既有桥梁钢波纹板加固施工技术探究.pdf

THESIS论文2023年 第14期/总第642期98责任编辑：昌开馨 美术编辑：李文华既有桥梁钢波纹板加固施工技术探究梁志乾（甘肃省白银公路事业发展中心，甘肃 白银 730499）摘要：随着我国普通国省干线公路车流量不断增加，实心板和空心板小桥出现单板受力、梁底横向开裂等影响结构安全的病害，严重影响道路的安全运营。本文采用钢波纹板作为加固材料，对比分析了钢波纹板加固方案，并在实际工程中验证了加固效果，该工艺可供类似工程参考。关键词：桥梁；钢波纹板；加固0 引言近年来，我国建成运营的中小跨径公路桥梁上部结构大多采用普通钢筋混凝土空心板或现浇实心板，设计荷载采用汽-20，挂-100。随着交通量增加，特别是大重型车辆，容易导致实心板和空心板小桥出现单板受力、梁底横向开裂等影响结构安全的病害，严重影响道路的安全运营。对于运营线路来说，传统拆除重建或更换上部结构方案均面临着中断交通、污染环境、施工周期长、费用高等问题。钢波纹板作为新材料，具有强度高、工厂化程度高、造价相对低廉、施工便捷等优点，在小跨径桥梁及盖板涵加固中广泛应用。1 加固方案简介传统危桥加固方案一般为保留原桥下部结构和基础，更换上部结构、重新浇筑桥面铺装层。该方案保持了原桥的净高，能彻底解决桥梁病害，但存在施工费用较高、施工期间需要修筑便道、施工周期长、社会影响大等问题。钢波纹板加固方案对原桥不做拆除，在梁底和桥梁墩台内侧增加30cm的内套层。施工期间不需要中断交通，也不需修筑便道，造价相对较低，施工周期短1。2 结构受力分析加固前，原桥多为简支结构，上部结构以受弯为主，下部结构以受压为主。采用钢波纹板加固后，桥梁整体受力类似于框架桥，新增波纹板以受拉为主，填充混凝土以受压为主，充分发挥两种材料的受力特性。同时，框架体系中上部结构最大弯矩和变形均比简支梁小2-3。2.1 加固理念4-5钢波纹板加固法主要是在原桥内嵌入一道与之形状相匹配的钢波纹板内衬，然后在原桥梁底、桥墩挂网植筋，在钢波纹板上焊接剪力钉，最后在原桥与内衬之间灌注C30自密实混凝土，形成共同受力，提升桥梁的整体承载力。2.2 钢波纹板加固方案施工流程（1）准备阶段。在加固前，要对原桥净跨、净高测量复核；钢波纹板内衬定制、钢筋加工；混凝土配合比试验；水泥、砂石、钢筋等材料的采备送检等准备工作。（2）地基处理。清除桥底淤泥等杂物，勘探地基承载能力。当承载力满足设计要求时，直接浇筑新增钢筋混凝土基础；当地基承载能力不满足设计要求时，应对基地采用砂砾或碎石换填，提高地基承载能力。（3）梁体、桥台处理。用钢丝刷、角磨机等工具人工清除梁体、桥台表面的灰尘、松散的混凝土，确保结合面的干净。其次需对裂缝封闭处治：对宽度小于0.15mm的裂缝采用封缝胶封闭处理；对宽度大于0.15mm裂缝采用压力注浆补强处理，确保雨水不沿裂缝下渗。（4）基础混凝土浇筑。应先在桥台侧面及基础顶面植入钢筋，布置钢波纹板顶推槽钢，最后支模浇筑基础混土。为确保钢筋混凝土浇筑后，扩大的桥台与原桥台形成整体，要严格控制混凝土浇筑的质量和结构尺寸、波纹板预埋件位置。（5）波纹板的预制安装。钢波纹板及其配套零件在工厂内完成制作、预拼装。在梁底搭设脚手架，并延伸4m，便于钢波纹板拼装、顶推，钢波纹板安装前要复测定位中轴线，拼装的时候注意中间板片和端头板片的位置，每拼装3m校对一次位置和轴线，如果出现偏差，应采用千斤顶纠正。波纹板应对称安装，先安装两侧，再分别向上拼接，每拼装3m顶推一次，直至整体各钢波纹板安装到位。（6）灌注混凝土。整个加固混凝土分两阶段浇筑，第一阶段为侧墙部分混凝土，第二阶段浇筑梁底微膨胀自流平CHINA HIGHWAY 中国公路992023年 第14期/总第642期Vol.642 No.14 2023更换上部结构加固方案。（3）桥梁经过加固后，桥梁技术状况明显提升、桥梁荷载等级能够达到设计要求，经过对已加固桥梁的观测，未发现裂缝、单板受力等病害，达到预期加固效果。4 结束语按照经济对比，当桥梁跨径在10m以内、净高不超过4m时优先选择钢波纹板加固方案，反之选择更换上部结构加固方案；因桥下空间狭小，不利于钢波纹板的拼装，建议将钢波纹板与基础之间采用槽钢连接，将钢波纹板在桥梁一侧拼装好后往另一侧顶推，连接槽钢作为顶推的滑动槽，可解决旧桥净空不足、拼装困难的问题；波纹钢板内衬加固技术是一种比较经济、快捷的加固方案，在小跨径桥梁加固上具有较好的应用前景。参考文献1韩春光,罗旭.基于填土特性变化的钢波纹板桥梁结构加固研究J.嘉应学院学报,2016,34（11）:46-52.2裘竹青.波纹管涵在既有涵洞加固中的应用J.建设科技,2017（10）:118-119.3李百建,符锌砂,江孝礼.波纹钢板-混凝土钢合梁在旧桥加固中的应用技术J.公路,2016,61（10）:77-81.4雷碧俊.钢波纹板在小桥加固中的应用J.科技创新与应用,2016（10）:211-212.5蔡事廷,符锌砂,曾彦杰.波纹钢在路桥加固中的运用J.低温建筑技术,2015,37（3）:35-37.6何凌坚,王天伟,张昭.钢筋混凝土拱桥病害原因分析与钢波纹板加固技术研究J.山东交通科技,2016（2）:45-47.7田英,刘楠,郭小雄.拼装钢波纹板加固既有涵洞施工新技术J.铁道建筑,2015(8):32-34.混凝土。所有混凝土采用泵送，同时通过敲击确认混凝土浇筑密实度，若存在空洞，可在波纹板钻孔注浆，确保填筑混凝土的密实性。（7）养生及清场。浇筑完成后，清理施工场地，疏通排水系统。养生到期后，拆除侧模，整修粉刷表面，恢复锥坡等附属设置。2.3 施工注意事项（1）微膨胀自流平混凝土。委托有资质的单位试验确定膨胀剂、减水剂的品种和掺和量，确定符合要求的经济配合比。其次在施工前应根据试验单位提供的配合比试拌和，检测微膨胀自流平混凝土的坍落度、强度、抗渗性能等技术指标，若发现指标未达标时，应会同试验单位调整。（2）排水处理。桥梁腐蚀、泛碱等很多病害都是由排水不及时引起的，桥梁铰缝、伸缩缝位置是雨水下渗的重点部位。在铰缝、伸缩缝及雨水易渗漏位置设置排水管及在两端设置集水总管，使雨水通过排水管排至外部排水系统6-7。（3）波纹板制作。在进场时、基础完工后应及时复核桥梁净高、净跨，并将结果反馈至钢波纹板加工单位，确保钢波纹板加固尺寸的精度，确保钢波纹板与旧桥之间的混凝土厚度。由于波纹板板片之间由螺栓连接，为确保现场拼装顺利完成，生产厂家加工完成后应开展厂内预拼装，对不合格部位及时矫正处治。钢波纹板在出厂时均采用热镀锌防锈技术，针对在运输、安装过程中镀锌层损坏部位，应在结构安装完成后喷涂防锈漆，增强钢波纹板的防锈能力。（4）混凝土浇筑。在混凝土浇筑完成后，检测浇筑密实度，对波纹板与原结构之间的空洞需二次注浆充填，尤其是梁底部位，否则在运输过程中会产生冲击动载，恶化结构受力。在混凝土施工完毕至混凝土终凝前，要求车辆通过车速小于10km/h。3 加固实例及效果分析（1）根据表1所示,通过对比可以看出，跨径和净高相近的桥梁，方案一比方案二每平方米造价高30%左右；方案一中交通管制便道施工费占建安费的20%左右，且随着桥梁净高增加而增加；方案一比方案二的施工工期长25%左右；方案二中每平方米造价随着桥梁净高增加。（2）按照经济对比，当桥梁跨径在10m以内，且净高不超过4m的情况下优先选择钢波纹板加固方案，反之选择更换上部结构加固方案（方案一）钢波纹板加固方案（方案二）上部桥梁结构形式1 16m 预应力空心板3 10m 混凝土现浇板6 8m 混凝土空心板1 8m 混凝土空心板2 5m 现浇混凝板1 8m 混凝土空心板桥面宽度（m）121212121212桥梁净高（m）122.510.52.52.24总造价（万元）117.0425141.0204163.714427.525738.355846.7899交通管制便道施工费（万元）28.456318.263131.7351000每平方米造价（万元）0.60960.39170.28420.28670.31960.4874交通管制、便道施工费占比24%13%19%000工期（月）344.5233表1 实例分析对比表