桥梁空心板维修加固研究

发表时间：2020-08-05T17:22:16.453Z 来源：《建筑实践》2020年8期 作者： 黄贤涌[导读] 老旧空心板桥梁由于建设年头较长，受当时工艺水平

摘要：老旧空心板桥梁由于建设年头较长，受当时工艺水平、质量控制等因素的影响，工程质量较差。近年来由于交通量大幅上升，拖挂重车比例大幅提高，以及个别超载车辆的反复碾压，上部梁板及桥面铺装屡修屡坏，已成为桥梁维护中的重大难题。本文以乐清市北白象1号桥的维修为背景，介绍空心板桥梁的维修加固要点，为类似桥梁维护提供参考。 关键词：空心板、铺装损坏、加固更换 1.桥梁简况

北白象1号桥位于乐清市北白象镇境内，属于G104国道京岚线，线路设计标准：一级公路，时速为60km/h。桥梁全长45m，桥跨布置为3x13m，普通钢筋混凝土空心板。桥面铺装采用12cm厚水泥砼路面。桥梁下部结构桥墩采用柱式墩，钻孔灌注桩基础，桥台采用重力式U台，钻孔灌注桩基础。桥梁设计荷载：汽车-20，挂-100。 2.桥梁病害情况

根据乐清公路局提供的维修记录，时常进行桥面铺装的修补工作，并发现多块空心板顶板厚度很薄，最薄处厚度仅为2cm左右，在凿除破损桥面铺装时发生顶板被打穿的情况。桥面铺装频繁维修，维修间隔约1-3个月，导致频繁中断桥上交通。

桥面铺装因空心板顶板偏薄，导致空心板的整体抗弯刚度降低并使得空心板顶板对桥面铺装的支撑不足，在车辆荷载的作用下发生空心板发生较大的挠曲，进而导致桥面铺装多发开裂、破损。采用桥梁博士3.6版对老桥上部结构进行验算，设计汽车荷载按汽车-20、挂车-100，考虑模板上浮导致的顶板减薄，桥面铺装经常大面积破损，故不再考虑桥面铺装参与受力。空心板抗弯承载力验算图如下，其中红色线为空心板的抗弯承载力包络图，黑色线为设计弯矩包络图，弯矩单位为kN*m。

13m空心板中板抗弯承载力验算图

由上述验算图可知，跨中处主梁设计弯矩均大于弯矩承载力，故老桥空心板无法满足原设计规范的要求，考虑2005年右桥的改建计算结论并结合现状左桥桥面铺装频繁破损维修的情况，建议原普通钢筋混凝土空心板全部更换为预应力混凝土结构的空心板。 3.桥面系及上部结构拆除

桥面系及上部结构拆除要求按《公路混凝土桥梁拆除技术规程》（T/CECS G:M61-01-2019）执行，其中特别需要注意的有以下几点。 1.桥梁周边居民区较多，且桥下有一定的交通、人流，拆除时应封闭桥下交通，并注意噪声、扬尘污染的控制，建议采取液压拆裂机对桥面砼铺装进行拆除。

2.护栏拆除时，采用分段切割工艺拆除，可采用吊机辅助施工，拆除时应采取防坠落措施，风镐拆除对周边环境噪声的影响。 3.拆除桥面系期间应保护好上部结构梁板，避免上部结构梁板严重破坏进而危及桥上的施工机械及人员。

4.老桥空心板应在拆除桥面系、梁体与下部结构的连接、拆除铰缝钢筋及混凝土后整梁吊装移除，减少现场凿除工作量。应采取临时支撑措施，使梁体形成独立、稳定的待拆构件。

5.整体下放或平移拆除时，采用顶升设备对切割段梁体进行临时固定时，顶升应同步、稳定，主体结构施顶位置应经计算确定；顶升设备、下放系统、移梁车、及连接件等应满足承载能力、强度、刚度和稳定性要求。 4.空心板预制更换

有关预应力混凝土空心板的施工工艺、材料要求及质量检查标准，除按《公路桥涵施工技术规范》（JTG/TF 50—2011）的有关条文办理外，还应特别注意以下事项： 4.1 空心板预制

浇筑空心板混凝土前应严格检查伸缩缝、泄水管、护栏、支座等附属设施的预埋件是否齐全，确定无误后方可浇筑。施工时，应保证预应力束管道及钢筋位置准确；预制时应注意外边板挑臂端部预留10cm待外侧防撞护栏施工时与护栏砼一起浇筑；控制混凝土集料最大粒径不得大于20mm。浇筑混凝土时应充分振捣密实，严格控制浇筑质量。

为了防止预制板上拱度过大，及预制板与桥面现浇层由于龄期差别而产生过大收缩差，存梁期不宜超过90d，若累计上拱值超过计算值4mm, 应采取控制措施。 4.2 预应力施加工艺

（1）预应力束管道的位置必须严格按坐标定位并用定位钢筋固定，定位钢筋与空心板腹板的箍筋点焊连接，严防错位和管道下垂，如果管道与普通钢筋发生碰撞，应保证管道位置不变而适当挪动钢筋位置。浇筑前应检查波纹管是否密封，防止浇筑混凝土时阻塞管道。塑料波纹管应采用专用焊接机进行热熔焊接或采用具有密封性能的塑料结构连接器连接，不得采用胶带纸绑扎连接。

（2）预制空心板的预应力钢束必须待空心板浇筑后的混凝土立方体强度达到设计混凝土强度等级的90%且弹性模量达设计值的90%后，混凝土龄期不小于10d，方可张拉。施工单位在条件具备时宜适当增加龄期，提高混凝土弹性模量，减小反拱度。预应力钢束采用两端同时张拉，锚下控制应力为0.75=1395MPa。

（3）施加预应力应采用张拉力与引伸量双控。当预应力钢束张拉达到设计张拉力时，实际引伸量值与理论引伸量值的误差应控制在6%以内。实际引伸量值应扣除钢束的非弹性变形影响。 （4）预应力钢束张拉顺序为：

a. 左N1→右N2→右N1→左N2；

b．0 → 初应力 → （持荷5min）（锚固）。 为张拉时的锚下控制应力，包括预应力损失值。

（5）预应力筋张拉锚固后，宜尽早压浆，且应在48h内完成。压浆采用真空辅助压浆工艺，等强度压浆。压浆浆液应采用专用压浆料或专用压浆剂配置的浆液，要求压浆饱满。浆体拌和后3h，浆体泌水率不宜大于2％，最终不超过3％，泌水应在24h 内重新全部被浆体吸收。水泥浆强度达到40MPa时，空心板方可吊装。预应力张拉的具体工艺及压浆、封锚应严格按有关操作规程和《公路桥涵施工技术规范》（JTG T F50-2011）执行。 4.3空心板安装

结构连续一联上部结构施工顺序：空心板预制→空心板安装→浇注墩顶现浇连续段及铰缝→形成连续体系→浇筑桥面现浇层→浇筑沥青混凝土铺装及附属设施→成桥。预制空心板采用设吊孔穿束兜板底加扁担梁的吊装方法。桥梁架设若采用架桥机吊装，必须经过验算方可进行，且架桥机的重量宜落在墩台的立柱上。 4.4其他

封锚端混凝土浇注前须将预制板端部混凝土结合面浮浆清凿干净，以确保封锚混凝土与预制空心板牢固结合。预制空心板顶面、锚固端面和铰缝面等新、旧混凝土结合面均应100%凿毛。凿毛以露出粗骨料粒径1/3为标准，凿毛应用专用凿毛机进行。现浇混凝土连续段处的预制空心板、桥面板内纵向钢筋应保证其搭接长度和焊接质量。严格控制支座高程，避免支座脱空，且应保证支座安装后处于水平状态。 5结论

老旧空心板桥梁由于建设年头较长，受当时工艺水平、质量控制等因素的影响，工程质量较差。近年来由于交通量大幅上升，拖挂重车比例大幅提高，以及个别超载车辆的反复碾压，上部梁板及桥面铺装屡修屡坏，已成为桥梁维护中的重大难题。对于经过检测验算，确有梁板质量问题的老桥，应下决心，彻底更换上部构件，重建桥面系，以彻底恢复桥梁适用功能，确保安全。 参考文献：

[1]《公路混凝土桥梁拆除技术规程》（T/CECS G:M61-01-2019） [2]《公路桥涵施工技术规范》（JTG/TF 50—2011）

[3]《公路钢筋混凝土及预应力混凝土桥涵设计规范》JTG 3362-2018