G206大关桥加固维修技术处理

卢长春 （安庆市公路管理局，安徽 安庆 246000）

1 桥梁概况

大关桥位于G206 K1138+223处，桥梁跨越大关河。该桥上部结构为4m×8m石拱，下部结构为重力式墩台、扩大基础。桥梁全长46m，全宽17.6m(1.3m人行道+15m桥面+1.3m人行道)，净矢高1.3m，拱圈厚0.5m。该桥建成于1988年，所在道路为G206，水泥混凝土路面，路面宽15m，二级公路，运营年限较长，桥面系、护栏、拱圈、基础等部位均出现病害，影响桥梁结构安全性和行车舒适性。为恢复桥梁的正常使用功能，亟需对该桥进行维修加固（见表1）。

2 桥梁病害及成因分析

2.1 病害描述

2.1.1 主体结构病害

①主拱圈部分灰缝脱落、渗水严重。

②第2跨拱圈一块石出现纵向裂缝，裂缝宽2mm，长40cm。

2.1.2 附属结构病害

①桥面水泥混凝土路面出现断板、板角破裂、露骨等现象。

②原有栏杆为为条形护栏，部分缺失。

③基础受河水冲刷严重，基础外露，部分脱空。

④桥面部分泄水孔堵塞。

2.2 病害分析

①拱圈灰缝脱落是由于当时施工时拱圈底部局部砂浆偏少，部分块石间的砂浆不饱满，加上该桥运营年限较长，受自然风化影响，导致拱圈灰缝部分脱落。

②拱圈渗水是由于原桥面为水泥混凝土路面，路面板块存在接缝且拱上填料不密实，桥面部分板块破损，部分泄水孔堵塞导致雨水下渗。

③第2跨拱圈一块石出现纵向裂缝，据现场观察该条纵向裂缝仅出现在一个块石上，裂缝并未延伸至周边块石上，初步分析，裂缝产生原因是由于该块石本身存在缺陷、强度不够且拱上加载较重所致。

桥梁分类与养护措施对照表 表2

2.3 技术状况评定

该桥主要病害符合桥梁技术状况四类桥相关标准，评定为四类桥。参照桥梁分类与养护措施对照表，对该桥进行维修加固。

3 改造方案

①拆除原护栏及人行道。

②凿除原桥面混凝土面板，挖除上层填料(20cm厚)。

③铺筑20cm水泥稳定碎石。

④浇筑20cm厚C40防水混凝土桥面铺装。

⑤浇筑墙式防撞护栏。

⑥对第2跨拱圈块石裂缝用环氧树脂砂浆进行压力注浆封闭，对勾缝脱落处用砂浆重新勾缝。

⑦对基础冲刷脱空处采用素混凝土填充，然后设置C25混凝土基础护脚，保护基础。

⑧对桥梁上游1m至下游1m范围内设置30cm厚浆砌片石河床铺砌，并在上下游铺砌外各做一道C25片石混凝土拦水坝。

⑨重画桥面及桥头顺接路面标线。

4 主要施工工艺

4.1 施工工艺

4.1.1 拆除桥面附属结构

主要为拆除桥梁护栏，每侧护栏拆除由两端向中间进行，对称拆除，并装车运走。桥上若有管线，应联系业主及相关管理部门拆除。

4.1.2 凿除桥面铺装

采用轻型机械设备或人工凿除原桥面铺装。凿除由桥梁中部向两端对称进行，并装车运走。

大关桥基本数据 表1

4.1.3 换填拱上填料

桥面铺装凿除后，挖除松散拱上填料，换填二灰碎石。挖除拱上填料时应从中部向两端对称挖除，填料回填后，采用人工或人工配合小型夯实设备夯实。

4.1.4 桥面铺装施工

桥面铺装采用C40防水混凝土。为了保证桥面整体性，一般采用横向全幅递进式浇筑混凝土，由于该桥周边无法修建便道，所以建议采用半幅施工、半幅通行。

①桥面设置钢筋网，应采取措施保证其位置正确和保护层厚度。浇筑混凝土，施工人员及机具不得踩踏在钢筋网上。

②混凝土在拌和站集中搅拌，混凝土罐车运输至现场。混凝土运输至现场后应有专业技术人员进行坍落度检测，混凝土坍落度过小能使用，否则易引起堵泵现象，混凝土出现离析现象时不能使用。

③振捣时首先采用插入式振动棒与平板振动器相结合的方法。应严格控制振捣时间，时间不宜过长，保证混凝土密实即可。过度振捣会造成粗骨料下沉，混凝土表面富浆，上层多为砂浆，极易造成塑性收缩裂纹。

④混凝土振捣后应立即搭设跳板进行抹面收浆。

⑤一次收浆之后，及时盖塑料薄膜，阻止水分的挥发而产生早期塑性收缩裂纹。施工作业面不得过长，从混凝土摊铺到盖塑料薄膜不宜超过45min，尽量控制在30min内。待终凝后撤掉塑料薄膜，然后铺上棉毡洒水养护，养护不小于10d。

4.5 桥梁裂缝处理

4.5.1 修补方法

压力灌注法：适用于较深、宽度≥0.15mm的裂缝处理。

4.5.2 压力注浆法的施工工艺流程

缝口表面处理→粘贴注浆嘴和出浆嘴→封缝→密封检查→灌浆→封口结束→检查

4.5.3 裂缝处理

裂缝缝口表面处理，应使工作面平顺、干燥、无油污。处理范围沿裂缝走向宽30mm～50mm。

可用钢丝刷等工具，清除裂缝表面的灰尘、白灰、浮渣及松散层等污物；然后再用毛刷蘸甲苯、酒精等有溶液，把沿裂缝两侧20mm～30mm处擦洗干净并保持干燥。

4.5.4 埋设灌浆嘴

在裂缝交叉处、较宽处、端部以及裂缝贯穿处，钻孔内均应埋设灌浆嘴。在一条裂缝上必须有进浆嘴、排气嘴和出浆嘴。注浆嘴沿裂缝走向布置，间距视缝宽度一般为200mm～400mm。

4.5.5 封缝

环氧树脂胶泥封缝:对于不凿槽的裂缝可用环氧树脂胶泥封闭。先在裂缝两侧(宽20mm～30mm)涂一层环氧树脂基液，后抹一层厚1mm左右、宽20mm～30mm的环氧树脂胶泥。抹胶泥时应防止产生小孔和气泡，要刮平整，保证封闭可靠。

环氧胶泥质量配合比为：环氧树脂∶乙二胺∶二丁脂∶丙酮∶水泥=100∶15∶30∶15∶70。

4.5.6 试漏检测

裂缝封闭后应进行压气试漏，检查密闭效果。试漏需待封缝胶泥或砂浆有一定强度时进行。试漏前沿裂缝涂一层肥皂水，从灌浆嘴通入压缩空气，凡漏气处应予以修补密封至不漏为止。

4.5.7 浆液配制

浆液配制应按照不同浆材的配方及配制方法进行。浆液一次配备数量，需以浆液的凝固时间及进浆速度来确定。本设计采用环氧砂浆作为化学灌浆材料。

环氧砂浆质量配合比为：环氧树脂浆（胶）液∶水泥∶中砂=10∶15∶20。

4.5.8 灌浆

灌浆是施工关键工序之一，应确保灌浆质量。

①灌浆机具、器具及管子在灌浆之前应进行检查，运行正常时方可使用。接通管路，打开所有灌浆上的阀门，用压缩空气将孔道及裂缝吹干净。

②根据裂缝区域大小，可采用单孔灌孔或分区群孔灌浆。竖向、斜向裂缝压浆应自下而上进行。

③灌浆时，应待下一个排气嘴出浆时立即关闭转芯阀，如此顺序进行。压力注浆修补裂缝应根据浆液流动性选择注浆压力，一般为0.1MPa～0.4MPa。

④灌浆停止的标志为吸浆率小于0.1L/min，再继续压注几分钟即可停止灌浆，关掉进浆嘴上的转芯阀门。

⑤待缝内浆液达到初凝而不外流时，可拆下灌浆嘴，再用环氧树脂胶泥或渗入水泥的灌浆嘴处抹平封口。

⑥灌浆结束后，应检查补强效果和质量，发现缺陷应及时补救，确保工程质量。

5 加固用材料

桥梁加固用材料的品种、规格及使用性能，应符合国家、行业相关标准的规定，并满足设计要求。

5.1 水泥

应采用高品质的强度等级为42.5、52.5的硅酸盐水泥、快硬性硅酸盐水泥，同一座桥应采用同一品种水泥，不得采用复合水泥或变质水泥。

5.2 集料

①粗集料应选用质密、坚硬、强度高、耐久性好的碎石。对于主要承重构件的加固用集料的最大粒径：拌合混凝土应不超过20mm，小石子混凝土不超过10mm。不得使用含有活性二氧化硅石料制成的粗集料。

②细集料应选用中、粗砂，其细度模数宜控制在2.6～3.7之间。

5.3 混凝土拌和用水

①水中不应含有影响水泥正常凝结与硬化的有害杂质或油脂、糖类及游离酸类等。

③供饮用的水。

5.5 外加剂

混凝土中掺用外加剂时，其质量及相关技术规定应符合《混凝土外加剂》（GB 8076）与《混凝土外加剂使用技术规范》（GB 50119）的要求；不得使用含有氯盐亚硝酸盐碳酸盐和硫氰酸盐类成分的外加剂；不应使用铝粉作为混凝土的膨胀剂。

5.6 钢筋

设计采用HPB300级(A)、HRB335级(B)和HRB400级钢筋(C)；符合《钢筋混凝土用热轧光圆钢筋》（GB1499.1-2008）和《钢筋混凝土用热轧带肋钢筋》（GB1499.2-2007）的规定。凡钢筋直径≥12mm的，一般采用HRB400热轧螺纹钢；凡钢筋直径<12mm的，光圆钢筋采用HPB300钢筋，带肋钢筋采用HRB335钢筋。

5.7 钢材

钢板、型钢、扁钢和钢管应采用Q235钢、Q345钢、Q390钢、Q420钢；对重要结构的焊接构件，应采用Q235-B级、Q345-C级等可焊性好的钢材。

5.8 焊接材料的型号和质量

①焊条材料的品种、规格应满足设计要求，其型号应与被焊接钢材的强度相适应。

②焊接连接的设计指标应符合公路桥梁钢结构设计规范的相关规定。

5.9 植筋

桥梁加固需要植筋时，宜采用HRB335级热轧带肋钢筋，也可采用HRB400级和RRB400级热轧带肋钢筋。

5.10 裂缝修补材料

①混凝土桥梁裂缝注射或压力灌注用修补胶的安全性能指标必须符合表3规定。

裂缝修补用胶(注射剂)的安全性能指标 表3

②桥梁混凝土裂缝修补用聚合物水泥注浆料的安全性能指标必须符合表4规定。

裂缝修补用聚合物水泥注浆料的安全性能指标 表4

③裂缝修补胶除应符合以上规定外，尚应符合下列要求：裂缝修补胶浆液的粘度小、渗透性、可灌性好；裂缝修补胶浆液固化后收缩性小，固化时间可调节，灌浆工艺简便；固化后不应遗留有害化学物质。

5.11 修复材料

混凝土表层缺陷修复材料（如：混凝土（砂浆）、聚合物水泥混凝土（砂浆）、改性环氧混凝土（砂浆）等）的质量及性能应符合现行相关标准规范的规定。

6 施工组织安排

6.1 施工保通方案

由于该桥所在道路为国道，交通量大，交通不能中断，且桥梁周边无法修建便道，所以采用半幅施工、半幅通行的方式。

6.2 安全保障措施

①施工前与公路及交通相关管理部门联系办理有关手续，按批准的时间、范围进行施工。

②严格按现行《公路养护安全作业规程》(JTGH30)设置施工标志、限制速度标志、反光锥形交通路标和其他安全设施。

③桥梁加固前，作业区路段各公路出入口及作业区前方适当位置应设置公告信息牌，并向社会发布相关公告信息。

④桥梁加固施工前，制订由于交通事故、车辆故障等引起的交通堵塞应急预案，在突发事件发生后及时启动。

⑤桥梁加固施工宜在晴天和白天进行。必须在不良天气或夜间施工时，应有相应的施工保障措施。