江津仁沱大桥加固施工技术

蒲德纯

（西安瑞通路桥科技有限责任公司 陕西西安 710075）

江津仁沱大桥加固施工技术

蒲德纯

（西安瑞通路桥科技有限责任公司 陕西西安 710075）

以重庆市江津区仁沱大桥加固施工为例，根据本工程的特点，介绍大跨径预应力混凝土拱桁桥更换剪力铰、设置支座限位装置及微弯板粘贴碳纤维布的施工工艺、施工方法及施工控制要点。

拱桁桥；加固；施工技术

1 工程概况

仁沱大桥位于重庆市江津区仁沱镇，跨越綦江河，于1977年6月建成，是我国修建的第一座科研性质大跨径预应力混凝土拱桁桥。桥孔布置为36.4m(边跨)+72.8m(主跨)+36.4m(边跨)+2 X 16m，全长177.6m，总长195.5m。设计荷载：汽-15级、挂-80；桥面净宽：净7+2 X 0.25(栏杆)m。大桥主桥为拱桁结构，每个桥墩两边对称设置四个悬臂拱片，每个悬臂片与片之间设置上、下横系梁及两道剪刀撑。上弦、斜杆为拉杆，竖杆及拱为偏心受压构件。拉杆采用预应力，偏心受压构件根据吊装要求配置钢筋，桥面采用现浇微弯板。主跨计算跨径70.12m，矢跨比1∶9.35。下部结构为重力式墩、台，扩大基础。桥梁纵向未设置纵坡，横向设置1%的横坡。见图1所示。

主要病害：跨中所有剪力铰都已锈蚀，剪力铰锁销已被拔出，剪力铰被破坏不能正常工作；因剪力铰的破坏，导致跨中两侧所有桁片均有不同程度竖向、横向错位；部分微弯板纵向贯通开裂，裂缝宽度0.1～0.2mm。

2 加固思路及加固施工步骤

图1 桥型布置图

2.1 加固思路

加固的目标为能够满足较长期通行要求，因此按保证桥梁耐久性的思路进行加固，具体处理措施如下：更换剪力铰，恢复其使用功能，恢复原桥结构体系；设置支座限位装置；微弯板粘贴碳纤维布，改善桥梁耐久性及使用功能。

2.2 加固施工步骤

根据大桥病害情况以及实际受力状况，加固施工具体步骤如下：

第一步、封闭交通，在全封闭交通的条件下加固施工。

第二步、测量桥梁各构件实际尺寸，根据实际尺寸定制剪力铰及限位支撑装置。

第三步、安装新剪力铰，拆除原桥剪力铰。第四步、安装边跨端部竖向支撑限位装置，浇筑横向限位挡块。

第五步、微弯板粘贴碳纤维布。

3 更换剪力铰的施工

3.1 新增剪力铰设在跨中桁片的两侧，竖向布置

通过种植锚栓，粘贴钢板，焊接钢板制作剪力铰。桁片一侧安装一个剪力铰，四片桁片共安装8个剪力铰。原剪力铰设在跨中桁片端头竖平面上，水平布置，每片一个，共4个剪力铰。新增剪力铰的安装与原剪力铰的拆除均无冲突。新增剪力铰对结构体系有加强作用。剪力铰见图2所示。

图2 新增剪力铰示意

3.2 工艺流程

按设计图纸加工剪力铰钢板→桁片侧面处理→锚栓钻孔→清孔→安装锚栓→安装剪力铰钢板→新剪力铰涂装→拆除原剪力铰。

3.3 施工方法及要点

按设计图纸加工剪力铰钢板：因剪力铰钢板加工精度要求高，特别是锚栓孔位要求很准确，焊缝为Ⅰ级焊缝，在工地加工难以达到要求，所以委托专业厂家加工。

桁片侧面处理:根据设计图纸的要求并结合现场测量定位，在剪力铰钢板范围内混凝土的表面放出钢板位置大样，凿除混凝土表面2～5mm厚的表层混凝土，使坚实的混凝土石外露，并形成平整的粗糙面。表面不平处应用尖凿轻凿整平,再用钢丝刷刷毛，剔除表层疏松物，最后用无油压缩空气吹除表面粉尘或清水冲洗干净，待完全干燥后用聚合物砂浆补平表面。

锚栓钻孔:确定锚栓位置（要避开预应力筋，用钢筋检测仪检测），经各方确认无误后，在桁片侧面进行精确标记。使用专用底孔钻头获得规定的底孔：一人持冲击电钻开始钻孔，钻底孔时要保持钻头垂直于安装平面。钻底孔完成后，使用吹尘器将尘屑吹出，完成初次清孔作业。使用扩孔钻头进行盲端扩孔作业：采用专用的扩孔钻头，一人持冲击电钻进行盲端扩孔作业，扩孔时要保持钻头垂直于安装平面。专用的扩孔钻头行程达到其上的限位机构时钻孔结束。扩孔品质检查：采用专用的扩孔品质检测仪进行盲端扩孔程度检查，以便于扩孔品质检测仪处于检测状态时能自由轻松转动为合格。

清孔:孔道先用硬毛刷往返旋转清刷，再以高压干燥空气吹去孔底灰尘、碎片和水分，并采用丙酮或工业酒精擦拭孔壁及孔底，孔内应保持干燥。

安装锚栓:采用专用的安装工具进行，锤击使锚栓上的套管外侧向内滑移到螺杆上的红色标记露出，即安装结束，此时锤击能听到金属的声音或是锤头向上反弹。

安装剪力铰钢板:将厂家加工的剪力铰钢板在现场检查复核，无误后将钢板孔套入锚栓，钢板与桁片侧面作粘钢处理，待粘钢胶固化后，紧固锚栓螺母，完成钢板安装。一副钢板安装完成后，穿入剪力铰特制螺栓，完成一个剪力铰的安装。 剪力铰安装先安装外侧桁片，再安装内侧桁片。同一桁片内、外侧同时安装。

新剪力铰涂装:清洁钢板表面焊渣、浮锈及其它污物。除尽铁锈、氧化皮、原涂装层。除锈后的钢铁表面清洁度达到Sa2级(表面无可见的油脂、污垢，并且氧化皮、铁锈和油漆等附着物已基本清除)、粗糙度Ra40～80μm。采用人工喷涂，钢板涂刷环氧富锌底漆3道；钢板涂刷灰云铁氯化橡胶面漆4道。

拆除原剪力铰:原剪力铰锈蚀严重，已经失效，新剪力铰安装完成后，即可拆除原剪力铰。拆除原剪力铰应逐个拆除。拆除后桁片端部用聚合物砂浆补平。

4 设置支座限位装置的施工

4.1 设置竖向限位支撑装置

桁片发生竖向的错位，桁片底部与台帽（盖梁）顶部橡胶垫没有完全密贴，造成行车时出现不规则振动。在台帽（0#台）或桥墩（3#墩）盖梁上种植锚栓，粘贴钢板，在钢板上焊接定制钢板，定制钢板上缘焊接水平支撑钢板，水平支撑钢板上设置橡胶垫块，起限位作用。每个桁片下设置1个，全桥共8个。竖向限位支撑见图3所示。

图3 竖向限位支撑装置示意

4.2 设置横向限位挡块

为了将桁片横向发生偏移锁死，在外侧桁片端部牛腿外侧设置横向限位挡块，限位挡块通过植筋与台帽或盖梁连成整体，限位块与牛腿侧面间放置橡胶块。全桥共4个。见图4所示。

图4 横向限位挡块示意

4.3 施工方法及要点

4.3.1 植筋（植栓）的施工

钻孔:钻孔深度与锚筋埋设深度相同，钻孔直径应满足《公路桥梁加固施工技术规范》（JTG/T J23－2008）的要求，孔位应避让原结构钢筋，孔道应顺直。

清孔：孔道先用硬毛刷往返旋转清刷，再以高压干燥空气吹去孔底灰尘、碎片和水分，并采用丙酮或工业酒精擦拭孔壁及孔底，孔内应保持干燥。

注胶：采用专用灌注器或注射器将植筋用胶黏剂由孔底灌注至孔深2/3处，并保证在植入钢筋后有少许胶黏剂溢出。

植筋：钢筋植入前应对要植入钢筋上的锈迹、油污进行除锈和清理，注入胶黏剂后应立即单向旋转插入钢筋，直至达到设计深度，并保证植入钢筋与空壁间的间隙基本均匀，校正钢筋的位置和垂直度，孔口多余的胶黏剂应清除。

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，且孔位附近不应有明水。

4.3.2 竖向限位装置的安装施工

钢板在厂家加工制作，运至工地安装。安装时先将钢板与台帽进行粘钢处理，然后放入橡胶垫块。

4.3.3 横向限位装置的施工

钢筋施工：植筋与外连接钢筋焊接牢固，然后按设计布置钢筋。

立模板：采用竹胶板制作模板，模板安装应牢固、稳定，不得漏浆。

混凝土灌注：混凝土采用自密实聚合物混凝土，搅拌采用手持式搅拌器进行搅拌。手持小桶灌注入模。

拆模养护：拆模后，立即洒水养护。

安装橡胶垫块：横向限位挡块施工完毕后，需在限位挡块与端部牛腿之间设置橡胶垫块，安放的橡胶垫块应保持与限位挡块及端部牛腿紧密贴合，且粘贴牢固。

5 微弯板粘贴碳纤维布的施工

5.1 微弯板粘贴碳纤维布具体部位（图5）

图5 微弯板粘贴碳纤维布具体部位图

5.2 工艺流程

按设计尺寸裁剪碳纤维布施工准备→混凝土表面处理→底层树脂配制并涂刷→找平材料配制并对不平整处修复处理→浸渍树脂或粘贴树脂的配制并涂刷→粘贴碳纤维布→表面防护。

5.3 施工方法及要点

表面处理：处理的原则是避免混凝土表面凹凸不平，使之干净、干燥；构件表面由施工模板搭接引起的不平整，应做处理；打磨后用清洁布将表面擦干净。

涂布底胶：涂底胶前要确认混凝土的表面干净、干燥；底胶要按照一定的比例混合，充分搅拌使其均匀混合；每次调配的底胶应尽可能在规定时间内用完；用刮刀将底胶均匀地涂在施工面上；底胶的使用量要以产品的规定使用标准为基准；底胶指触干燥之前应采取适当的保护措施，避免表面沾上尘土、砂石等杂质。

碳纤维布粘贴：涂底层浸渍树脂，应确认底胶表面已经指触干燥，并除去附着水分；纤维布要按设计图纸剪成适于粘贴的长度，剪裁后应打卷并放置稳妥备用，在底胶涂好后再展开，匀速推平；浸渍树脂要按一定的比例混合，充分搅拌使其均匀混合，注意少量调配，以确保能及时用完；每次调配的树脂应在规定时间内用完；将树脂均匀涂在施工作业面，涂量必须保证树脂能很快浸透纤维布；涂底层浸渍树脂后，立即将纤维布粘贴上去；用滚筒在纤维布表面滚动使纤维布与树脂紧密粘结，树脂与纤维布之间不能夹空气或其它杂质；纤维布已经充分浸透底层树脂后，再涂一层浸渍树脂，要注意均匀涂刷，完全覆盖；浸渍树脂指触干燥前，应采取适当的保护措施。

外层涂布的检验及表面聚合物砂浆防护：后期处理工作必须适应施工场所和环境条件。为了提高碳纤维布补强构件的耐久性，必须进行外部防护处理。涂装前应检查树脂与纤维布的粘结情况，确认无破损或空洞后，在碳纤维布涂布外层浸渍树脂时，在树脂表面撒布石英砂挂浆或者涂刷涂料防护。

6 结语

对本桥跨中剪力铰的更换、设置支座限位支撑装置、微弯板粘贴碳纤维布加固施工后，通过荷载试验证明本桥的刚度、强度满足加固设计及使用要求，说明加固效果良好。对同类形桥梁的加固设计和施工具有一定的参考价值。

[1]JT041—2000,公路桥涵施工技术规范[S].

[2]JTG/T J22-2008,公路桥梁加固设计技术规范[S].

[3]JTG/T J23-2008,公路桥梁加固施工技术规范[S].

[4]顾安邦.桥梁工程[M].人民交通出版社,2000.

责任编辑：余咏梅

Strengthening Techniques Applied in Constructing Rentuo Bridge in Jiangjin,Chongqing

This paper,based on the features of the engineering,starts with the Strengthening construction of Jiangjinrentuo Bridge to introduce the following construction techniques:construction control,replacing the shearing hinge for the large-span arch braced truss bridge built with prestressed concrete,setting support limiter，adhension of alightly curved board and carbon fibre sheet.

arch braced struss bridge；Strengthening；construction technique

U445.4

：A

：1671-9107（2011）04-0029-04

10.3969／j.issn.1671-9107.2011.04.029

2011-02-18

蒲德纯（1961-），男，工程师，主要从事公路桥梁加固施工工作。