浅谈桥梁大修工程.docx
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浅谈桥梁大修工程
浅谈桥梁大修工程
【内容提要】近年来，随着我国桥梁建设步伐的加快，各地桥梁在设计与施工方面都取得了很大的进步。
作为桥梁主体工程，其混凝土质量与病害技术的研究，也取得了新的进展。
混凝土强度是桥梁工程质量的重要保证，混凝土在施工过程中的施工不当或者配合比以及养生等问题对混凝土的质量会产生严重的影响，如出现麻面、孔洞以及横向、纵向裂缝等问题。
因此对混凝土质量与病害的技术研究对于桥涵施工具有重大意义。
我省处于高寒地区，混凝土的病害问题体现的尤其明显。
许多工程都需要大修，大修工程以减少造价，节约成本为主，哪里有问题补修或重新建设哪里。
这样使问题更有针对性。
本文针对在桥梁大修施工过程中的几种结构的施工工艺及注意事项加以讨论。
运用比较研究法、文献资料分析法等对桥梁大修工程处理问题进行分析。
说明桥梁大修工程对于桥梁建设具有重要的意义。
【关键词】桥梁：
大修工程
1.工程概况
绥满高速公路牡丹江至哈尔滨段大修工程B3标段起止桩号为K313+120-K431+390，长度为118.4km,其中阿城至小岭段（桩号为K400+500-K431+390）为全幅大修。
沿线的主要城镇有：
尚志、乌吉密、帽儿山、平山、小岭、玉泉、花果山（动物园）、亚沟等。
1.1主要技术标准
本标段施工位于山岭区，高速公路标准设计：
路基横断面为：
路基宽24.5m，其中路面宽2×10.50m，中央分隔带宽2.0m，土路肩2×0.75m。
桥梁荷载：
原二级路桥梁采用汽车超-20级、挂车-120；改扩建桥梁采用公路Ⅰ级。
洪水频率为1/100。
桥面净宽：
大、中、小桥均为2×（2×0.5米防撞墙+净11米）。
主要技术指标详见表一
表一主要技术指标表
序号
技术指标
单位
指标
1
公路等级
高速公路
2
设计速度
km/h
100（80）
3
路基宽度
m
24.5
4
车道宽度
m
4×3.75
5
中间带宽度
m
3（包含路缘石）
6
硬路肩宽度
m
2×2.5
7
土路肩宽度
m
2×0.75
8
桥面净宽
m
2×（2×0.5米防撞墙+净11米）
9
汽车荷载等级
公路—Ⅰ级
10
设计洪水频率
1/100
1.2桥梁病害及大修内容
我标段通过对原桥调查，桥梁主要病害为桥面铺装出现裂缝、坑槽，桥面连续处有横桥向裂缝，混凝土出现露筋现象；主梁板底返碱泛白；T型梁和空心板等上部主梁出现裂缝；桥头搭板部位凹陷，桥头跳车明显；桥梁伸缩装置破坏；桥梁支座出现老化、变形等病害；薄壁桥台出现裂缝；锥坡破损等。
本次改造维修主要对破损的涵顶铺装、搭板、护轮带、锥坡、八字墙、涵底铺砌及洞口铺砌等附属工程进行改造维修，并对部分淤积涵洞清理淤泥，以保证其正常使用功能。
2.施工方法及工艺
2.1梁体顶升更换支座施工工艺
我标段内按设计要求需要顶升更换支座的主线桥有6座，分别为K339+387.185笃信河中桥36个，K400+91.52小岭公铁大桥200个，K427+340.4太平村中桥144个，K428+582.525玉泉河中桥48个，K429+72.55岳吉村中桥180个，K430+831.275亚沟镇中桥108个。
这些桥中普遍支座脱空，部分支座全脱空或三面脱空，个别支座发生明显剪切变形，部分支座垫板混凝土破损露筋或骨料外露，部分支座配套不锈钢板和钢板放置不规范等。
在这些需要更换支座的桥中，有T型梁、箱梁和空心板梁。
为此，我标段根据现场实际情况和施工经验，制定相应的施工方法，施工方法主要为：
（1）T型梁：
桥台部分，直接在桥台与T梁底间的空间内安装千斤顶实施顶升；中墩部分，在中墩下搭设脚手架，由于中墩部分的支座垫石空间不够放置千斤顶，在T梁下安装U行支架对T梁进行顶升[1]。
箱梁：
桥台部分，直接在桥台与箱梁底间的空间内利用U型支架对箱梁安装千斤顶实施顶升；中墩部分，在中墩下搭设脚手架，直接在盖梁与箱梁底间的空间内利用U型支架对箱梁安装千斤顶实施顶升。
空心板梁：
桥台部分，直接在桥台与空心板梁底间的空间内安装千斤顶实施顶升；中墩部分，主要为在中墩下搭设脚手架，直接在盖梁与空心板梁底间的空间内安装千斤顶实施顶升。
从现场实地勘察的情况来看我标段需要顶升更换支座的桥梁均可以采取此种顶升方案。
这种方法也最为直接，工期最短，是此类顶升工程中首选的方案。
2.1.1施工方法
2.1.1.1搭设支架、施工平台
支座更换利用桥台或桥墩盖梁作为施工平台，对空间不够部位采用支架措施，以确保施工的安全实施。
2.1.1.2台帽、盖梁顶面清理
清理台帽或盖梁顶面沉积的土石块及砼块，必要时可采用钢纤对砼垃圾进行清理。
用钢丝刷或对台帽或盖梁顶面进行清洁，保证支座更换时作业面干净整洁。
清理伸缩缝内沉积的垃圾和杂物，以防止顶升内梁体间互相挤压。
2.1.1.3支座调查与复检
对要更换的支座部位进行确认和检查，现场记录支座位置、编号、病害情况。
复核原支座型号与设计院提供的型号是否一致，并根据支座的设计承载力确定顶升重量及千斤顶的型号和数量。
测量梁底标高，并根据设计图纸提供的梁底标高进行复核。
根据测量记录确定支座垫石顶面标高的调整高度。
对于需要将普通支座更换为四氟滑板支座的情况，应根据要更换的四氟滑板支座的型号、高度确定支座垫石改造后的顶面标高，以保证支座更换后桥面标高符合设计要求。
2.1.1.4千斤顶、百分表安放与设置
按照设计要求配置千斤顶数量。
布设百分表：
为精确测量顶升高度并在梁体顶升过程中控制梁体姿态，需在梁台两侧布设百分表，顶升过程中应有专人负责记录百分表读数。
2.1.1.5顶升系统调试
2.1.1.6试顶
试顶前的检查千斤顶安装是否垂直牢固；影响顶升的设施是否已全部拆除;顶升部分结构与其它结构的连接是否已全部去除。
顶升系统启动后现场各组人员各就各位，密切观察桥梁是否有异常状况出现，设备、仪表是否正常工作，显示读数是否在合理范围内。
控制顶升速度不超过1mm/分钟，最大顶升高度不超过5mm。
顶升就位后，持荷10分钟，观察梁体及设备状况。
如有异常情况，应立即回油、落梁，问题解决后再进行试顶，直至梁体受力及设备运行正常。
顶升就位后，根据控制系统显示的顶升重量复核支座型号及各支座承受的压力，如有异常，则应考虑调整支座型号。
试顶正常后，应平稳落梁。
2.1.1.7梁体同步顶升
顶升过程中以每顶升2mm为一步，分级顶升，控制顶升速度不超过1mm/分钟，各顶高差严格控制在0.5mm范围内，全程采用位移传感器监测梁体顶升位移情况。
实时监测整个千斤顶间位移传感器升量高差，若高差超过控制值时，必须进行适时调整后才进入下一个顶升周期，达到同步顶升的目的。
梁体两侧布设百分表监测梁体转动的情况，同时也作为位移传感器的对比验证数据，箱梁每顶升一级百分表读数一次。
观测人员随时根据监测值反馈致控制室，指导操作人员进行操作。
同步顶升高度为可拆除既有支座和安装新支座所需的工作空间，约为10～15mm。
顶升到位后将梁体由千斤顶转落至临时支撑上。
2.1.1.8支座更换
用铁勾或人工取出旧支座，如旧支座已与垫石粘结而较难取出可用钢纤、铁锤敲击松动后取出。
取出旧支座前应拍照记录其缺陷状况。
用人工配合钢丝刷清洁支座垫石表面，如有支座下钢板，则应打磨去除铁锈。
测量垫石顶面标高，如顶不平整，则用环氧砂浆抹平。
垫石顶面如需加高，则应采用环氧砂浆加高至设计标高并抹平；垫石顶面如需降低，则应钢纤凿除部分砼至设计标高并用环氧砂浆抹平。
支座垫石顶面高程允许偏差不超过±2mm，顶面四角高差不超过1mm，轴线偏位不超过5mm。
在支承垫石上根据设计图纸标出支座位置中心线，同时在橡胶支座上也标出十字交叉中心线，将橡胶支座安放在垫石上，使支座的中心线与墩台的设计位置中心线重合，支座就位准确。
所有支座更换完毕后，再对安装的新支座进行全面检查，确保各项指标满足设计及规范要求[2]。
2.1.1.9落梁
落梁前在梁体两侧的桥台或桥墩挡块与梁体间加塞木板，防止落梁时梁体发生水平位移。
开启同步顶升系统，平稳降落梁体。
梁体就位后检查支座上下钢板与垫石、梁底之间的密贴情况，应尽量保证支座上下面全部密贴。
如果支座出现偏心受压、不均匀支承或脱空的现象，则应重新顶升梁体，并在支座下钢板下加设抄垫钢板进行微调（厚度规格为1mm～3mm），直至支座上下面全部密贴。
支座检查合格后拆除千斤顶、临时支承钢板等顶升设备。
取出梁体与挡板间木板，清理施工废物及垃圾。
表二支座安装实测项目
项次
检查项目
规定值及允许偏差
检查方法和频率
1
支座中心横桥向偏位（mm）
±2
经纬仪、钢尺：
每支座
2
支座顺桥向偏位（mm）
±10
经纬仪或拉线检查：
每支座
3
支座高程（mm）
符合设计规定；设计未给定时，±5
水准仪，每支座
4
支座四角高差（mm）
承压力≤500kN±1
水准仪，每支座
承压力>500kN±2
梁体顶升更换支座施工工艺流程见图1
图1梁体顶升更换支座施工工艺流程图
2.2植筋施工工艺
植筋胶性能必须符合设计要求及《公路桥梁加固设计规范》相关要求。
2.2.1钻孔
钻孔前使用钢筋探测仪探测桥梁构件植筋部位钢筋位置，凿去保护层暴露钢筋，若植筋孔位处存在钢筋，则应适当调整钻孔位置。
2.2.2清洁孔壁、钢筋
先将喷嘴伸入成孔底部并吹入洁净无油的压缩空气，向外拉出喷嘴反复3次；将硬毛刷插入孔中，往返旋转清刷3次；再将喷嘴伸入钻孔底部吹气，向外拉出喷嘴反复3次；对要植入钢筋上的锈迹、油污进行除锈与清理；植筋前用丙酮或工业用酒精擦拭孔壁，孔底和植入钢筋。
2.2.3植筋
植筋用胶黏剂采用专用灌注器或注射器进行灌注，灌注量一般为孔深的2/3，并应保证在植入钢筋后有少许胶黏剂溢出。
灌入胶黏剂后应立即单向旋转插入钢筋，直至达到设计深度，并保证植入钢筋与孔壁间的间隙基本均匀，校正钢筋的位置和垂直度。
2.2.4静置固化
胶黏剂完全固化前，不得触动或振动已植钢筋，以免影响其黏结性能。
2.3粘贴碳纤维材料加固施工工艺
2.3.1底层处理
用裂缝修补胶灌注结构裂缝，将混凝土表面剥落、疏松、蜂窝、腐蚀等劣化部分清除，并进行清洗打磨，待表面干燥后，用修补材料将混凝土表面凹凸部位修复平整。
粘贴处阳角打磨成圆弧状，阴角以修补材料填补成圆弧倒角，圆弧半径不小于25mm。
2.3.2涂刷底胶
用一次性软毛刷或特制滚筒将底胶均匀涂抹于混凝土表面，不得漏刷、流淌或有气泡。
待底胶固化后检查涂胶面，如涂胶面上有毛刺、需用砂纸打磨平顺，如胶面被磨损，需重新涂刷，固化后7天内进行下一道工序。
2.3.3粘贴碳纤维复合材料
在待加固的混凝土表面按照设计图纸放样，确定纤维复合材料各层位置。
在控制线内均匀涂刷胶黏剂，用滚筒将纤维复合材料从一端向另一端滚压，除去脚踢与复合材料之间的气泡，使胶体渗入纤维复合材料浸润饱满。
采用多条或多层纤维复合材料加固时，在前一层纤维材料用手指触摸感到干燥后，立即涂胶黏剂粘贴后一层纤维复合材料。
最后一层纤维复合材料施工结束后，在其表面均匀涂抹一层浸渍树脂（面层防护），自然风干。
2.3.4注意事项
复合材料粘贴宜在5～35℃环境温度条件下进行；碳纤维加固时不宜搭接，需按设计尺寸一次完成下料，见表三。
2.4粘贴钢板加固施工工艺
2.4.1钢板加工制作
钢板下料采用工厂自动切割方法，切割边缘要求表面光滑，无毛刺、咬口及翘曲等缺陷，钢板粘合面可用喷砂或平砂轮打磨至有一定的粗糙度；钢板外露面必须除锈至呈现金属光泽。
按照锚栓设计位置对钢板钻孔。
表三碳纤维复合材料粘贴质量检验实测项目
项次
检查项目
规定值及允许偏差
检查方法和频率
1
碳纤维布材料粘贴误差
中心线偏差≤10mm
钢尺测量：
全部
2
碳纤维布材料粘贴数量
≥设计数量
计算全部
3
粘贴质量
空鼓面积之和与总粘贴面积之比
小于5%
小锤敲击法：
全部或抽样
胶黏剂厚度
板材
2.0mm±1.0mm
钢尺测量：
每构件3处
布材
<2mm
硬度（布材）
>70°
测量
2.4.2植螺栓
埋植螺杆前，应用钢筋砼保护层测试仪查明横隔板钢筋分布，避免钻孔时碰到原箱梁预应力筋。
对形成的孔先用压缩空气清理孔内浮尘，再用结构胶注入孔内，将螺杆慢慢转动插入，最后补填环氧胶泥直至填塞饱满[3]。
2.4.3钢板安装与锚固
将混凝土表面按照设计要求进行处理，将选配好的胶黏剂均匀地涂抹在清洁的混凝土和钢板条粘结面上。
立面涂胶应自上而下的进行。
钢板条黏结面上的抹胶可中间厚两边薄，板的中央涂抹胶的厚度为3～5mm。
将钢板平稳对准螺栓孔并迅速拧紧螺帽，使钢板与混凝土紧密黏合，清除多余胶黏剂。
钢板加压的顺序应由中间向两边对称进行。
对黏贴后的钢板进行涂装防护处理。
3.项目质量控制难点和要点分析
3.1主要材料选择
加固用胶黏剂必须采用符合《公路桥梁加固实际规范》JTG/TJ22—2008中A级胶性能要求，宜采用在建筑行业实施应用时间长、效果好的胶黏剂产品；胶黏剂的选用需经过驻地办、总监办、指挥部审核通过。
3.2施工要点
3.2.1裂缝灌浆
仔细测量裂缝宽度、长度和基层状况，确定施工顺序和所使用的材料用量。
（采用裂缝对比卡进行裂缝分类）
清除裂缝表面的灰尘、油污，可用气泵清理裂缝，施工时一定要保证裂缝干燥。
按照设计要求间距设置注浆口，注浆口为止尽量设置在裂缝较宽、开口较通畅或开叉的部位。
封缝胶初凝时间为5分钟，因此要现配先用，每次配量不宜过多，以免造成不必要的浪费。
裂缝灌浆由低端向高端进行，从一端开始压浆后，另一端的灌浆嘴在排出裂缝内的气体后喷出浆液与压入的浆液浓度相同时，停止压浆，然后将出浆嘴封堵。
在保证灌浆顺畅的情况下，采用较低的灌浆压力和较长的灌浆时间，可获更好的灌浆效果。
当最后一个出浆口出胶且出胶速率保持稳定后，在保持压注10分钟即可停止灌浆。
拆除管路，并注意防止流胶。
贯通缝须在内外表面上进行封缝处理，从另一表面进行灌缝。
对于已灌过的裂缝，待浆液固化后将灌浆嘴拆除，并将灌浆嘴处用环氧胶泥或专用封缝胶抹平。
3.2.2植筋
必须保证植筋根数。
如遇到钢筋或钢绞线可适当调整植筋位置，总体植筋数量不应少于设计数量。
钻孔完毕，检查孔深、孔径合格后将孔内粉尘用气泵吹出，然后用毛刷、棉布将孔壁刷净，再次用气泵吹孔，应反复进行至少3次，底板清孔次数应增加，直至孔内无灰尘碎屑。
并保持干燥，清孔完毕后，班组自检报验，质检员验收，监理工程师抽检。
注胶时，注胶嘴尽量保证插入孔底，根据注胶速度缓慢拔出出胶嘴，钢筋可采用旋转方式入孔，插入孔底以保证植入深度。
植筋胶有一个固化过程，植筋后50分钟内不得扰动钢筋，若有较大扰动则重新植筋。
3.2.3粘贴钢板
施工前对混凝土粘合面进行打磨处理，去掉1—2mm表层，用气泵除去粉尘，然后用丙酮擦拭钢筋。
如表面严重凸凹不平，可用环氧砂浆或混凝土修补找平，再重新打磨。
对于钢板粘合面，打磨粗糙程度应尽可能大，打磨纹路尽量与钢板受力方向垂直。
其后用丙酮擦拭干净。
打磨结束后班组自检报验，质检员验收，监理工程师抽检。
钢板贴合后，加垫片，紧固螺母，交替拧紧各加压螺杆，使多余的粘钢板胶沿板缝及螺栓孔挤出，加压固定的压力以不小于0.5Mpa为宜。
同时要不断轻轻敲打钢板及时检查钢板下环氧砂浆饱满度。
钢板粘贴后，用铁锤沿粘贴面轻轻敲击钢板，如无空洞声，表示已粘贴密实，否则应剥下钢板，补胶并重新粘贴（所有操作应在胶的适用期内完成）。
固化胶可在常温接触压力下固化，施工后应立即固定，固化期间避免扰动。
25℃时，固化一天即可，三天即可受力适用；固化温度降低，固化时间应相应加长。
若固化温度低于5℃，应采取红外线灯（或碘钨灯）加热等加温措施或适用低温固化改性产品（过程中注意防火）。
经检验确认钢板粘贴效果可靠后，清除钢板外表面污垢和锈斑，擦去灰尘在钢板表面涂三层防锈漆，以防止钢板表面锈蚀。
4.质量通病与预防措施
4.1桥梁伸缩缝处跳车的防治措施
4.1.1合理选择伸缩缝装置
选用伸缩缝装置最主要的是伸缩装置缝本身的刚度和质量，理想的伸缩缝装置必须满足下列要求：
（1）满足上部结构梁与梁之间和梁与台之间的位移。
（2）伸缩装置的锚固是牢固可靠、经久耐用的，能够抵抗机械磨损、碰撞。
（3）车辆行驶平稳、舒适。
（4）能防止雨水和垃圾渗入。
（5）安装方便、简单，易检查且便于养路工操作。
4.1.2伸缩装置的安装
4.1.2.1伸缩装置的锚固宽度
需要规范伸缩缝预埋钢筋在梁（板）端部和桥台的锚固宽度。
考虑到施工工艺的协调，伸缩装置的锚固宽度按50cm进行设置为宜，桥台上宜采用背墙的宽度进行设置，这样既方便了桥面板施工，也使伸缩装置的稳定性得到了保障。
4.1.2.2伸缩装置的定位角钢
伸缩装置的定位角钢一定要依据安装时测出的气温、计算伸缩缝的伸缩量来调整两块定位角钢之间的距离，并按桥面高度将定位角钢焊接到预埋钢筋上，这样严格控制了缝距。
对于伸缩缝的间距，多持有宁小勿大的倾向，是万万要不得的。
定位角钢附近的混凝土，在施工中振捣比较困难，死角和钢筋密集的部位，应加强人工插捣。
4.1.2.3锚固区混凝土的浇筑
桥面行车道混凝土铺装应该同伸缩装置锚固区的混凝土同时时行浇筑，不允许在该部位及整个桥面上留有施工缝。
4.2混凝土表面裂缝的防治措施
4.2.1塑性收缩裂缝
4.2.1.1现象
裂缝多在新浇筑并暴露空气中的结构、构件表面出现，形状很规则，且长短不一，互不连贯，裂缝较浅，类似干燥的泥浆面。
大多在混凝土初凝后（一般在浇筑后4小时左右），当外界气温，风速大，气候很干燥的情况下出现。
4.2.1.2预防措施
a.配制混凝土时，应严格控制水灰比和水泥用量，选择级配良好的石子，减小空隙率和砂率；同时，振捣密实，以减少收缩量，提高混凝土抗裂强度。
b.浇筑混凝土前，将预制梁顶板浇水湿透，避免吸收混凝土中水分。
c.混凝土浇筑后，对裸露表面应及时用潮湿材料覆盖，认真养护，防止强风吹袭和烈日暴晒。
d.在气温高、湿度低或风速大的天气施工，混凝土浇筑后，应及早进行喷水养护，使其保持湿润；在炎热季节，要加强表面的抹压和养护工作，混凝土表面覆盖塑料薄膜或湿土工布。
e.条件允许时采取措施降低混凝土表面的风速。
4.2.2沉降收缩裂缝
4.2.2.1现象
裂缝多沿结构上表面钢筋通长方向或箍筋止断处出现，或在埋件的附近周围出现。
裂缝呈棱形，宽度1-4mm，深度不大，一般到钢筋止表面为止。
多在混凝土浇筑后发生，混凝土硬化后即停止。
4.2.2.2预防措施
加强混凝土配制和施工操作控制，不使水灰比、砂率、坍落度过大；振捣要充分，但避免过度。
适当增加混凝土的保护层厚度。
4.2.3凝缩裂缝
4.2.3.1现象
混凝土表面呈现碎小的六角形花纹状裂缝很浅，常在初凝期间出现。
4.2.3.2预防措施
混凝土表面刮抹应限制到最小程度。
防止在混凝土表面撒干水泥刮抹，如表面粗糙，可撒较稠小泥砂浆再压光。
4.2.4干燥收缩裂缝
4.2.4.1现象
裂缝为表面性的，宽度较细，多在0.05-0.2mm之间。
走向纵横交错，没有规律性，裂缝分布不均。
这类裂缝一般在混凝土露天养护一段时间时间后，在表面或侧面出现，并随湿度的变化而变化，表面强烈收缩可使裂缝由表及里、由小到大逐步向深度发展。
4.2.4.2预防措施
混凝土水泥用量、水灰比和砂率不能过大；提高粗骨料含量，以降低干缩量；严格控制砂石含泥量，避免使用过量粉砂；混凝土应振捣密实，并注意对板面进行抹压。
加强混凝土早期养护，并适当延长养护时间，定期适当喷水，保持湿润。
5结论
以上几种施工工艺以及注意事项是桥梁大修过程中所涉及到的内容。
对桥梁大修工程具有重要作用。
施工过程中的施工不当所引起结构危害是造成桥梁工程结构损坏的重要原因，同时维护不及时也会对桥梁结构的损坏程度产生加剧。
参考文献
[1]刘国．桥梁工程施工技术的研究．科技创新与应用，2012：
8-18
[2]舒劲波．桥梁工程施工技术的探讨．科技传播，2013：
8-08
[3]中华人民共和国交通部标准．公路工程技术标准（JTGB012003）．
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