在膨胀螺丝上；根据具体位置立模，并预留浇灌混凝土洞口（洞口尺寸根据具体情况确定)，为防止混凝土粘结模板，在模板内侧涂刷一层油脂；将配制好的C25细骨料混凝土用漏斗注入模板内，用钢插向各个方向反复插捣混凝土，使之密实，当修补的部位较大时，则用小型振动棒振捣密实。
4）脱模、养生、防护。待混凝土凝固后（约24ｈ）拆除模板，进行充分养生，为防止新补混凝土表面中性化（碳化），在新筑混凝土表面涂刷两层防水水泥砂浆予以保护。
5）由于桥梁两侧人行道铺装损坏严重，导致雨水下漏，侵蚀两侧拱肋，每孔第一和第五条拱肋病害严重，因此在每孔第一、五条拱肋维修整治完成后，对整条拱肋涂刷两层防水水泥砂浆予以保护。
; z* ~) d' q; l/ a, A维修整治方案一和方案二共修补面积为778ｍ2，防水砂浆共6475ｍ2。
1.4　维修整治方案三
此方案适用于混凝土构件有严重的开裂、渗水侵蚀、主筋严重锈蚀、构件已基本失去承载能力的情况（主要是少量上下游靠外两侧行车道板和人行道纵梁），见图4。

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图4　构件严重开裂、渗水侵蚀、主筋严重锈蚀

处理方式为根据原设计要求更换新的构件。
6 Z% G0 k% M( f' |2　结语
该桥上部结构于1998年7月进行维修加固处理，1999年10月完工，经过4年多时间（四个冬季和夏季）对湘潭一桥维修加固情况的跟踪观察发现：维修加固部分混凝土构件工作性能良好，无新剥落、开裂现象。因此，以上维修加固方法简便实用，不失为旧桥维修加固的一种有效方法。
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参考文献：
: D& M5 V) V# h6 g1 c[1]　育才-布朗交通咨询监理有限公司.湘潭市湘江一桥检测、维修设计、可靠度研究报告[Ｒ]，1998.
; ?8 t5 O, H- b/ M, l* z[2]　Asia Consult Pacific Limited. Xiang Tan City Bridge No.1, 1998.
9 Z$ O5 b% w" Q4 O* E- s[3]　交通部第二公路勘察设计院.公路旧桥承载能力鉴定方法（试行）[Ｓ].北京：人民交通出版社，1991.
[4]　JTJ041-2000，公路桥涵施工技术规范[Ｓ].
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$ o& f' {2 t5 S& Y- V! d（摘自：《中外公路》)

正需要学习加固技术.谢谢