浅谈重件运输桥梁加固设计
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作者:
贵州省交通科学研究院有限责任公司贵州 贵阳 550003
摘要：随着经济建设的高速发展导致交通运输量不断增加以及各种重件运输的增多,公路桥梁负荷日趋加重,加之旧桥部分老化、破损或受原设计标准的限制,己不能适应现代交通运输的要求,迫切需要对其进行技术改造,尤其是采用加固补强等方法来恢复、提高其承载力。
关键词：公路桥梁；加固设计；重件运输
绪论
随着我国交通量日益增加,单车重量也不断增大。为了适应道路运输载重量不断发展的要求，既有桥梁承载能力越来越多不能满足需要，因此，提高既有桥梁承载能力的有效途径即对缺陷桥梁进行加固改造。
一、工程概况
有235吨重件从兴义顶效火车站运至董箐电站，沿途将经过S309省道顶效至龙场段及龙场至者相的县道，其中将经过八座桥梁和一座涵洞及县乡道路龙场至者相段石拱桥。其中：石拱桥4座，整体钢筋混凝土T梁桥1座，整体式钢筋混凝土空心板桥1座，装配式预应力混凝土空心板桥2座。9座桥梁中，简支空心板桥均依据公司竣工文件进行结构验算，石拱桥的验算系依据桥梁外业调查、测量资料进行。验算结果：除三座桥不需加固外，其余桥梁均需要加固。
二、技术标准
重件运输车货总重为2350KN，其中货物重1720KN,9轴平板拖车重370KN,牵引车和配重重260KN。
三、原桥验算情况
梁桥按竣工图，并将混凝土标号换算为《公路钢筋混凝土及预应力混凝土桥涵设计规范》（JTG D62-2004）规范规定的混凝土等级进行验算。
石拱桥因建筑年代不详，根据现场量测数据，拱圈石料结合现场实际情况，材料按7.5号砂浆砌40号块石进行受力分析。按《公路圬工桥涵设计规范》（JTG D61-2005）进行验算。
四、各桥加固方案
由于桥梁结构形式仅为简支空心板和拱桥两种形式，为了加固时施工方便，节约工期，对简支结构采用粘贴钢板，拱桥采用加钢筋混凝土套拱的形式对整个项目的桥进行加固处理。
五、主要材料
1.钢板
1.1钢板采用Q345-B级，其抗拉、抗压和抗弯强度标准值不小于345MPa，抗剪强度标准值不小于200MPa，保证率应在95%以上。
1.2钢板表面除锈应彻底，钢板粘贴面应进行粗糙处理，打磨纹路应与受力方向垂直,用脱脂棉沾丙酮擦洗钢板表面。
2.建筑结构胶
应符合《公路桥梁加固设计规范》（JTG/T J22-2008）规定的A级胶。
3.微膨胀聚丙烯纤维混凝土
3.1水泥
采用普通硅酸盐42.5级以上水泥。
3.2改性聚丙烯纤维
长度19mm，直径19μm，抗拉强度不小于560MPa，弹性模量为4GPa，拉伸极限15%。
3.3膨胀剂
采用UEA―Ⅱ型膨胀剂（必须选用低碱外加剂，每立方米砼因掺外加剂带入的碱量不得超过 1 千克)。
3.4高效减水剂
采用NF-2型高效减水剂,也可使用其他合格的产品。
3.5粗骨料
采用坚硬耐久性好的卵石或碎石，粒径为5mm～20mm，采用连续级配。
3.6细骨料
采用坚硬耐久性好的中砂偏粗砂，细度模量不小于2.5～3，含泥量小于3%。
六、加固设计
1.梁桥的加固设计
本项目中，梁桥一共为4座，有3座梁桥需要加固，下面分别叙述：
1）16m整体式钢筋混凝土空心板桥，板宽8m，板高85cm，空心板为25号混凝土。特殊重载作用下抗弯承载力不满足JTJ D62-2004的要求。采用宽度为250mm、5mm厚的Q345-B级钢板粘贴板底下缘加固。
2）20m装配式预应力钢筋混凝土空心板桥2座。其中一座桥宽8.5m，由9块板组成，板高90cm，另一座桥宽8.5m，由8块板组成，空心板均为为50号混凝土。特殊重载作用下抗弯承载力不满足JTJD62-2004的要求。采用宽度为250mm、5mm厚的Q345-B级钢板粘贴板底下缘加固。
2.拱桥的加固设计
本项目中有拱桥4座，需要加固的共有3座拱桥。
由于无设计图和竣工图，建筑年代不详。各拱桥加固方案均为在原拱圈下增设厚30cm的C30微膨胀聚丙烯纤维混凝土拱板。
3.浇筑混凝土或粘贴钢板前砌石或老混凝土表面处理
无论是需要加固的拱桥还是需要用钢板补强的梁桥，在浇筑混凝土或粘贴钢板前均需对砌石或老混凝土进行界面处理。
3.1浇筑混凝土前拱桥砌石或混凝土表面处理：
（1）浇筑新增拱座及基础混凝土前：在原桥前墙灰缝中钻孔，不宜在石料上打孔。钻孔后应用无油压缩空气将孔内浮灰清理干净；清除砌石表面松动及风化部分，并将其表面清洗干净。用改性环氧树脂植筋胶A级胶植入钢筋。打孔植筋应分几批进行。
（2）拱圈砌石表面的处理：清除原桥拱圈表面松动及风化部分，并将块石表面清洗干净。在拱石灰缝中打孔，钻孔后应用无油压缩空气将孔内浮灰清理干净。用改性环氧树脂植筋胶A级胶植入钢筋。打孔植筋亦应分几批进行。
3.2梁桥粘贴钢板前混凝土及钢板表面处理：
在粘贴钢板前老混凝土表面必须进行严格认真的处理，要点如下：
（1）混凝土表面的处理：先清洗，冲洗后用打磨机或人工清除已经风化或碳化的混凝土面层约3mm～6mm，直到露出新鲜的混凝土骨料，再用高压水清洗，用热风吹干后，在要粘贴钢板的混凝土表面用脱脂棉沾丙酮擦拭1～2遍;
（2）钢板表面(正、反面)的处理：若钢板未锈蚀或轻度锈蚀，可用砂布除锈，再用砂轮打磨（或喷砂）,打磨应有较大的粗糙程度；若钢板锈蚀严重，须用适度盐酸浸泡除锈。
4.浇筑混凝土或粘贴钢板
4.1浇筑混凝土
拱圈、拱座及基础在做好界面处理，植筋锚杆胶体达到设计强度后，可浇筑混凝土。拱圈混凝土采用支架上现浇。
4.2梁桥粘贴钢板
(1)钢板的粘贴密实度要求在95%以上，应采用可靠的钢板粘贴方式。
(2)外露部位的防护处理。用铅丝网在钢板表面挂网，再用聚丙烯纤维水泥砂浆抹面，厚度3cm。水泥砂浆中应掺入增粘剂。
(3)施工完毕后，应检查钢板的粘贴质量。
(4)所有要焊接的钢板均应在地面焊接完成后才能安装，严禁在梁底进行焊接。
七、施工中对交通中断的要求
在开始浇筑拱圈混凝土浇筑或粘贴钢板后应暂时中断交通。在拱圈混凝土未达到设计强度的90%或在钢板胶粘剂未完全固化前，不得开放交通。
八、建议
1.施工前应做好交通临时中断的准备。
2.施工过程中应加强材料质量和施工工艺的监督和检查，特别是胶粘剂、植筋胶和钢板等。
3.加固工程完成后，应对钢板粘贴的密实度进行检查。
4.施工中应有可靠的安全保证措施。
5.建议对加固后桥梁进行荷载试验。
九、特殊重载车辆过桥要求
1.重载车辆过桥应居中慢速行驶，车速应不大于10km/h；
2.重载车辆过桥时，其他车辆和行人不能上桥；
3.重载车辆应在无雨雪天气的中午通过桥梁；
4.重载车辆过桥时，应有专人观测桥梁的挠度变化，并记录在案；
5.重载车辆过桥应有专人指挥，并有路政和交警配合。
结语
该加固项目于2009年完成，已顺利完成重件运输任务，桥梁结构安全。
参考文献：
［1］《公路桥梁加固设计规范》（JTG/T J22-2008。
［2］《公路桥梁加固施工技术规范》（JTG/T J23-2008）。
［3］贵州桥梁设计院．《贵州董箐电站大件运输桥涵加固施工图设计》；2008。
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