浅谈泗南江大桥加固施工

摘要：桥梁是交通的咽喉，对我国城市发展起着重要的作用，目前，我国桥梁数目众多，但不少桥梁因设计或施工问题年久失修，道路安全存在隐患，无法适应当今高速发展的交通状况。本文以泗南江大桥为例，主要介绍双曲拱桥加固的方法，总结施工中的优劣性，为今后的桥梁加固提供一点建议。

关键词：桥梁；加固；施工；质量控制

1 工程概况

泗南江大桥位于云南省普洱市墨江哈尼族自治县泗南江乡，元勐线K362+562处，始建于1971年12月。桥面净宽7+2×0.45m，设计荷载为汽车―13级，上部结构为六梁式正交3―36m双曲拱，拱肋截面24×55cm，下部结构为重力式浆砌块石墩台。

2007年12月三江口电站开工建设，建设期间，尤其是2008年泗南江乡的抗洪救灾，超限超载的载重汽车及大型施工机械直接经常性在桥上通行，造成拱肋产生竖向贯穿裂缝，最大裂缝宽度0.2mm，拱波纵向开裂。拱肋、拱波裂缝分布范围广，在整个跨径上均发现有裂缝。经有关单位检测和评定，大桥技术状况为四类桥，需要对其进行加固处理。

云南省公路局及公路局公科所专家多次深入现场，综合各方面因素，确定的加固方案是：（1）拱肋采用加大截面处理；（2）增加拱肋的横向连接，每跨增设8道横系梁；（3）修复受损栏杆扶手；（4）拱背加厚。

2 桥梁加固的重要性

2.1 在桥梁使用期间内，任何桥梁都会成为旧桥。早期修建的桥梁，由于当时人们对铺装功能、病害认识有限，往往存在配筋偏小，根据直径过细，铺装与承载构件的界面连续不牢靠等问题。由于桥梁是建在大地上的特殊产品，不仅受自然环境的影响（如大气腐蚀、温度、湿度变化等），而且受到使用环境的影响，难以避免产生损坏现象。这样桥梁的维修、养护、加固、改造已成为必然。

2.2 从经济上分析，桥梁加固可以节省大量投资，收到良好的社会经济效益。采用适当的加固技术和拓宽措施，不仅可以避免因拆除旧桥与重建新桥而增加工程费用；而且对现有交通运输影响有的甚至可以在不中断交通的情况下完成，早期设计施工的桥梁在长期大交通量、重荷载的运营情况下大部分出现了病害；同时也恢复和提高了旧桥的承载能力及通行能力，延长桥梁的使用寿命，满足现代交通运输的需求。

2.3 同时桥梁的改造和加固，不仅可以提高公路桥梁的通行能力和服务水平，而且在更大程度上能够消除交通安全隐患。从发展中分析，旧的公路桥梁加固有利于促进桥梁建设的可持续发展。既满足现代人的需求以不损害后代人满足需求的能力，使经济、社会、资源和环境保护协调发展。

3 工程组织实施

2.1 施工准备阶段

2.1.1 泗南江大桥加固工程施工的特点和难点

（1）施工期间，施工人员的施工安全、原桥结构的安全、临时建筑物结构的安全、行人及车辆的通行安全，自始至终都处于突出位置，贯穿在每道工序的设计和施工中，必须优先给予考虑。

（2）大桥处于泗南江水电站及三江口水电站的下游，水位经常性变化，再加上施工是雨季，施工期间的防洪要求处于不确定状态，只能以最不利的水位设防，即：流域径流、泗南江水电站最大防洪下泄流量、三江口水电站满负荷发电尾水三方面水流的叠加。

（3）梁底离河床距离最大为15 m，加之拱肋为曲线型；施工期新增混凝土重力及其它临时荷载产生的连拱推力要保持相对平衡，要求三跨必须同时施工；上游来水的不确定性等三方面的原因，造成施工用脚手架的搭、拆难度比较大。

（4）由于拱肋为曲线且拱波又为错台的预制件，拱肋加大截面的模板架设难度大。

（5）拱肋加大截面底部有18 cm，每侧有10 cm厚，加上有钢筋，有效断面比较小，若使用普通混凝土，混凝土的入仓，振捣相当困难；另外，为避免拱肋加大截面混凝土的收缩变形，混凝土需预膨胀。要保证浇筑质量，只有采用具备免振捣、微膨胀、自流平的灌浆材料。但是，成品灌浆材料价格高，受资金限制，在泗南江大桥使用成品灌浆材料是不现实的。

（6）受大桥附近地形及资金限制，修建临时便桥进行封闭施工的可能性没有，而大桥两端的路线与桥轴线几乎呈直角，且桥两端250 m范围均有民房，完全的半幅通行，半幅施工难度比较大。

2.1.2 施工方案的确定

（1）为加强新老混凝土之间的连接，需要在原拱肋上凿毛，但是，传统的凿毛方式会消弱原拱肋受力断面3～5 cm，造成部分拱肋受力钢筋、箍筋外露。为保证施工期间大桥的安全和正常通行，改凿毛为磨面刻纹，并在肋侧面上植筋，设立新老混凝土构造拉结筋。

（2）为有尽量更多的工作面，加快工程进度，满足拱桥施工须对称施工的基本原则，施工用脚手架3跨全部半幅达设，脚手架采用φ48钢管，为可移动悬挂式满堂脚手架。

（3）为尽可能降低新增截面混凝土重力产生的连拱推力的影响，结合混凝土拌和系统的生产能力，拟采取对称两跨同时浇筑，但每次每跨只浇筑一根拱肋，每根拱肋混凝土入仓顺序采取从拱座两端分别向跨中推进。

（4）为保证拱肋体形和加快工程进度，拟采用模块式模板及支架。

（5）为减少混凝土收缩须变的影响，满足小断面混凝土需高流动、免振捣要求，也为了尽可能早地拆模加快工程进度，新增截面混凝土拟采用改性灌浆材料。

改性灌浆材料需要具备以下特性：成本低、自流平（流动度大于23 cm）、免振捣、高早强（3天强度大于25MP，28天强度不低于50MP）。

（6）混凝土入仓采用直接入仓方式，即在桥面板拱肋顶部钻孔，混凝土通过钻孔，在拱肋侧面上端入仓。

（7）实行交通管制，即半幅通行半幅施工，浇筑后3天内，禁止车辆从已施工拱肋上方通行。

2.2 施工实施阶段

2.2.1 施工作业顺序

组装、吊装下游悬挂式满堂脚手架下游拱肋新老混凝土结合面处理（磨面刻纹）造箍筋、拉接筋植筋孔植拉接筋架设拱肋主筋植箍筋绑扎拱肋钢筋清洗混凝土表面架设拱肋模板拱肋浇筑植横隔梁钢筋架设横隔梁模板横隔梁浇筑悬挂式满堂脚手架移动到上游上游拱肋、横隔梁刻纹、植筋、钢筋、模板安装、混凝土浇筑拆除悬挂式满堂脚手架桥面护栏修复工程完工。

2.2.2 植箍施工工艺流程框图

2.3 主要完成实物工程量

4 施工质量控制

加固工程与其它建筑工程的不同，在于加固工程单位工程量小，工艺特殊，过程的质量控制，决定了项目工程的质量；操作人员（尤其是施工队现场工程师）的责任心，决定着工艺质量的好坏。

泗南江大桥加固工程的施工质量，除控制传统工艺的施工质量外（比如钢筋的制作、安装工艺），主要控制了以下几方面的工艺质量：

3.1 新老混凝土结合面处理

彻底清除老混凝土表面的涂料层和灰尘；保证刻纹的深度和密度；混凝土浇筑前，用水充分湿润混凝土表面。

拱肋新老混凝土结合面处理的施工工艺是：角磨机平磨角磨机刻纹植筋孔放线定位打孔植拉接筋。

3.2植筋工艺

在保证植筋孔的直径、深度的前提下，重点关注钢筋植入部分的除锈、拉毛（圆钢）处理，植筋孔的清孔、洗孔和润孔，以及植筋锚固剂糊状物填植筋孔的饱满程度。

植筋工艺过程：放线定位打孔清洗孔锚固剂配制植筋养护。

3.3 免振混凝土的拌制剂外加剂的控制

选用泗南江当地的优质水洗砂做骨料，鉴于骨料为天然水洗砂，不同批次的骨料有差异，需要在拌制时做适当的调整，以满足混凝土强度和流动度的要求。

外加剂用量的控制，决定了免振混凝土的强度和流动度。具体做法是专岗专人负责。

3.4 免振混凝土的浇筑

由于免振混凝土的早期（1小时内）流动度比较大，流体密度≥2300kg/ m3，因此，初凝前的混凝土侧压力相当大。有限的模板支撑系统承担不了一次性浇完一根拱肋，必须在不同跨度的两根拱肋之间轮流浇筑。

搅拌机安装在一跨的拱肋上方，搅拌好的混凝土通过入仓系统直接入仓，另外一跨的拱肋混凝土，通过人工手推车运输到下料口入仓。

为能进行有效地控制浇筑高度，分别在拱肋最高点的原横隔梁两侧各设置一个下料孔。当下料一侧的混凝土浇满6块单元边模后，就要转移到另外一侧（跨）的下料口下料。

5 施工安全控制

由于泗南江大桥加固工程的特殊性，在安全生产方面，主要从以下几方面加以控制：

4.1 脚手架方面

保证吊架的每一个扣件、钢管都没有质量问题；吊架采用优质钢丝绳，其抗拉安全系数不小于5.0；脚踏板采用整体性比较好的5层胶合板，且用铁丝固定在钢管上；设置安全护栏；随时观察和检查钢丝绳、扣件、钢管工作状况，若有异常，及时处理。

4.2 施工人员方面

除与施工队签订安全生产协议书明确各自责任外，现场施工监管人员要严格按照《安全生产管理条例》和高空安全作业管理进行安全规范管理，上班作业必须佩戴安全帽，高空作业人员严禁饮酒、穿拖鞋上班。

施工队建立了一系列的规章制度，其中规定：“无论任何情况，任何环境，都必须注意自身及别人的安全，有安全保障措施后才能从事相关的施工作业，绝对不允许冒险作业”等等。

4.3 交通管理

由于该桥不能封闭施工，只能采用半幅施工，而施工时间比较长，采取在桥头两端一定距离设置明显、醒目施工标志和限速、限载标志，一旦有车辆拥堵情况，及时派人指挥疏通。通过以上措施，确保过往车辆及施工作业人员的安全。

6 工程质量综合评定

5.1 实体工程质量评定

根据泗南江大桥加固工程的情况，按《公路工程质量检验评定标准》附录A的项目划分原则，本工程分为一个单位工程、3个分部工程、17个子分部工程、86个实际检查项目。

通过自检、监理工程师复检及评定，全部86个实际检查项目评定为合格。17个子分部工程为合格，3个分部工程合格。

5.2 工程资料

其中原材料出厂合格证书及检测报告共11份，全部合格。施工试验报告及抽样检测资料共3份，全部合格。

5.3 工程质量总体评定

综合实体检查结果，各种材料出厂合格证书及检测（试验）报告，本工程评定为合格工程。

7 结语

桥梁加固是当前社会发展中随着各种桥梁缺陷的不断涌现而出，而为了提高和保证桥梁在使用中能够完好有效的进行，其进行和采用的相关处理措施和处理技术手段。在加固作业中，我们克服了放线、混凝土浇筑难、模板安装等难度大的问题，通过各种施工技术手段保证施工管理和控制的完好有序进行。采用自密式混凝土，各部位浇注饱满，按计划完成了加固任务，从而提高桥梁在使用中使用的质量和社会效益。

参考文献：

[1]交通运输部 《公路桥梁加固施工技术规范》JTG/T J22―2008，北京人民交通出版社，2008。

[2]《混凝土结构加固技术规范》（CECS25：90），中国计划出版社，2003。

[3]《结构可靠性鉴定与加固技术》，中国水利水电出版社，2002。

[4]郑维光、王兴、刘忠固等，公路桥梁常见预应力加固技术及其特点[J]，吉林交通科技，2011。

[5]吴金翔，桥梁加固技术研究[J]，山西建筑，2010。

[6]桑春平，桥梁加固维修中的植筋技术[J]，山东交通科技，2010。