盖梁工程概况
沈阳市二环快速道路工程西南段由揽军路、玉屏路 2 条道路组成。揽军高架桥全长 1 030. 20 m，主桥墩号 51# ～ 101# ，共 5 联，50 孔。揽军高架桥上部结构均为简支空心板，等宽段为预制先张法预应力混凝土空心板，渐变段为现浇普通钢筋混凝土空心板，板厚均为 85 cm，板宽 1. 03m，18 m 桥宽横向 17 块板，25. 5 m 桥宽横向 24 块板。主桥所有板在纵桥向均有 50 cm 挑臂搭到“凸”形盖梁上。该桥下部结构均采用变截面方柱墩，倒梯形隐式盖梁。主桥宽 18 m 处的桥墩，墩柱上宽 3. 5 m，下宽 2. 5 m，盖梁两侧悬臂均为 7. 25 m，盖梁为后张法预应力混凝土结构。主桥宽 25. 5 m 处的桥墩为独柱墩，墩柱上宽 3 m，下宽 2 m，盖梁两侧悬臂分别为 4. 74、5 m，为普通钢筋混凝土结构。
盖梁主要病害
对揽军高架桥进行了检测，发现 51# 、61# 、71# 、81# 桥墩盖梁和墩身多处出现严重渗水和纵向裂缝等病害，具体阐述如下。
51# 盖梁
51# 桥墩为过渡墩且为整体式桥墩，其盖梁宽 18m，为后张法预应力混凝土结构。其病害主要表现为:
1) 盖梁西面严重渗水;
2) 盖梁西面多处出现纵向裂缝，裂缝最大长度达 3 m，最大宽度为 3 mm，主要出现在盖梁悬臂根部和中部;
3) 出现露筋、锈蚀等现象。
61# 盖梁
61# 桥墩为过渡墩且为整体式桥墩，其一侧为预应力混凝土预制空心板，另一侧为现浇钢筋混凝土空心板，桥墩盖梁宽 18 m，为普通钢筋混凝土结构。其病害主要表现为:
1) 盖梁东面严重渗水;
2) 盖梁两侧多处出现纵向裂缝，裂缝最大长度 2 m，最大宽度 0. 3 mm;
3) 盖梁西面悬臂中部钢筋锈蚀严重。
71# 、81# 盖梁
71# 、81# 桥墩为分离式桥墩，单幅桥墩盖梁宽12. 74 m，为普通钢筋混凝土结构。其病害主要表现为:
1) 盖梁东面严重渗水;
2) 盖梁两侧多处出现纵向裂缝，裂缝最大长度 2 m，最大宽度 1 mm;
3) 盖梁表面存在麻面等。
盖梁维护验算
根据该桥现阶段的病害情况，需立即进行维护，以达到如下目标。
1) 确保盖梁达到安全和正常使用的要求;
2) 限制盖梁裂缝进一步发展，避免钢筋和钢绞线锈蚀;
3) 在确保桥梁结构安全的前提下，尽可能做到投资最少，施工方便。
盖梁计算时上部荷载通过空心板由支座传到盖梁上，但由于活载通过支座传到盖梁的计算非常复杂，且不易计算准确，因此从简单安全的原则出发，仅考虑空心板自重通过支座传到盖梁上，汽车车轮纵向综合轮载则直接作用在盖梁顶面。采用《QJX桥梁综合程序( Windows 版) 》软件计算。根据计算，51# 、71# 、81# 盖梁的抗弯极限承载能力满足规范要求，但裂缝宽度超出规范容许值，因此维护设计主要针对减少裂缝宽度和抑制裂缝进一步发展。61# 盖梁的抗弯极限承载能力基本满足规范要求，但储备不大，且裂缝宽度超出规范容许值。计算得到原盖梁悬臂根部最大裂缝宽度达0. 22 mm，大于规范规定的 0. 2 mm 限值。对该墩盖梁补强预应力后，盖梁根部最大裂缝处为无拉应力，最小正压应力为 1. 6 MPa，既满足结构要求，又能限制盖梁裂缝进一步发展。
盖梁加固措施
目前混凝土结构的加固方法主要有以下几种:
1) 增大截面加固法;
2) 置换混凝土加固法;
3) 外加预应力加固法;
4) 外粘型钢加固法;
5) 粘贴纤维复合材加固法;
6) 粘贴钢板加固法等。根据揽军高
架桥盖梁验算结果及特点，若采用增大截面加固法，不仅对桥下净空影响较大，而且因本桥盖梁均为统一截面型式，若加大截面则还会影响景观，故本桥不考虑该方法。置换混凝土加固法主要适用于承重构件受压区混凝土强度偏低或有严重缺陷的局部加固，主要为加固柱、墙等构件，本桥也不适用。外接型钢加固法适用于需要大幅度提高截面承载能力和抗震能力的钢筋混凝土梁、柱结构的加固，而本桥承载力满足要求，故该方法也不适用。粘贴纤维复合材加固法与粘贴钢板法加固机理类似，从补强材料的作用机理看，钢板较为平整并有一定刚度，因此粘贴后的组合截面在受力初期即可参与工作。碳纤维布的纤维在粘贴后处于曲线状态，因此其需要预拉直力，且受力滞后于加载。此外，采用钢板贴合法也很经济。6 mm 的钢板 150 元 /m2 ，而碳纤维板要1 000 元 /m2 ，造价较高，且对施工工艺要求较高，故推荐采用粘贴钢板法。本桥根据验算结果，51# 、71# 、81# 桥墩盖梁承载力满足要求，但裂缝宽度验算不满足要求。病害调查发现其裂缝宽度较大，若采用外加预应力加固法能增设截面正应力储备，并限制盖梁裂缝的进一步发展，避免钢筋和钢绞线的锈蚀，故对该类盖梁采用此加固法。对于 61# 盖梁，调查发现裂缝宽度较小，抗弯承载能力验算基本满足要求，若采用粘贴钢板加固法，则可提高盖梁承载能力，阻止裂缝进一步开展。该方法施工工艺成熟，加固措施经济合理。下面对典型盖梁加固措施进行介绍。
51# 桥墩维护措施
在倒“T”形盖梁顶增设预应力，以提高盖梁安全储备，改善盖梁受力，具体措施如下。
1) 凿除倒“T”形盖梁顶桥面铺装和后浇筑的混凝土层。
2) 提升盖梁裂缝范围的空心板，并将其移至靠近盖梁悬臂根部侧相邻空心板上。
3) 宽度超过 0. 15 mm 的裂缝采用压浆法修补，宽度小于 0. 15 mm 的裂缝采用封闭法修补。
4) 种植钢筋，并布设预应力管道及加厚部分普通钢筋。
5) 浇筑盖梁顶加厚部分混凝土，待混凝土强度达到设计强度的 90% ，且混凝土龄期达到 7 d 后，穿预应力钢绞线并进行张拉，预应力钢绞线张拉控制应力为 0. 6 ftk ( 抗拉强度标准值 ) = 0. 6 × 1 860= 1 116 MPa，单束钢束张拉吨位为 1 562 kN。补强混凝土及钢束布置示意见图 1。
6) 空心板复位，并进行桥面系施工。
61# 桥墩维护措施在倒“T”形盖梁的翼缘外侧粘贴钢板，并在盖梁顶增设普通钢筋，以提高盖梁的安全储备，具体措施如下。
1) 凿除倒“T”形盖梁顶桥面铺装和后浇筑的混凝土层。
2) 提升盖梁裂缝范围的预制空心板( 另一侧现浇空心板不动) ，并将其移至靠近盖梁悬臂根部侧相邻空心板上。
3) 宽度超过 0. 15 mm 的裂缝采用压浆法修补，宽度小于 0. 15 mm 的裂缝采用封闭法修补。
4) 在盖梁 2 个侧面满贴 6 mm 厚钢板，钢板的定位和粘贴方式如下。
( 1) 采用灌浆法粘贴钢板。在混凝土表面种植钢筋来固定钢板，在混凝土相对应的位置打植筋孔，并种植钢筋，然后挂钢板拧紧螺母。往钢板内注胶，厚度 3 mm。
( 2) 涂刷 5 层防腐漆用于钢板防腐。
5) 浇筑盖梁顶加厚部分混凝土，移动空心板，使其就位，进行桥面系施工。
盖梁施工要点
5. 1 新旧混凝土接触面凿毛
为保证维护新浇混凝土与原结构混凝土结合良好并共同受力，凿除混凝土时宜从凿除区表面中间开凿，凿除区内原结构的构造钢筋不得剪除，浇筑维护混凝土时按原样予以恢复。
5. 2 钻孔种植钢筋
新旧混凝土接触面种植钢筋直径采用 Ф12mm、Ф16 mm 螺纹钢筋，种植锚筋埋深取 10 倍钢筋直径即 12、16 cm，钻孔直径为 16、22 mm，锚筋抗拔力在 30、50 kN 以上。
5. 3 预应力施工
张拉操作步骤: 初张拉( 张拉力 P0 为 0. 2 倍设计张拉力 P) →持荷 5min→量测延伸量 δ0 →张拉并用作防腐面漆，但氟碳涂料的选用却直接影响防腐效果。对氟碳涂料而言，强调组分匹配使用和涂装系统匹配，涂装材料和匹配不恰当则达不到防护效果。维持设计吨位P→持荷5 min→量测延伸量δ1→回油→量测延伸量δ2。
5.4 粘贴钢板
对钢板粘结面进行除锈和粗糙处理，直至出现金属光泽。喷砂除锈要求为SA2. 5 级，钢板表面粗糙度要求为40 ～80 μm。在钢板上钻植筋孔和注胶孔，注胶孔大小应与灌浆嘴匹配，并保证其周边密封。原则上植筋孔和注浆孔间距均为40 cm。用脚踏泵或其它灌浆机具从注浆嘴压入封缝胶，注胶压力控制在0. 4 MPa 以内。注胶应从最低一端开始，当邻近注胶嘴有胶液流出时，即应将当前的注胶嘴封闭，并移至出胶的注胶嘴继续注胶。最后一个排气管应在维持注入压力的情况下封堵，以防胶层脱空。常温(25 )下，固化不少于3 d，若固化温度降低，则固化时间应相应延长。
盖梁结语
采用增设预应力及粘结钢板法对揽军高架桥桥墩病害盖梁进行了加固施工，使盖梁的承载能力大大提高，并阻止了原有裂缝继续开展。自2007 年施工艺有一些特殊要求，故应让专业的涂装技术人员进行桥梁斜拉索防护涂装作业，确保斜拉索涂装质量。 2100433B
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