江淮运河大桥主桥加固施工难点和要点控制

朱成亮 张俊猛

(1.安徽省交通控股集团六安北高速公路管理中心，安徽 六安 237000； 2.山西交通控股集团有限公司晋城高速公路分公司，山西 晋城 048000)

1 桥梁概况

江淮运河大桥是安徽合六叶高速公路上的一座重要桥梁，桥梁全长977.5 m。主桥上部结构为35 m+60 m+35 m预应力混凝土变截面现浇连续箱梁，主桥箱梁横断面为单箱双室截面，单幅箱梁顶板宽16.65 m，底板宽度11.65 m。顶板厚0.25 m，底板厚0.3 m～0.5 m，腹板厚0.45 m，根部梁高3.4 m，中部梁高为1.6 m，梁高和底板厚均按二次抛物线变化，主桥跨中断面如图1所示。

2 桥梁存在病害、原因及维修加固方案

2.1 桥梁存在病害

经过多年的使用，主桥上部结构出现不同程度的病害，根据定期检测报告显示，病害主要为多处不同形状的裂缝，主要表现为箱梁顶板横向，底板纵横向及腹板纵横向裂缝、斜向裂缝及竖向裂缝；此外，主桥中跨跨中出现较为明显的下挠，其中，左幅中跨跨中较竣工标高下挠约4.87 cm，右幅中跨跨中较竣工标高下挠约为6.5 cm。

2.2 病害原因分析

针对大桥出现的病害，设计单位分别采用85规范和04规范对桥梁受力进行了验算，计算结果表明：在85规范主桥结构按全预应力构件进行验算，承载能力极限状态下，截面抗弯、抗剪均满足现行设计规范要求，正常使用极限状态下，主跨跨中底板正截面抗裂不满足规范要求。距跨中1/3左右位置，腹板位置斜截面抗裂不满足规范要求。

桥梁出现的病害形式、位置与计算结果吻合，表明抗剪承载能力不能满足现行设计规范要求是桥梁病害产生的主要原因，此外，超载车辆与温度荷载的反复作用也加剧了病害的进一步发展。

2.3 维修加固方案[1]

根据桥梁实际存在的病害以及病害产生的具体原因，制定如下维修加固方案：

1)为保证桥梁结构耐久性，对现有的混凝土病害(裂缝、破损)进行修复。

2)为控制中跨跨中下挠、增强结构的抗剪能力，采用对中跨张拉体外预应力与腹板钢板粘贴两种方式进行加强。先张拉4根15～19体外预应力钢束，张拉应力为0.55fpk。等张拉完成后，对箱梁抗剪不足及抗剪富余度较小的区域采用粘贴腹板钢板的方式进行补强加固处理。

3)为控制箱梁顶板裂缝，顶板横向粘贴钢板进行加强。

3 加固施工难点和要点控制[2,3]

3.1 加固施工难点分析

桥梁加固施工不同于新桥建设施工，由于受到已形成结构的影响，施工设施、作业空间和作业环境都必须在既有结构的范围内进行，本桥加固施工所面临的难点主要有：

1)箱梁内部高度低，施工空间狭窄，所有材料和机械全部需要人工运输至梁体内部；施工空间狭小且空气循环不畅，混凝土表面打磨、钢结构焊接等工艺产生的烟尘难以及时排除，对作业人员健康造成很大的影响；

2)箱梁人洞直径80 cm，加固所用材料，如转向块钢板，需全部裁剪成小块后，进入箱梁内部进行加工和焊接；

3)箱梁混凝土横隔板厚度大，预应力钢绞线穿孔较长，水钻钻孔施工时容易发生偏斜；

4)原结构表面基础较差，由于跑模等原因造成混凝土表面有较大的台阶或坑槽，对钢板的粘贴施工造成了很大的影响；

5)加工施工过程中植筋和螺栓安装均需在原结构混凝土上打孔，对原结构存在一定程度的损伤。

3.2 加固施工要点分析

根据设计文件的内容，本次加固施工的要点主要有：

1)保证锚固块中钢筋的植入和绑扎质量，以及锚固块混凝土

的强度；

2)保证钢束在转向块位置平顺的转向，从而保证张拉过程钢绞线受力均匀；

3)保证钢板粘贴面的平整和密实，从而保证钢板粘贴质量；

4)在不中断交通通行的情况下，保证锚固块浇筑质量和钢板粘贴质量。

3.3 加固施工难点及要点控制

根据上述分析，对江淮运河大桥主桥维修加固施工过程存在的难点和重点需采取以下措施进行控制：

1)针对操作空间狭窄，机料运输困难的问题，采用小型卷扬机配合低平运输车辆，将钢板等材料机具运输至施工作业面；并在箱梁内部设置排风扇和抽油烟机，将施工过程产生的粉尘烟气全部排出箱梁外部。

2)将箱梁底板人孔直径扩大10 cm，转向块外圈钢板90 cm，在加工厂将整张钢板全部切割为90 cm×100 cm尺寸，通过卷扬机运输至箱梁内部，减少箱梁内部切割作业量；钢板的焊接采用二氧化碳保护焊，保证焊接质量。

3)水钻架设前，在箱梁横隔板上植入固定螺栓并焊接轨道，保证水钻钻孔过程能够平直的进行。

4)对原结构表面较差的部位进行修复，对跑模形成的台阶进行局部凿除，对局部出现的坑槽采用环氧砂浆修补平整。

5)为减小施工中钻孔对原结构的损伤，在植筋孔和螺栓孔钻孔完成后，立马进行清孔，并植入钢筋或安装螺栓，保证结构的完整性和受力均匀。

6)为缩短施工时间，减小通行交通对施工的影响，将原设计中的普通混凝土采用高强灌浆料进行替代，缩短了锚固块初凝及养护时间，从而保证锚固块的浇筑质量和强度。

7)根据设计在转向块上设置转向器，保证钢绞线能平顺的从转向块位置穿过，从而保证张拉过程钢绞线的平顺通过和受力的均匀。

8)施工过程对桥面行车速度进行限制，减小车辆荷载对施工的影响。

9)其他：为保证预应力钢绞线张拉完成后，在今后的运营中尽量减小振动造成的预应力损失，在预应力钢绞线上设置安装减震装置。

此外，为保证加固施工效果，工程进行过程严格控制施工顺序，如将钢板粘贴全部放在预应力施工结束后，从而保证钢板的整体粘贴质量。

4 结语

通过对江淮运河大桥主桥加固设计文件及施工组织设计文件的综合分析，将施工中存在难点和要点进行了梳理分析，提前对该桥的施工进行了针对性的组织控制，从而保证施工过程的安全有序，同时保证了施工质量。该桥加固施工目前已结束，通过实践证明，事前对施工难点和要点进行分析，过程对难点和要点进行控制，能够保证一个加固工程的顺利完成，并达到预期的加固效果。