人民桥维修补强加固新技术简介

人民桥维修补强加固新技术简介

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，拖—60，人群荷载250kg/m2，全桥宽11.5m，双车道，净7m，跨径组合5×16.76m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）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；

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；

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20t重车，考虑全桥已使用了30年的情况，日后使用时限载15t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0.25mm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，两侧均贴合钢板，板厚8mm，以增加梁的承载能力,见图3；

(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4)

4)边T梁加固：对被船只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。

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（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碳素纤维加固技术：

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Φ10@160)

4.5防护技术：

钢结构加固部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。