杨林塘大桥病害维修加固技术
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摘要：本文以结构安全为出发点，通过对苏州绕城高速公路杨林塘大桥进行详细病害检测，在进行结构安全验算的基础上，提出相应的维修加固措施，为此类桥梁病害维修和加固提供参考。
关键词：桥梁；病害；维修；加固
中图分类号：K928.78 文献标识码：A 文章编号：
桥梁概况
杨林塘大桥于2005年11月建成通车，双向6车道，桥梁宽度35米，桥梁长度765.82米，跨径布置为左幅：(30.05+3×30.1+30.2)+5×30.2+(48.5+85+59)+4×30.2+5×30.2m；右幅：(30.05+3×30.1+30.2)+5×30.2+(59+85+48.5)+4×30.2+5×30.2m。主桥为变截面悬臂浇筑连续箱梁，引桥为装配式部分预应力连续箱梁结构，下部结构为桩柱式桥墩，钻孔灌注桩基础。设计荷载：汽车-超20级，挂车-120。
杨林塘主桥梁底按二次抛物线变化，单幅桥箱梁为单箱双室截面。箱梁采用三向预应力混凝土结构。主桥主墩基础采用桩径的钻孔灌注桩，主墩每半幅主桥的中墩桥墩柱处设置两个30000kN盆式橡胶支座。大桥建成后，由于主桥箱梁出现大量裂缝，已对部分裂缝进行封缝处理，并对顶板采取了粘贴碳纤维布的方式加固。
运营情况及主要病害
该桥位于沪宜高速（S48）太仓境内，是连接太仓港的重要通道，因设计、施工的原因及超限车辆的作用，在2010年桥梁定期检查中，发现该桥开始出现各种病害，已影响结构安全及高速公路的营运安全，经进一步详细调查，在主跨变截面连续箱梁底板、顶板及腹板发现大量水平裂缝；部分裂缝已在大桥建成后虽已修补处理过，但裂缝又有继续发展趋势，且箱梁内部有新裂缝产生。齿板检查发现混凝土网裂、封锚端混凝土横向开裂等病害。
2.1引桥湿接缝混凝土破损、露筋。
共计152道湿接缝，每道湿接缝4～6条横向裂缝，如图1所示。
图1 预应力混凝土组合箱梁湿接缝横向裂缝
引桥184道横隔板，每道1～2条竖向裂缝，部分已做封涂处理，如图2所示。
图2 预应力混凝土组合箱梁横隔板竖向裂缝
2.2 变截面现浇预应力混凝土连续箱梁裂缝
变截面现浇预应力混凝土连续箱梁存在大量纵向裂缝，裂缝宽度0.05~0.1mm。顶板均有通长纵向裂缝；多数腹板存在纵向裂缝，部分腹板纵向裂缝严重；底板个别部位存在纵向裂缝，如图3所示。
部分裂缝已进行封涂处理，顶板裂缝封涂后已进行碳纤维布加固处理，碳纤维布间距50cm，宽10cm。现场检查表明，混凝土有新的裂缝产生，且已修复的裂缝有继续发展的趋势，如图4所示。
图3箱梁腹板裂缝
图4 箱梁内部裂缝
2.3 齿板混凝土网裂
因齿板设计位于腹板中部，且防裂钢筋网设置数量不足，造成部分齿板混凝网裂。齿板周围混凝土、封锚端混凝土也有新的横向裂缝产生，如图5、图6所示。
图5 齿板混凝土网裂
图6 齿板周围混凝土裂缝
维修加固主要措施
依据原桥竣工图设计文件，结合现场检测成果，参考相关规范，重新对桥梁进行验算，计算得到以下结论：
1) 正截面承载力满足相关规范要求。
2) 正常使用极限状态下，桥梁的变形验算结果满足规范要求，抗裂计算满足规范要求。
3) 在最不利荷载组合下，斜截面的抗剪满足规范要求。
根据以上验算结果，采取以下加固措施：
3.1 变截面现浇预应力混凝土连续箱梁
3.1.1顶板加固处理
顶板存在通长裂缝，且裂缝数量有增加趋势，裂缝分布宽度大于原粘贴碳纤维布的宽度。裂缝产生的原因是混凝土保护层厚度不足或顶板在超载车辆作用下抗弯承载力不足等因素产生的。
处理方式首先新产生的裂缝封涂处理，然后在原有碳纤维布加固的基础上，间隔布置新的碳纤维布进行加固，碳纤维布宽度15cm，间距与原碳纤维布间距相同（50 cm），长3.7m。如图7所示。
图7 顶板裂缝加固
3.1.2 腹板加固处理
腹板裂缝绝大多数为水平裂缝，裂缝的是由于钢筋保护层不足、温度作用混凝土收缩等产生的，腹板裂缝为非结构性裂缝。裂缝的开展对混凝土及内部钢筋产生不利影响，且腹板有新的裂缝产生，已修复的裂缝也有继续发展的趋势，可能造成结构的承载力降低，故对裂缝开裂严重的部位应进行加固处理。
加固方式首先全部裂缝进行封涂或注胶处理。对开裂严重部位，采用粘贴钢板加固处理。如图8所示。
图8 腹板粘帖钢板加固
箱梁内齿板由于该部位应力集中，且部分齿板已出现开裂现象，采用粘贴碳纤维布进行加固。如图9所示。
图9 齿板粘帖碳纤维加固设计
3.1.3 对于底板与横梁裂缝
所有裂缝均进行封涂或注胶处理。对大于0.15mm的裂缝进行注胶处理，对小于0.15mm的裂缝进行封涂，对网裂部位进行混凝土防腐涂层处理。
3.2 预应力混凝土组合箱梁
预应力混凝土组合箱梁152道湿接缝及184道横隔板，对未封涂的裂缝采用裂缝注胶或封涂的方式处理。损露筋采用防锈阻锈、环氧混凝土修补方式处理。
维修加固施工工艺
3.3.1 裂缝处理工艺
根据本桥裂缝宽度分为两种：裂缝宽度小于0.15mm的裂缝采用封缝方法处理；裂缝宽度大于0.15mm的裂缝采用灌缝方法进行处理。
（1）裂缝封闭
封缝方法主要是利用环氧树脂进行封闭。具体方法为：先查找裂缝，然后用钢丝刷进行清理，清理过后，用环氧树脂进行封闭。封缝时封缝胶不能涂的太薄或太窄，一般涂抹宽度以2-3cm，厚度2mm为宜。
（2）裂缝灌注工艺流程为：
裂缝的测量与记录裂缝表面处理标注灌浇底座的位置埋设灌浆嘴封闭裂缝密封检查配置灌浆用材料灌浆养护表面清理
3.3.2 碳纤维复合增强材料加固工艺
本工程采用进口的TU300碳纤维布（300g/m2，厚0.167mm）及其配套进口胶。构件基面的混凝土要打磨平整，尤其是表面的凸起部位要磨平，特别是对齿板进行碳纤维布粘贴时，转角粘贴处要进行倒角处理并打磨成圆弧状（R≥20mm）。如图10所示。
图10 齿板粘帖碳纤维完成加固
3.3.3 植筋、粘贴钢板加固
本工程植筋采用采用φ12化学锚栓，因腹板内钢筋、钢绞线布置较多，先使用钢筋探测仪定位，调整孔位后再进行钻孔。钢板的粘结面必须经过除锈和粗糙处理，再根据现场实际锚栓安装位置调整锚栓孔后安装钢板。如图11所示。
图11腹板植筋、粘贴钢板维修加固
结语
杨林塘大桥因设计、施工时的缺陷，并在后期营运中进一步扩大，本文通过对大桥进行详细病害检测，在进行结构安全验算的基础上，提出相应的维修加固措施，为此类桥梁病害维修和加固提供参考。
参考文献：
[1]JTG/T J22-2008公路桥梁加固设计规范
[2]JTG/T J23-2008公路桥梁加固施工规范