一、概述

　　某特大型橋梁,全長(cháng)2352m,主橋上部結構為雙幅單箱單室預應力混凝土連續箱梁,跨徑組合為65+100+65m。設計荷載:汽超-20級,掛車(chē)-120級。主橋變截面箱梁高度介于220～560cm之間,箱梁頂板厚25cm,腹板厚42cm,底板厚度介于18～80cm之間變化。

　　橋梁經(jīng)過(guò)若干年運營(yíng)后,出現了箱梁截面開(kāi)裂、跨中下?lián)系炔『?且病害日趨嚴重。

　　二、主要病害及成因分析

　　該橋主要病害如下:

　　(1)該橋在前期檢查中發(fā)現邊跨及中跨腹板出現近45°斜裂縫,中跨跨中合攏段出現U形裂縫,裂縫貫通左右腹板,歷次檢查結果對比顯示該橋原有裂縫繼續發(fā)展且不斷有新的裂縫產(chǎn)生。

　　(2)原線(xiàn)形測量結果顯示,以設計標高為參照并考慮基礎沉降后,左幅主橋跨中下?lián)陷^多,預應力損失較為明顯,主跨跨中截面預應力度不滿(mǎn)足全預應力結構的要求。

　　(3)實(shí)際橋面鋪裝厚度過(guò)大,且瀝青鋪裝厚度分布離散嚴重,實(shí)際鋪裝厚度非常不均勻,并且分布在主跨跨中附近。

　　經(jīng)分析,施工誤差引起箱梁恒荷載過(guò)大及汽車(chē)超載等因素導致箱梁預應力度不足,是箱梁下?lián)系闹饕�原因�?/p>

　　三、連續箱梁體外索加固施工

　　3.1 箱梁體外索布置

　　箱梁加固采用的體外預應力鋼束為兩股沿底板的曲線(xiàn)束和兩股箱內的直線(xiàn)束。

　　底板束錨固構造特點(diǎn):在箱梁底板兩側四分之一跨的位置澆筑新齒板,通過(guò)在箱梁底板鑿出剪力槽,新舊混凝土接觸面種植鋼筋,使結構共同受力。底板束均通過(guò)齒板錨固于底板上并靠近底板布置。直線(xiàn)長(cháng)束則錨固于主墩墩頂對應的橫隔梁上。

　　3.2 體外索加固施工總體工藝

　　(1)根據設計要求,在設置齒板處植入直徑16mm的鋼筋,植入深度為20cm,并與齒板鋼筋焊接,設置可更換索式的TSK15-12型錨具,外徑為102×5mm的鋼管。預應力鋼束軸線(xiàn)應與錨墊板垂直。

　　(2)齒板混凝土按照設計要求強度進(jìn)行配合比設計。齒板混凝土采用商品混凝土。7天強度大于80%的設計強度,28天強度大于50MPa。每立方米齒板混凝土內摻入鋼纖維78.5kg,摻入纖維素纖維0.9kg。為盡量減少車(chē)輛震動(dòng)影響混凝土初凝以及新老混凝土的結合效果,澆筑前進(jìn)行充分準備,確保一次澆筑成形,不允許產(chǎn)生施工縫�；炷�土澆筑過(guò)程中封閉橋面交通�；炷�土澆筑采用地泵接管泵送工藝。

　　(3)體外索的張拉順序為先張拉主梁底板曲線(xiàn)短束A1號束,后張拉主梁底板直線(xiàn)長(cháng)束A2號束。

　　3.3 體外索安裝工藝

　　(1)按照設計圖紙計算無(wú)粘結鋼絞線(xiàn)下料長(cháng)度,在廠(chǎng)內進(jìn)行無(wú)粘結鋼絞線(xiàn)的切斷下料工作。下料長(cháng)度的計算應考慮鋼束曲線(xiàn)長(cháng)、錨夾具長(cháng)度、千斤頂長(cháng)度及外露工作長(cháng)度等因素。

　　(2)布索完成后,按圖紙要求在相應位置設置減震器或減震支座。

　　(3)穿束前首先要準確計算張拉端的PE護套剝除的長(cháng)度,無(wú)粘結預應力筋張拉段范圍內PE層先行去掉,將內部油脂全部清除干凈,以確保夾片與鋼絞線(xiàn)的咬合。穿束過(guò)程中必須小心,防止碰壞刮傷體外索的索體PE護套。穿束完成后方能安裝錨頭。千斤頂及其輔助設備(如工作錨、限位板、懸浮式張拉支撐撐腳)要求配套安裝與使用,相關(guān)的加工尺寸及參數須準確一致。

　　3.4 體外索張拉工藝

　　(1)體外索張拉原則

　　混凝土養護齡期達7天及混凝土強度達到設計強度的90%后,方可張拉預應力鋼束。

　　張拉過(guò)程實(shí)行分級張拉工藝,最后錨下控制應力為1209MPa。根據體外索設計張拉力,選擇YCW250B型千斤頂進(jìn)行張拉。

　　張拉荷載采用“雙控”法進(jìn)行控制,預應力鋼束的張拉順序,應使結構基本上保持受力均勻、同步,所以在張拉過(guò)程中應遵循同步、對稱(chēng)、兩端同時(shí)張拉的原則。

　　(2)第一對索的張拉

　　將第一對索作為試驗索進(jìn)行張拉。選擇2根編號為A1的短體外索做為試驗索。為了保證第一對索張拉施工的安全,張拉過(guò)程需分級進(jìn)行。

　　考慮到橋梁通車(chē)過(guò)程中有一個(gè)動(dòng)菏載的作用,使得齒板張拉完成后的混凝土開(kāi)裂有一個(gè)過(guò)程,第一對索張拉完成后需根據具體情況再觀(guān)察1天,以觀(guān)察裂縫是否產(chǎn)生與已出現的裂縫的開(kāi)展情況。張拉前后觀(guān)察過(guò)程確保連續進(jìn)行,并記錄觀(guān)察結果。

　　(3)另一對體外索的張拉

　　根據第一對索的張拉情況與觀(guān)測結果,來(lái)安排另一對索的張拉施工。為了保證張拉施工作業(yè)安全,另一對索的張拉時(shí)參照第一對索張拉工藝也分級進(jìn)行。

　　3.5 體外索防護工藝

　　體外索張拉完成后,為了保證體外索的錨固安全可靠,在錨具連接筒內灌注環(huán)氧砂漿進(jìn)行錨固,安裝錨具防護罩并涂刷防腐油脂封錨作業(yè)。

　　用砂輪切割機切除多余的鋼絞線(xiàn),然后安裝錨具保護罩,并將與錨墊板接觸面四周進(jìn)行密封。錨具保護罩表面需要進(jìn)行防腐涂裝處理。

　　四、體外索加固過(guò)程的施工監控

　　4.1 監控內容

　　(1)裂縫監控

　　該橋運營(yíng)階段在中跨跨中附近腹板出現了斜裂縫,加固過(guò)程中隨著(zhù)不同施工階段的進(jìn)行,裂縫會(huì )出現不同的反應,為掌握結構加固過(guò)程中過(guò)程中梁體裂縫的閉合情況,選取主要截面的典型裂縫進(jìn)行監測。根據前期檢查結果,在跨中兩側各選取2條裂縫進(jìn)行監測。裂縫測點(diǎn)隨預應力張拉分級測試。

　　(2)橋面線(xiàn)形監測

　　橋面線(xiàn)形測量點(diǎn)取用原防撞墻上布設的長(cháng)期觀(guān)測點(diǎn),在邊跨的L/4及中跨的L/8斷面布設線(xiàn)形測點(diǎn)。

　　(3)預應力筋永存應力監測

　　為獲得體外預應力束張拉后產(chǎn)生的有效預應力值,為后期運營(yíng)階段預應力筋的二次張拉提供依據,在體外預應力束上安裝磁通量傳感器以測試預應力筋的實(shí)際預應力值。每根體外預應力束安裝兩個(gè)傳感器,全橋合計共安裝8個(gè)磁通量傳感器。

　　4.2 監測工況安排

　　(1)重做橋面鋪裝前后,完成以下測試:橋面線(xiàn)形測試與A截面內埋應力測點(diǎn)測試。

　　(2)張拉A1體外預應力束過(guò)程中完成以下測試:橋面線(xiàn)形測量;A、B、C截面外貼測點(diǎn)安裝測試及內埋測點(diǎn)測試;D、E截面裂縫監測測點(diǎn)安裝測試;錨下應力監測磁通量傳感器測試。

　　(3)張拉A2體外預應力束過(guò)程中完成以下測試:橋面線(xiàn)形測量;A、B、C截面外貼測點(diǎn)安裝測試及內埋測點(diǎn)測試;D、E截面裂縫監測測點(diǎn)安裝測試;錨下應力監測磁通量傳感器測試。

　　結束語(yǔ)

　　該變截面連續梁橋梁體采用增設體外索等維護加固措施,各截面中性軸高度明顯上升,橋面鋪裝參與了結構受力,結構整體剛度有了一定程度的提高,維持橋梁的運營(yíng)橋面線(xiàn)形,在試驗荷載作用下各截面測試指標均正常。加固后滿(mǎn)足設計荷載汽-超20、掛-120的正常使用要求,延長(cháng)了橋梁的使用壽命,確保了運營(yíng)期間橋梁結構的安全,該工藝對舊危橋加固維修領(lǐng)域應用推廣價(jià)值較大。