桥面补强层加固方法的探讨

刘雷雷 （安徽省海通建设集团有限公司，安徽 合肥 230088）

1 概 述

公路桥梁桥面板直接承受汽车荷载的作用，应力集中显著。桥面板是公路桥梁主要构件中承受荷载和应力较大的构件之一。随着交通量的迅速增长，车辆对桥梁构件的冲击力增加，应力超过的频率和疲劳的影响都越来越大，因此桥面板的破坏时有发生。而钢筋混凝土桥面板出现破坏的形式，一般和其他混凝土构件类同，有裂缝、磨耗、剥离、露筋、锈蚀，严重的还会出现破碎、脱落、洞穴等。桥面板出现破坏的原因是多方面的，主要为设计不当、施工质量不良，以及运营中遭到外界荷载的影响等等。桥面板出现破碎、断裂、脱落等破损后，直接影响车辆的通行，危及交通安全。因此，必须采用补强层加固技术措施，对其进行维修加固。本文通过某桥面补强加固实例的介绍，对桥面补强层常用加固方法及技术措施进行探讨。

2 桥面病害及维修加固措施

2.1 桥梁概况

某桥系跨径布置为11.57+11.00+11.57=34.14m的简支板梁桥，建于1994年，宽为6.4m。主梁为1.6m宽的钢筋混凝土空心板梁，板梁混凝土设计标号为C25号，结构简支，桥面连续形式，下部结构为桩柱式。设计荷载为汽车-20级，挂车-100级。

随着交通运输量的不断增长，车辆载重量越来越大，使得该桥桥面板病害较重，已不能满足使用要求，需改造扩建并对桥面板进行维修加固。改造扩建实施方案为，在原板梁桥两侧拓宽新建同等跨径布置的一座简支板梁桥，使桥面总宽达到28m，使桥梁与桥头道路同宽。桥梁横断面布置见图1所示。

图1 桥梁横断面图（单位：cm）

图2 桥面构造处理示意图(单位：cm)

对于中间旧桥的利用，设计方案上作如下处理：凿除原桥面混凝土现浇层，与左右侧新建桥面整体铺设钢筋网，重新浇筑桥面混凝土，再摊铺沥青混凝土，使之形成整体化桥面，满足与桥头接线道路的交通需要。

在拆除中间旧桥桥面现浇混凝土层时发现，桥面现浇混凝土层实际上是由先后浇筑的6cm和7cm两层混凝土组成。空心板梁顶板很薄，最薄处仅2cm左右，平整度很差，施工质量也较差，露筋严重，估计是空心板梁在浇筑过程中芯模跑动所至。在凿除桥面过程中，顶板多处破损，这些破损与缺陷在竣工图纸中未见相关资料。通过对板梁其它部位检查未发现明显病害。根据以上分析，从节省工程费用和工期角度考虑，实施方案采取旧桥桥面补强维修加固措施，利用原有板梁，通过采取一定的技术措施，以达到提高板梁承载力的目的。

2.2 维修加固措施

根据以上桥面混凝土凿除情况，通过分析研究，采取了对桥面现浇层进行构造处理，仍利用原有板梁，通过采取桥面补强加固的方法，达到提高板梁承载力目的。具体改造措施、步骤和工艺的要求如下。

①凿除原桥面沥青混凝土和现浇混凝土层，凿除混凝土时既要彻底，又要尽量减少对板梁的损伤。

②对板梁顶板破损处进行托模补浇，采取有效防水措施，防止桥面向下渗水，使顶板整体化。

③清洗桥面，有效凿毛，保持清洁和干燥，涂两遍环氧胶液。

④在板梁腹部位植筋（沿纵向），并与桥面底层钢筋网绑扎，加强新老混凝土的连接，见图2所示。

⑤在原板梁铰缝和新老板梁连接处两侧利用锚筋进行钢筋绑扎连接，加强铰缝传力能力。

⑥设置两层桥面钢筋网，钢筋直径10mm，钢筋采用光圆钢筋。纵横向间距15×15cm，整体浇筑C40号混凝土。

⑦加强板端桥面连续的纵向钢筋，钢筋直径采用16mm，钢筋采用Ⅱ级钢筋。

⑧采用干硬性混凝土浇筑，提高补强效果。

⑨桥面混凝土浇筑后，加强养护，避免桥面混凝土过早受力。

2.3 试验检测与加固效果

为验证维修加固的效果，在加固施工后对中间旧桥进行了静载荷载试验检测。

根据各加载的工况实测得到最大的挠度值与相应加载工况下的理论计算挠度值，如下表所示。

跨中实测最大挠度与理论计算挠度对照表 表1

由表1可知，各挠度测点的残余挠度百分比远小于规范规定的20%。在试验荷载作用下，边跨跨中截面底板钢筋实测最大拉应力为12.6MPa，理论计算为21.63MPa，中跨跨中截面底板钢筋实测最大拉应力为11.4MPa，理论计算为24.42MPa。

静载试验检测结果表明，桥梁结构刚度均满足设计要求。且该桥加固后开放交通使用情况较好，跟踪观察未发现梁体出现新的病害，桥面补强层维修加固达到了预期效果。

3 桥面补强层加固方法

常用钢筋网与混凝土、钢筋网与膨胀混凝土、钢纤维混凝土等三种方法，这些方法的构造简图如图3所示。

桥面补强层加固设计计算的前提是，补强层能与旧桥面（梁面）结合良好，成为一个牢固的整体。现行《桥规》规定，当水泥混凝土铺装层与板能共同受力时（铺装层与板能整体受力的条件下），板的计算厚度可计入扣除磨耗层（不少于2cm）后的水泥混凝土铺装层的厚度。可见，计入补强层厚度后的构件强度计算与普通钢筋混凝土梁一样计算，本文不再进行赘述。

5 桥面补强层加固法的施工工艺及主要措施

5.1 施工工艺流程（见图4）

图4 桥面补强层加固法的施工工艺流程

5.2 施工主要措施

桥面补强层加固法要达到预期效果，关键取决于新旧混凝土能否牢固的形成一个整体。因此，为确保新旧结构共同受力的可靠性和耐久性，需要从施工工艺上采取适当措施，以提高新、旧混凝土的粘结程度，可采用以下主要措施。

①对旧桥面进行凿毛处理。凿去桥面铺装层（若为沥青混凝土铺装层，则全部凿除），然后，在凿去部分梁顶面混凝土约2cm左右，并使表面粗糙、成齿状形、箍筋外露。

②对结合面进行处理，应采用高压水进行表面冲洗，清除浮尘，并使结合面无积水，保持干燥。

③凿毛清洗干净后，混凝土面上可涂抹一层胶结剂，如1：0.4铝粉水泥浆或环氧胶液等。

④架设新旧混凝土之间的联系钢筋。可在旧混凝土层上设置钢筋锚，如图5所示，也可把补强层钢筋网与底层钢筋焊接。

图3 桥面补强层加固方法种类

图5

桥面补强层的加固施工与一般修筑桥面混凝土铺装层一样进行。要对双车道或桥面拓宽的梁板桥，可以两边分开先后施工，以减小对交通的影响。同时，可结合道路路面维修养护工作一起进行，有利因素较多。

4 桥面补强层加固法的设计计算

⑤采用干硬性混凝土或钢纤维混凝土浇筑补强层，以减少新浇混凝土的收缩，从而减少新、旧混凝土之间产生的差动收缩力，提高补强效果。

⑥补强层混凝土浇筑后，需加强养护，避免补强层过早受力影响加固效果。