檀俊成，張 榮，朱超宇

(1.蘇州科技大學(xué)土木工程學(xué)院，江蘇 蘇州 215011； 2.蘇州科技大學(xué)江蘇省結(jié)構(gòu)工程重點(diǎn)實(shí)驗(yàn)室，江蘇 蘇州 215011)

0 引言

隨著交通事業(yè)的快速發(fā)展和交通量的日益增長(zhǎng)，橋梁荷載重量也隨之增加，橋梁結(jié)構(gòu)的耐久性逐步降低，其承載力會(huì)受到不同程度的影響[1]，對(duì)于這些危橋、舊橋進(jìn)行維修增強(qiáng)，可幫助其恢復(fù)工作能力及使用性能，既節(jié)省人力物力又滿足了橋梁運(yùn)營要求。CFRP(carbonfiber-reinforced plastics，碳纖維復(fù)合材料)具有強(qiáng)度高、施工快捷及耐久性強(qiáng)等優(yōu)點(diǎn)，被廣泛應(yīng)用于橋梁增強(qiáng)項(xiàng)目中。CFRP能有效提高加固后的橋梁整體剛度，在橋梁結(jié)構(gòu)中可用于裂縫修復(fù)。CFRP加固技術(shù)能保證橋梁結(jié)構(gòu)的耐久性，提升橋梁使用周期內(nèi)的安全性，體現(xiàn)了現(xiàn)代化增強(qiáng)技術(shù)的發(fā)展趨勢(shì)[2-6]。

隨著江蘇省城鎮(zhèn)體系的調(diào)整及新一輪高速公路網(wǎng)和公路過江通道規(guī)劃方案的出臺(tái)，位于新沂至宣興城鎮(zhèn)聚合軸的京滬高速公路在路網(wǎng)中的骨架地位更加突出，未來將成為貫穿全省的南北公路主通道的重要組成部分。現(xiàn)有公路技術(shù)標(biāo)準(zhǔn)已明顯不能適應(yīng)其功能地位的需要，因此在高速公路網(wǎng)規(guī)劃中明確提出了擴(kuò)建京滬高速公路的方案。

為滿足沂淮江高速公路日益增長(zhǎng)的交通需求，遵循“總體擴(kuò)建、局部新建”的擴(kuò)建宗旨，將淮安施工5標(biāo)段的樁號(hào)范圍K837+147.384～K846+800.000主體擴(kuò)建為雙向八車道。本段涉及維修加固的橋梁共4座，均為主線橋擬拼寬利用。大橋技術(shù)標(biāo)準(zhǔn)：計(jì)算行車速度120 km/h，橋面凈寬2×凈-12 m，設(shè)計(jì)荷載汽車-超20級(jí)、掛車-120。擴(kuò)建后主要技術(shù)指標(biāo)為：新建橋涵為公路-I級(jí)；直接利用原有橋涵：汽車-超20級(jí)、掛-120；拼接利用原橋部分： 承載能力極限狀態(tài)公路-I級(jí)(2015)，正常使用極限狀態(tài)汽車-超20級(jí)、掛車-120；主線橋標(biāo)準(zhǔn)段橋面凈寬：2×凈19.0 m。

1 大橋病害及增強(qiáng)設(shè)計(jì)方案

淮安施工5標(biāo)段維修加固橋梁共計(jì)4座，對(duì)橋梁現(xiàn)有病害進(jìn)行技術(shù)狀況評(píng)定，其中一座橋梁評(píng)定等級(jí)為l類，三座橋梁評(píng)定等級(jí)為2類。橋梁存在的主要病害如下：

本標(biāo)段大部分病害集中在梁底板部位，主要表現(xiàn)形式為縱向裂縫，其中新增的縱向裂縫集中出現(xiàn)在預(yù)應(yīng)力空心板梁橋底板部位，目前尚未出現(xiàn)橫向裂縫。2座空心板橋底板存在較多裂縫修補(bǔ)，表觀質(zhì)量較差且存在絞縫滲水現(xiàn)象。

大橋承載能力提升抗彎增強(qiáng)設(shè)計(jì)方案：

梁體出現(xiàn)的所有裂縫。如果裂縫寬度較小且在0.15 mm以內(nèi)，可直接采用樹脂封閉膠來涂刷封閉裂縫；如果裂縫寬度較大且超出0.15 mm，采用環(huán)氧樹脂漿液灌縫來修補(bǔ)裂縫。

空心板梁底板通長(zhǎng)縱向裂縫。當(dāng)裂縫寬度較寬時(shí)(寬度大于等于0.18 mm或已經(jīng)進(jìn)行過灌縫處治)，且縱向裂縫有滲水或滲水痕跡，處治方式應(yīng)自上到下解決。底板縱縫腔內(nèi)通過灌注水泥基灌膠料，從上表面對(duì)裂縫進(jìn)行封堵。腔外底板通過灌縫對(duì)裂縫進(jìn)行封閉。

空心板梁底板通長(zhǎng)縱向裂縫。當(dāng)裂縫寬度較寬，縱向裂縫無滲水或滲水痕跡時(shí)，處治方式為底板粘貼雙向CFRP來進(jìn)行增強(qiáng)加固，以提高其剛度。如果空心板梁存在通長(zhǎng)滲水析白的絞縫，則單獨(dú)對(duì)絞縫進(jìn)行加固。

2 粘貼預(yù)應(yīng)力CFRP板施工流程及技術(shù)要點(diǎn)

本次加固采用成品CFRP及配套預(yù)應(yīng)力錨具，其施工流程如下：

2.1 安裝與錨固

先將CFRP板張拉按照要求固定在對(duì)應(yīng)位置，然后對(duì)鋼筋混凝土梁鉆孔。鉆孔過程中，時(shí)刻應(yīng)避免鉆孔位置距離主鋼筋太近而使主鋼筋損傷。

清理預(yù)留在鉆孔內(nèi)的碎渣或灰塵，再植入高強(qiáng)螺桿。由于組合箱梁梁底厚度薄，因此工藝設(shè)計(jì)選擇高強(qiáng)螺桿M16×250 8.8級(jí)鍍鋅鋼，錨固深度95 mm，搭配玻璃管式化學(xué)藥劑，避免采用注射式膠配螺桿施工，且需滿足抗震測(cè)試。

植筋膠通過固化以滿足設(shè)計(jì)強(qiáng)度。將錨固塊粘貼在梁的底部，為下一步施工做準(zhǔn)備。

2.2 混凝土表面處治

一旦錨固塊安裝到位，及時(shí)準(zhǔn)確定位需要粘貼CFRP板的位置，然后對(duì)該位置附近的混凝土表面進(jìn)行鑿毛與找平、修補(bǔ)與清潔處治工作。

2.3 CFRP板粘貼前準(zhǔn)備

計(jì)算與校核CFRP板的合理下料長(zhǎng)度并取CFRP板，確保CFRP板精確安置在允許的錨具夾持長(zhǎng)度范圍，并及時(shí)將其擦拭清潔好。將錨具膠黏劑涂抹在CFRP板表面，放入預(yù)應(yīng)力錨具中并及時(shí)擰緊錨具上下板。采用丙酮等清洗劑擦洗CFRP板直至干凈，然后把膠黏劑涂抹在CFRP板和梁底混凝土表面，即需要粘貼的范圍。

2.4 CFRP板安裝與張拉

在錨固塊上定位安裝CFRP板，張拉螺桿和連接螺桿通過套筒進(jìn)行牢固連接，安裝反力鋼板并把千斤頂按照預(yù)定要求準(zhǔn)確置于錨固塊和反力鋼板中間，采用張拉力和伸長(zhǎng)量雙控措施張拉預(yù)應(yīng)力CFRP板，張拉施工誤差不超過6%。張拉完畢，按照施工順序拆卸千斤頂和反力鋼板等設(shè)備，可長(zhǎng)期保留錨固塊，以確保在CFRP板在失效情況下可及時(shí)更換或二次張拉。利用限位卡板處理好CFRP板-混凝土表面的黏結(jié)，采用膠黏劑將CFRP板-混凝土表面空隙大的位置填滿。

3 結(jié)論

如果裂縫寬度較小且在0.15 mm以內(nèi)，可直接采用樹脂封閉膠來涂刷封閉裂縫。如果裂縫寬度較大且超出0.15 mm，采用環(huán)氧樹脂漿液灌縫來修補(bǔ)裂縫。

空心板梁底板存在通長(zhǎng)縱向裂縫且裂縫寬度較寬時(shí)，可采用底板粘貼雙向CFRP加固，以提高底板縱橫向抗裂性能及剛度。

給出成品CFRP及配套預(yù)應(yīng)力錨具增強(qiáng)設(shè)計(jì)方案及施工流程技術(shù)要點(diǎn)，對(duì)預(yù)應(yīng)力CFRP板的安裝、預(yù)應(yīng)力張拉、粘貼關(guān)鍵應(yīng)用技術(shù)進(jìn)行分析和總結(jié)。