1、人民桥维修补强加固新技术简介彭思 李载宁（广东省建筑设计研究院 510010）1、引言近年来交通量逐年成倍增长以及车辆载重越来越大，城市道路上建成不久的桥梁有相当一部分已不堪重负，需要采取必要措施进行维修补强加固，以提高技术等级和通行能力，继续为现代交通服务，从而给国家带来显著的经济和社会效益。海南省海口市人民桥建于 60 年代，1986 年加宽扩建，现为连接海南岛滨海大道上的城市桥梁，市政府曾经决定拆除后重建。后经采用新技术新材料进行维修补强加固，仅用 100 多万元就达到目的。是一补强加固成功的工程实例。2、工程概况2.1 旧桥简介海口市人民场桥 1969 年建设时采用的设计标准为汽13，
2、拖60，人群荷载 250kg/ m2 , 全桥宽 11.5m, 双车道,净 7m ,跨径组合 5 x 16.76m 简支梁, 全长 83.8m .1986 年扩宽增加慢车道, 桥宽 22.06m .人群荷载450kg/m2 . 结构横断面详见图 1、图 2。上部结构：原设计现浇工字梁、微弯板。扩建后在桥面两侧增加现浇两片 T 梁. 基础采用钻孔桩基础。2.2 现 状 ：由 于 原 设 计 标 准 较 低 ， 近 年 车 辆 载 重 加 大 ， 桥 梁 超 载 ， 正 桥 局 部 已 出 现 破 损 迹 象 ， 经 检 查 主要 有 以 下 问 题 ：1) 正 桥 部 分 工 字 梁 （ 主 梁
3、 ） 跨 中 附 近 下 缘 开 裂 ； 2) 1986 年 加 建 的 T 梁 ， 有 部 分 梁 的 混 凝 土 标 号 未 达 到 设 计 要 求 ,梁 的 向 阳 面 出 现 竖 向 裂 缝 ，梁 端 局 部 出 现 损 坏 ， 有 少 数 支 承 垫 石 开 裂 损 坏 ；3) 桥 面 伸 缩 缝 不 完 善 制 约 了 梁 的 伸 缩 变 形 ， 且 伸 缩 缝 损 坏 漏 水 ， 导 致 桥 墩 帽 梁 积 水 ， 帽 梁 上 缘 支座 部 位 普 遍 出 现 混 凝 土 爆 裂 ， 受 力 主 钢 筋 严 重 锈 蚀 ；4) 边 T 梁 局 部 被 船 只 碰 撞 致 损 ；
4、5) 微 变 板 局 部 发 现 有 顺 桥 向 裂 纹 ；6) 桥 墩 系 梁 开 裂 ， 钢 筋 锈 蚀 。3、 加 固 补 强 措 施 ：3.1 目 标 ：修 复 破 损 部 位 ， 恢 复 原 设 计 承 载 能 力 ， 上 部 结 构 可 满 足 现 行 公 路 桥 涵 设 计 通 用 规 范 汽 车-15 级 荷 载 标 准 ， 通 行 20 t 重 车 ， 考 虑 全 桥 已 使 用 了 30 年 的 情 况 ， 日 后 使 用 时 限 载 15 t 以 下 车 辆 通 行 是 适 宜 的 。3.2 加 固 修 复 部 位 ：1) 梁 体 裂 缝 修 复 ： 全 面 检 查 各
5、片 工 字 梁 、 T 梁 、 支 承 垫 石 、 墩 柱 、 系 梁 、 微 弯 板 等 ， 凡 裂 缝 宽度 在 0.25mm 以 上 者 ， 均 灌 注 高 分 子 树 脂 ， 填 充 裂 缝 ， 恢 复 梁 的 整 体 性 ， 对 0.25 mm 以 下 可 见裂 缝 ， 用 高 分 子 树 脂 封 闭 ， 以 防 钢 筋 锈 蚀 。2） 工 字 梁 梁 体 加 固 ： 对 工 字 梁 受 力 的 主 要 部 位 ， 采 用 钢 板 贴 合 加 固 ； 梁 的 跨 中 6m 范 围 ， 下翼 缘 贴 合 钢 板 ， 板 厚 8mm； 梁 的 腹 板 从 梁 两 端 2m 范 围 ， 两
6、 侧 均 贴 合 钢 板 ， 板 厚 8mm ， 以 增 加梁 的 承 载 能 力 ,见 图 3；3) 桥 墩 帽 梁 修 复 ： 主 桥 桥 墩 帽 梁 的 悬 臂 部 位 ， 是 桥 梁 安 全 的 关 键 ， 在 帽 梁 的 上 下 缘 、 腹 板 均 粘 贴钢 板 ， 构 成 钢 桁 架 形 式 ， 帽 梁 其 余 承 受 正 负 弯 矩 的 部 位 ， 相 应 亦 贴 钢 板 加 固 。 (图 4)； 这 样处 理 不 仅 大 大 提 高 了 帽 梁 的 承 载 能 力 ， 在 外 给 人 以 安 全 的 感 觉 ；(图 3 )(图 4)4) 边 T 梁 加 固 ： 对 被 船 只
7、碰 损 部 位 进 行 钢 板 贴 合 加 固 ， 考 虑 到 偶 有 超 载 现 象 ， T 梁 的跨 中 部 位 亦 予 钢 板 加 固 ；5) 桥 面 的 微 弯 板 开 裂 损 坏 部 位 粘 贴 炭 素 纤 维 加 固 ；6) 桥 墩 支 承 垫 石 及 梁 端 的 破 损 部 位 ， 压 注 BL-GROUT， 并 以 钢 板 加 固 ；4、主 要 的 加 固 技 术 和 材 料 ：4.1 钢 板 粘 贴 技 术 ：钢 筋 混 凝 土 梁 粘 贴 钢 板 补 强 是 桥 梁 加 固 的 基 本 方 法 之 一 ， 国 内 外 文 献 均 有 记 述 ； 过 去 由 于粘 结 材 料
8、 性 能 尚 未 完 善 ， 在 一 定 程 度 上 限 制 了 它 的 应 用 ， 本 桥 是 采 用 日 本 SHO-BOND（ 肖邦 ） 公 司 生 产 的 钢 板 粘 结 剂 GROUT 粘 贴 ， 工 艺 上 从 涂 抹 改 为 压 注 ， 保 证 了 粘 结 剂 填 充 饱 满 ，GROUT 的 高 强 度 、 高 韧 性 、 和 化 学 稳 定 性 、 抗 老 化 等 性 能 ， 使 钢 板 贴 合 后 能 充 分 发 挥 作 用 ， 特别 是 它 的 瞬 间 固 化 （ 达 到 标 准 强 度 的 70%） 的 性 能 ， 使 压 注 粘 贴 过 程 中 不 必 中 断 交 通
9、 。4.2 螺 栓 植 入 锚 固 技 术 ：采 用 专 用 的 高 强 度 粘 结 剂 植 入 螺 栓 ， 紧 固 将 要 粘 贴 的 钢 板 ， 以 螺 栓 的 抗 剪 能 力 保 证 钢 板 与梁 体 的 共 同 受 力 ， 使 被 粘 贴 钢 板 的 补 强 作 用 得 到 了 双 重 保 证 ， 这 是 钢 板 粘 贴 技 术 的 最 新 发 展 ； 4.3 裂 缝 修 复 技 术 ：采 用 BICS（ 壁 可 ） 法 又 称 汽 球 压 注 法 ， 压 力 灌 注 低 粘 度 的 粘 结 剂 BL-GROUT， 其 性 能与 GROUT 相 近 ， 但 粘 度 更 低 ； BICS
10、（ 壁 可 ） 法 是 已 获 专 利 的 技 术 ， 浆 液 可 被 注 入 到0.02mm 的 微 细 裂 缝 中 ， 使 开 裂 的 混 凝 土 得 到 完 美 的 修 复 ， 恢 复 结 构 的 整 体 性 。4.4 炭 素 纤 维 加 固 技 术 ：炭 素 纤 维 是 一 种 复 合 高 强 材 料 ， 抗 拉 强 度 约 相 当 于 钢 材 的 8 倍 ， 本 桥 加 固 所 用 的 炭 纤厚 度 为 0.11mm,即 相 当 于 1mm 厚 的 钢 板 ， 用 于 加 固 桥 面 微 弯 板 的 曲 面 。 (相 当 10160)4.5 防 护 技 术 ：钢 结 构 加 固 部
11、位 喷 涂 三 层 美 国 安 士 丹 桥 梁 防 锈 漆 ， 该 种 防 锈 漆 也 是 旧 金 山 金 门 大 桥 所 用 的油 漆 ； 桥 立 面 及 桥 墩 立 面 喷 涂 日 本 肖 邦 （ SHO-BOND） 防 紫 外 线 防 盐 害 的 耐 候 性 涂 料 AU-1， 在 国 内 是 第 二 次 应 用 。（帽梁钢板加固前）（帽梁钢板加固后）5、荷载试验：为 验 证 设 计 的 正 确 性 和 加 固 效 果 ， 设 计 要 求 在 加 固 后 进 行 荷 载 试 验 ， 采 用 现 行 规 范 汽 车 -15级 荷 载 标 准 ， 重 车 20t,标 准 车 15t， 单 跨
12、 加 载 总 重 70t,高 于 原 设 计 标 准 汽 13,检 测 结 果表 明 ， 桥 梁 受 力 状 态 良 好 ， 处 于 弹 性 受 力 阶 段 ， 完 全 达 到 预 期 的 效 果 。6、结束语：人 民 桥 补 强 加 固 采 用 了 当 前 桥 梁 维 修 加 固 的 最 前 沿 的 技 术 和 材 料 ， 经 过 加 固 的 桥 墩 和 大 梁 是能 安 全 使 用 的 。 同 时 仍 要 注 意 加 强 养 护 和 管 理 ， 避 免 超 载 和 车 船 撞 击 ， 特 别 是 处 理 好 现 有 的 伸缩 缝 。 人 民 桥 补 强 加 固 实 例 为 桥 梁 维 修 领 域 提 供 了 新 的 理 念 和 空 间 。 遗 憾 的 是 我 国 该 领 域 的 规范 和 理 论 滞 后 于 社 会 的 需 求 。 我 们 迫 切 期 待 新 规 范 及 有 关 法 规 尽 快 完 善 和 建 全 ， 以 满 足 社 会 的需 要 。
