A11沪宁高速小马村通道桥
桥台加固维修方案
单 位：上海颖川佳固信息工程股份有限公司
日 期： 2016年5月
一、病害现状
小马村通道桥位于沪宁高速（A11）1201K+250，桥梁跨径为单跨6.0m，全宽37.0m，为人孔结构，上部结构为普通钢筋混凝土空心板梁，下部结构为带桩基的重力式桥台。2008年初沪宁高速进行拓宽改造期间，小马村桥进行了顶升更换支座、附属结构修复等维修项目。
下行方向桥面照片
根据竣工图纸显示，桥台台身为素混凝土结构，未设置钢筋；台帽为钢筋混凝土结构。如下图所示：
桥台照片
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桥台构造图
根据现场踏勘，桥台实际构造与竣工图纸有部分差异，其中台帽部分超出台身约3cm，且台身无明显倾斜角度。
桥梁拓宽前的原始桥台（东桥台）台身部分出现较为严重的混凝土开裂现象，局部混凝土剥落，在台身部位（台帽下约60cm处）呈现横向裂缝，如下图所示：
台身病害照片
2.1 裂缝病害描述
根据现场调查发现，位于边梁下方裂缝，斜向延伸至台帽下方，裂缝侵入台身深度约5cm，部分已剥落部位裸露深度在2~3cm，骨料裸露部位显示，原混凝土骨料为砾石。
裂缝走向照片
2.2 病害分析
一、混凝土骨料级配
已脱离部位混凝土骨料裸露，骨料为砾石，目测级配不合理，大粒径骨料过多，级配不连续，混凝土与骨料粘结力不足。
骨料照片
二、混凝土老化
沪宁高速始建于1992年，1996年通车，历时20余年运营，混凝土存在老化、碳化问题，若外部环境较差，包括温度、湿度的变化（如季节变化，日晒雨淋，风化），荷载力（承重，超载，水流冲击等）甚至接触到化学物质的腐蚀破坏等的综合作用下发生的冻融，裂缝，熔融，碳化等等现象，均会影响混凝土强度。
三、外力荷载
沪宁高速是上海交通要道，车流量较大，桥梁长期处于高频承载状态，上部荷载通过支座传递至台帽、台身。
台身为素混凝土结构，长期承受交变应力，在混凝土强度有所损失的前提下，沿局部承压部位斜向劈裂，直至开裂至台身表面，最终导致混凝土脱落。
根据结构受力特点，预测裂缝走向如下图所示：
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混凝土裂缝走向示意图
3.1 准备工作
1、 施工前必须按施工图定位放样，将维修加固部位在现场上定位；同时应注意环境湿度对树脂固化的不利影响，现场应控制环境湿度不超过70%。
2、 施工前应对需维修加固出混凝土做缺陷标示及记录，内容包括：裂缝长度、宽度、深度，蜂窝麻面的面积大小，钢筋裸露情况等。
3.2 维修加固方案
3.2.1 维修桥台台身开裂区域的混凝土破损
对于桥台台身开裂区域的混凝土破损，应凿除劣化混凝土至坚硬、结实的混凝土表面，凿除深度控制在5~10cm，然后再重新浇筑 聚合物混凝土，混凝土强度不得低于C40，边线应超出台帽边缘处5cm左右。混凝土内掺钢纤维材料，钢纤维用量为50kg/m3。
聚合物砂浆混凝土维修施工工艺为：
1）清除表面破损
将缺损部位劣质混凝土凿除至露出新鲜、密实混凝土，并清除表面待修补部分的浮锈，过程中密切关注结构的变化，注意不得损坏混凝土主体结构。凿除区域周边宜凿成规则的多边形，开凿范围以见新鲜密实混凝土为止，开凿区以及孔洞的四周边宜做成台阶状，台阶高差以不小于3cm为宜。
2）增设钢筋网片
涂刷基液后，在修补面铺上一层Ф12@150mm×150mm的钢筋网，正方形布置，网筋之间用扎丝间隔绑扎，钢筋搭接要牢，挂网时应确保有保护层，保护层不小于25mm。钢筋网通过M8化学锚栓与原混凝土连接，M8化学锚栓450×450mm设置一根，与钢筋网焊接牢固。
3）浇筑聚合物砂浆修补
立模浇筑聚合物细石混凝土并振捣密实，浇筑至原结构尺寸位置后，用刮尺刮平、抹子搓平，大面积施工可以采用抹光机磨平，局部未达到规定位置处应采用混凝土料补齐并振捣，严禁使用砂浆修补。待细石混凝土基本初凝时，用叶片抹光机抹不到的部位应用木抹子抹压，压实后再用铁抹子收光，终凝后及时拆模进行养护。
4）养护
在修补完成时，应在24小时内进行养护（可采用洒水、喷养护液或覆盖一层塑料薄膜等方法），表面应始终保持湿润状态，养护时间不得少于14天。养护后。在修补区域的外露表面无尘埃、无自由水且湿润的条件下，用聚合物水泥净浆后再纵横向分批涂抹二度。
3.2.2 台身表面粘贴普通碳纤维板进行加固补强
待修补后的台身混凝土强度达到设计强度后，再在台身混凝土外表面粘贴普通碳纤维板材料进行加固补强，利用碳纤维板粘贴在垂直于裂缝延伸方向以提高台身的承载能力和耐久性。加固碳纤维板规格为100mm宽，1.4mm厚，并采用专用粘结胶粘结。加固完成后，可在碳纤维板表面涂刷水泥净浆，颜色与混凝土表面颜色保持一致。其施工顺序为：
1）配置粘接树脂
首先，将碳纤维板配套浸润树脂在各自容器中单独搅拌，然后将B组分添加到A组分中，用电动搅拌器搅拌大约3分钟直到所有的彩色条纹消失。然后将整个混合物导入一个清洁的容器中并再次低速搅拌大约1分钟使其中空去含量尽可能最小。
适用期从两组分（树脂和固化剂）混合开始计算。外界温度低则适用期长，温度高则短。混合的材料数量越大，使用期越短。为在高温时获得更长的适用期，可将混合的材料分成小组分或在混合前将两组分先冷却。
2）施工方法及准备
施工前须按施工图定位放样，将加固部位在现场上定位。
施工前应对需加固处混凝土做缺陷标示及记录，内容包括：裂缝长度、宽度、深度、蜂窝麻面的面积大小，钢筋裸露情况等。
3）碳纤维板施工工艺
现场根据图纸下料，对加固碳纤维板的规格长度宽度厚度进行核查，应注意板两边有无劈裂。
在进行涂胶施工前，应检查所用胶粘剂是否与提供的材料产品说明书相符，使用材料是否过期；胶黏剂的搅拌应按照产品说明书严格控制。
胶黏剂搅拌时，应严格防止异物落入其中，应远离正在进行混凝土基层打磨现场或采取严密防止措施避免灰尘落入。
注意施工时环境温度对胶黏剂固化的影响，应遵照产品说明书规定对搅拌加以调整。胶黏剂内不得添加其他溶剂。
在涂刷粘结剂钱，应用丙酮将碳纤维板需要涂粘接剂的面擦拭到用白布检查无尘粒为止。粘贴多层板时，应注意在下层的板是否两面都经过清洁处理。
粘贴前，再次按照设计图要求对加固区域进行定位确认，必要时放线。
涂刷粘结剂时，将擦拭后的碳纤维板在涂刷槽内缓慢匀速拉动，使得你啊阶级均匀地涂在碳纤维板上。粘结剂的平均厚度要求为不小于3mm。为保证粘结质量，每平方碳纤维板的用胶量不得小于8.0kg。
涂刷粘结剂后应该激励进行碳纤维板的粘贴，按事先的定位将碳纤维板防止在加固面上，用辊筒对碳纤维板均匀施压，直至板两侧有粘结剂压出，确保胶内无孔洞，板面应平整，随后及时将溢出的粘结剂刮除。
在粘结板的全部过程中，必须采用严格措施保证碳纤维板表面和粘结剂的清洁。
粘结剂的固化一般在常温下即可。对于粘贴好的碳纤维板在24小时内，严禁搅动，完全固化一般需要3天左右（室外温度在30℃左右）
3.2.3 清理伸缩装置处的板梁梁缝，更换伸缩缝橡胶止水带
由于空心板梁上部区域可能与桥台靠背顶死，因而本次维修先去除原有伸缩缝橡胶止水带，然后再仔细检查梁缝内是否存在建筑垃圾等硬物填塞梁缝间隙，并且尽可能清楚原有垃圾。
3.2.4 临时支撑措施
维修时采取必要的临时支撑措施，防止出现突发性事故，施工过程中可在梁底靠近桥台位置处设置临时性整体支撑系统。支撑系统由5根320钢管立柱、千斤顶（200吨）、25b双拼工字钢分配梁、2cm厚的钢垫板与若干槽钢组成。
采用空间有限元软件MIDAS/CIVIL2011建立上部结构模型计算得出，单侧桥台受到竖向极限力为187.7吨，即每个千斤顶最大受力为38吨，为保护上部结构不受损，考虑采用最大荷载为200吨的千斤顶以保证施工安全。
上部结构空间有限元模型
上部结构剪力包络图(单位：kN)
（极限承载力状态下）
临时支撑系统及施工过程图示如下：
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临时支撑防护正面图
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临时支撑防护侧面图
3.3 施工方案说明
原桥台台身为素混凝土结构，由于施工质量、材料质量、外在因素等多种原因造成了目前台身混凝土开裂、脱落的病害。后期修复加固应着眼于提高台身承载性能、提高桥台耐久性、修复既有病害三个原则。
1）该项目的施工顺序以横桥向2~3m为一个施工段（如下图所示），隔段施工。
具体顺序为：第一段→第三段→第二段→第四段；
第五段→第七段→第六段→第八段。
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2）我司所提出的主要加固方式是通过植入化学锚栓，使素混凝土台身内拥有筋材，提高素混凝土抗剪、抗冲切能力、局部承载力；同时通过在台身表面挂钢筋网并与化学锚栓连接后，浇筑 灌浆料或聚合物砂浆混凝土，使台身易开裂区域与其余区域连接成整体受力，降低局部开裂的可能。化学锚栓挂网修复方式类似于隧道衬砌施工方法，可有效提高台身承载抗裂能力。
若桥台裂缝较为深入，需要将梁端稍微顶起，脱落支座后由钢支撑承载，再进行台身破损部位凿除，防止台帽偏载倾覆。
维修工程主要数量汇总
本文来源：https://www.2haoxitong.net/k/doc/b4ee93d0cd1755270722192e453610661ed95ab7.html
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