1.前 言
在遭受5.12汶川大地震后，災區(qū)道路橋梁受到程度不同的破壞，有的報廢，有的修復加固后仍可繼續(xù)使用，通過加固修復可節(jié)約能源，降低工程造價，縮短工期，減少垃圾保護環(huán)境，我公司承建的平武縣涪江飛龍橋加固工程，采用新型材料進行了橋梁加固施工技術，對橋主拱圈加大截面，圓滿完成了施工任務，得到了災區(qū)相關部門的好評，取得了明顯的社會效益和經濟效益。為便于推廣經研究總結形成該工法。
2.工法特點
2.1 對遭到破壞或承載力不足的拱形橋梁進行補強加固。
2.2 對主拱圈底部增加一層鋼筋混凝土，使橋梁恢復到原設計承載能力。
2.3 采用水泥基滲透結晶型防水膠結材料對結構裂縫進行高壓灌縫處理，采用結構膠植筋技術和建筑結構加固料進行混凝土施工等方法。
2.4 該技術具有保持橋梁原貌、保證質量、降低工程造價、節(jié)能、環(huán)保等優(yōu)點。
2.5 采用的移動貝雷桁架，運輸、安拆簡單方便、勞動強度低、施工速度快。
3.適用范圍
該工法適用于拱形橋梁、建（構）筑物的整體加固補強施工。
4.工藝原理
該工法是在不改變原結構受力特點的情況下進行補強加固，主要是將橋拱和裂縫進行補強灌縫、原混凝土剔毛、橋面開澆灌孔、植筋，綁加固主筋，支底模，澆灌自流平混凝土使其與橋梁形成一體，拆模后與原結構共同實現(xiàn)橋梁的承載力。
5.2 操作要點
5.2.1加固用施工滿堂腳手架體搭設與拆除
1、搭設本施工架體的總體設想
該架體只用于橋梁加固施工腳手架體，不用來承擔支模，架體搭設高度約18m，無需計算按常規(guī)搭設即可。其基礎設置在橋墩及河底灘上，經過開挖澆灌混凝土處理后，采用貝雷架作施工架體的搭設平臺，在其上搭設施工腳手架。
2、工藝流程
平整開挖河灘→澆灌貝蕾架基礎→組裝搭設貝雷架支墩→河流中部滿搭設貝蕾桁架梁→搭設施工用滿堂腳手架體→搭設剪刀撐等構造連接措施→鋪施工用腳手架板→掛安全水平網及密目網→檢查驗收。
3、架體的搭設
1）搭設要求：立桿橫、縱間距1.5m，步距1.5m，在搭設滿堂腳手架時，其立桿下鋪設250mm×50mm的通長木板。
2）桿件：搭設時立桿間距垂直度不應大于架高的1/200，相鄰兩根立桿的接頭應錯開500mm，并力求不在同一步上。各桿件相交伸出的端頭，均應大于100mm，以防止桿件滑脫。內外立桿加設掃地桿。
3）剪刀撐：剪刀撐與地面夾角為60°，每隔3步5根布設一組剪刀撐，剪刀撐除兩端用旋轉扣件與腳手架的立桿扣緊外，在其中間應增加2～4個扣節(jié)點，搭接長度1m用三個旋轉扣件與腳手架的立桿扣緊。
4）腳手板：所有操作層滿鋪腳手板，側邊鋪設一塊腳手板作為擋腳板。對接頭處鋪設的腳手板，其接頭下面設兩根小橫桿。
掛網處理：所有外露面均滿掛密目網及苫布封閉，在操作層底部掛大眼水平網。
4、外架拆除
1）外架拆除順序，應為先搭的后拆，后搭的先拆。
2）根據(jù)工程實際情況，如腳手架采取分段式分立面拆除時，不拆除的腳手架兩端應先設連結桿及斜向橫撐。
3）腳手架拆除應注意成品保護，不得損壞已施工完的包墻面及外窗窗玻璃。
4）各構件必須及時分類放置，扣件裝袋傳樓層內運出，嚴禁拋扔，鋼管由人工傳至地面，不得在外架上集中堆放。
5.2.2 植筋施工
1、施工工藝流程：定位→鉆孔→清孔→鋼材除銹→錨固膠配制→植筋→固化、保護→檢驗拉拔試驗。
2、施工要點：
1） 定位
按設計要求標示鉆孔位置、型號，若孔位碰到基材上已有鋼筋，鉆孔位置可適當調整。但均應植在箍筋內側（對梁、柱）或分布筋內側（對板、剪力墻），且鉆孔可盡量靠近欲接長的已有鋼筋（力傳遞效果更好）。
2） 鉆孔
a鉆孔采用電錘鉆成孔，如遇鋼筋宜調整孔位避開。
b鉆孔孔徑d+4~8mm(小直徑鋼筋取低值，大直徑鋼筋取高值，d為鋼筋、螺栓直徑)。
c當基材強度等級不低于C20，對HRB335（Ⅱ級）、HRB400、RRB400（Ⅲ級）級螺紋鋼筋，Q235、Q345級螺栓和5.6級螺桿，鉆孔孔深15d，單根拉拔試驗錨固力一般即大于鋼材屈服力值。對無螺紋（即光圓）鋼筋或螺桿，鉆孔深度宜再增加5d以上。
d實際鉆孔深度可參考15d的基準，根據(jù)實際所需錨固力大小，并考慮構造長度要求，按照《混凝土結構加固設計規(guī)范》(GB50367-2006)計算確定。
3） 清孔
a鉆孔完畢，檢查孔深、孔徑合格后將孔內粉塵用壓縮空氣吹出，然后用毛刷、棉布將孔壁刷凈，再次壓縮空氣吹孔，應反復進行3~5次，直至孔內無灰塵碎屑，最后用棉布蘸丙酮拭凈孔壁，將孔口臨時封閉。若有廢孔，清凈后用植筋膠填實。
b鉆孔孔內應保持干燥。
4）鋼材除銹
鋼材錨固長度范圍的鐵銹、油污應清除干凈（新鋼筋、螺栓的青色氧化外皮也應除去），并打磨出金屬光澤，采用角磨機和鋼絲輪片速度較快。
5） 錨固膠配制
a LYJGN®植筋膠為A、B兩組份，配膠宜采用機械攪拌，攪拌器可由電錘和攪拌齒組成，攪拌齒可采用電錘鉆頭端部焊接十字形Φ14鋼筋制成。少量(指0.5kg以內)也可用Φ6、Φ8細鋼筋棍人工攪拌。(注意：僅用膩刀拌和，不能保證攪拌均勻)。
b取潔凈容器（塑料或金屬盆，不得有油污、水等雜質）和稱重衡器按配合比混合，并用攪拌器攪拌10分鐘左右至A、B組份混合均勻為止。攪拌時最好沿同一方向攪拌,盡量避免混入空氣形成氣泡。
c膠應現(xiàn)配現(xiàn)用，每次配膠量不宜大于5kg。
6） 植筋
該工程所植結構加固用筋，還用作吊模加固（焊）螺栓兩用。
a垂直孔植筋將膠直接流、搗進孔中即可。
b水平孔植筋可用Φ6細鋼筋配合托膠板（干凈木板）往孔內搗膠，也可讓施工人員戴好皮手套，將配好的膠成團塞、搗進孔內。
c倒垂孔植筋請選用高觸變型植筋膠，該膠不流淌，可成團塞、搗入孔。
d鋼筋、螺栓可采用旋轉或手錘擊打方式入孔，手錘擊打時，一手應扶住鋼筋或螺栓，以保證對中并避免回彈。若先將一較短電錘鉆頭端部焊接6mm厚小鐵板，然后將電錘功能調為沖擊狀態(tài)，利用電錘的持續(xù)沖擊力，可克服植筋膠的阻力，快速無回彈地將鋼筋送至孔底。大量或大直徑植筋推薦采用此方式。
e錨固膠填充量應保證插入鋼筋后周邊有少許膠料溢出。
7）固化、保護
a植筋膠有一個固化過程，日平均氣溫25℃以上12小時內不得擾動鋼筋，日平均氣。溫25℃以下24小時內不得擾動鋼筋，若有較大擾動宜重新植。
b LYJGN®植筋膠在常溫、低溫下均可良好固化，若固化溫度25℃左右，2天即可承受設計荷載；若固化溫度5℃左右，4天即可承受荷載，且錨固力隨時間延長繼續(xù)增長。
8）檢驗
植筋后3~4天可隨機抽檢，檢驗可用千斤頂、錨具、反力架組成的系統(tǒng)作拉拔試驗。一般加載至鋼材的設計力值，檢測結果直觀、可靠。
5.2.3 模板工程
1、情況介紹
模板是施工過程中的臨時結構，依靠它控制結構物尺寸的精度，直接影響工程質量、施工進度和工程造價。模板必須具有足夠的強度、剛度和穩(wěn)定性，能可靠地承受施工過程中可能產生的各項荷載。同時模板應便于制作，裝拆容易，施工操作方便，保證安全。
2、施工工藝及要點
材料選用→受力分析→焊接吊桿→放樣加工模板→模板支設→加固模板→支設澆灌及觀察孔模
1）材料選用：模板采用膠合木板加工制作。每片膠合木板尺寸為2.44m×0.6m。用斷面為100 mm×50mm的方木作方格骨架，膠合板固定在方格骨架上，方木方格骨架作為模板的肋。模板沿拱跨度方向和橫向分塊，制作成獨立單元塊件，安裝時拼裝成整體拱形模板。模板板面應光滑平整，接縫嚴密，模板縫隙用泡沫塑料填塞，并注入801膠水，以確保密封可靠，灌注混凝土時不漏漿。
2） 受力分析：
絲桿受力計算：絲桿數(shù)量：19×101=1919根
模板重量:(900m2×0.03m+0.1m×0.06m×11m×50)×900kg/m3=27270kg
鋼管重量：11m×100×3.5kg/m=3850kg
混凝土重量:90m3×2500kg/m3=225000kg
其它附加荷載:5000kg
每根絲桿承受的重量:(27270+3850+225000+5000)kg/1919=136.07kg
每根絲桿承受拉力的能力由試驗確定。絲桿與植筋的焊接試件送試驗室作拉力試驗，其抗拉強度為：30KN，故滿足該方案強度要求。
3）在拱圈植筋上焊接鋼制絲桿，絲桿間距600mm。
4）測量放樣，根據(jù)原有拱的矢跨比（本項目為1/5）放樣出截面加大后的拱圈弧度及弧與玄的距離利用螺帽固定。從而確定了自流平混凝土的厚度（具體做法見模板構造詳圖5.2.3-1）。
模板構造詳圖5.2.3-1
5）絲桿固定拱腹模板。在拱腹模板的方木肋條上開圓孔，方木肋條兩側布鋼管，絲桿穿過圓孔，加蝴蝶扣、螺帽，將鋼管連接在絲桿上，以固定拱腹模板。
為了安全在拱下位置絲桿進行加密,間距采用300mm（具體做法見植絲桿詳圖5.2.3-2）。
植絲桿詳圖5.2.3-2
6）觀察孔及入料孔的設置：
根據(jù)拱實際情況設置觀察孔及入料孔，每排（縱、橫向）觀察孔為300×300mm，間距四周邊為1m，中間間距為2m設置觀察孔和入料孔，自流平混凝土的澆筑情況?？紤]到混凝土的整體密實性和模板的密實性觀察孔和入料孔設置為同一孔洞。
5.2.4 混凝土灌注工程
1、情況介紹
由于是在原拱腹下面加厚拱圈，若采用一般混凝土，灌注和振搗都很難進行。因而加固拱圈混凝土采用HUAYU-45建筑結構加固料，這是一種流動性很好、不須振搗、強度很高的材料，稱之為自流平混凝土。
2、工藝流程及施工要求
澆灌方法的選擇→澆灌線路確定→混凝土攪拌及輸送設置→各班組分工與配合→澆灌控制要點→養(yǎng)護→拆模→吊桿拆除及處理
1）經研究采用拱下（橋墩兩側斜面）模板上開窗灌注與拱上開孔灌注相結合。施工過程處于可觀察、可控制、可連續(xù)順利進行狀態(tài)。
拱圈混凝土灌注應遵循兩側對稱同步進行的原則。工人24小時三班倒，人息機不停、一氣呵成、連續(xù)灌注的方法。
2）在拱下模板上開窗灌注靠近拱座的傾斜段的混凝土，在原主拱圈頂部開孔灌注拱頂接近水平的段落的混凝土，先拱下灌注、后拱上灌注相結合的方法完成加固拱圈混凝土的灌注。拱腹模板上開窗位置和數(shù)量，從減少混凝土流程和加快進度兩方面考慮。灌注時，混凝土料斗可安置在橋面上，自流平混凝土通過膠管通向灌注窗口，灌注混凝土。
3）機械設備的設置
在橋面上設置四臺滾筒式攪拌機，（橋的左幅和右幅各設置兩臺，在攪拌機旁設置蓄水池或者蓄水桶）設置專用的下料通道和上下行人通道和足夠的照明設施。
4）各班組分工與配合
在出料端和接料端設置接料斗以及施工操作平臺。操作人員分為三組：制料班組、運料班組、澆筑班組。
a制料班組：在橋面的人行道上對料進行制作，并負責通過出料斗運至接料斗 (出料斗和接料斗采用特制溜槽連接)。
b運料班組：在施工平臺中操作，負責從接料斗處運至澆筑位置。
c澆筑組：在施工平臺中操作，負責澆注自流平混凝土并時刻觀察混凝土密實程度和模板有無漏漿情況。
5）澆灌控制要點
a必須按照廠方提供的技術要求拌和，特別要注意加水量的控制（12%--14%），以保證混凝土的流動性和強度。加水量的控制根據(jù)設計加水量和每罐材料用量，稱量出每罐需加水量并用專門的容器進行度量。
b在澆筑過程中派專職的觀察員通過預留的觀察孔對自流平混凝土的密實程度進行觀察。如發(fā)現(xiàn)有流動不通或發(fā)現(xiàn)密實度不好的地方可以用木制榔頭輕擊模板。
c當澆筑至橋面預留孔洞時應繼續(xù)澆筑，待橋面預留孔洞冒濃槳后方可停止?jié)仓?。當澆筑至預留孔洞或觀察孔的時候，應采用已經準備好的斜口（下端300×300mm上口310×310mm）模板將孔洞封閉。檢查封閉牢固、不漏漿后方可繼續(xù)澆筑。
d 在混凝土灌注過程中，模板工程必須派專人值班，應備齊工具和維修模板的材料；認真觀察模板在施工過程中有無變形、下墜、漏漿現(xiàn)象，發(fā)現(xiàn)問題，立即采取措施，對模板進行加固、修補，保證混凝土灌注施工順利進行。
6）混凝土澆筑完后應連續(xù)濕潤模板3天以上，隨后養(yǎng)護至設計強度。
7）模板的拆除：待模板養(yǎng)護至設計強度的80%時方可脫模。在拆模時按照先支后拆，后支先拆的原則。拆后的模板和材料應及時轉運，不得長期堆放在腳手架及施工平臺上并且堆放高度不得超過1m。
8）預埋絲桿的處理：拆模后把吊模施工用的預埋絲桿，采用手砂輪切割，切割完后，對絲桿頭用5mm細篩對加固料進行篩選篩余的細料按照12%加水的配合比拌制成砂漿對絲桿頭進行封堵。
6.材料與設備
6.1 材料
6.1.1混凝土選用HUAYU-45建筑結構加固料，自密型免振混凝土。
6.1.2 鋼筋必須符合《鋼筋混凝土用鋼》（GB1499—2007）的規(guī)定，鋼筋的規(guī)格型號等必須滿足設計要求，鋼筋出廠合格證、檢驗報告和力學性能復式檢驗報告。
6.1.3 所用型鋼應附質量證明書，并符合設計文件的要求，如對材質有疑議時，應抽樣檢查，其結果應符合國家標準的規(guī)定和設計文件的要求方可采用。連接材料（焊條、焊絲、焊劑、等強度螺栓、精制螺栓、普通螺栓及鉚釘?shù)龋┚鶓接匈|量證明書，并符合設計文件的要求和國家標準的規(guī)定。嚴禁使用藥皮脫落或焊芯生銹的焊條，受潮結塊或已燒過的焊劑及銹蝕、碰傷或混批的高強螺栓。
6.2 機械及設備
6.2.1 土方開挖：挖土機、裝載機、自卸汽車。
6.2.2 混凝土施工設備：混凝土振動器、混凝土攪拌機、混凝土運輸泵。
6.2.3 加固用主要機具：電錘、風鎬、空壓機、角磨機、攪拌器、衡器.
6.2.4 監(jiān)測系統(tǒng)：水準儀、經緯儀、測力儀表、對講機、 播音設備。
6.2.5 其它設備：汽車起重機混凝土切割機、空心壓縮機、風錘、電焊機、鋼筋切割機、鋼筋調直機、鋼筋彎曲機、萬能桿件、貝雷梁。
7.質量控制
7.1 有關標準、規(guī)范(見表7.1)。
7.2 質量保證措施
7.2.1 技術人員認真堪對現(xiàn)場情況，熟悉設計圖紙，并認真向施工班組交底。針對每道工序，嚴格檢查監(jiān)督，認真落實工程“三檢制”，與時俱進地做好各種工程材料的填報與簽字確認工作。
7.2.2 做好原材料檢驗，合格方可使用。針對質量通病編制出切實可行的糾正和防治措施。以及各項施工及原始檢查記錄，及時整理、記錄、時歸檔。
7.2.3 施工過程中，必須嚴格按照現(xiàn)行鋼筋施工工藝標準、混凝土施工工藝標準及鋼結構施工工藝標準中質量保證措施執(zhí)行。
8.安全保證措施
8.1 遵守《施工現(xiàn)場安全技術操作規(guī)程》和地方有關施工現(xiàn)場安全生產管理規(guī)定。
8.2 認真貫徹“安全第一、預防為主、綜合治理”的方針及國家有關規(guī)定、條例，結合工程的具體特點，組織成立以項目經理全面負責、專職安全員、班組長及用電負責人組成的安全生產領導小組，執(zhí)行安全生產責任制，明確各級人員的職責，抓好工程的安全生產。確保安全生產目標的實現(xiàn)。
8.3 認真落實安全生產崗位責任制、交底制和獎罰制。每道工序施工前必須逐級進行安全交底，并全面落實。對特殊工種人員，必須持證上崗，對違章作業(yè)造成事故的追究當事人直接責任。
8.4 混凝土澆筑施工作業(yè)中，要注意觀察模板、吊植及支架等有無過大變形或松脫現(xiàn)象，發(fā)現(xiàn)問題，應及時處理。
8.5 施工現(xiàn)場的臨時用電嚴格按照《施工現(xiàn)場臨時用電安全技術規(guī)范》的有關規(guī)定執(zhí)行。使用的手持照明燈應采用36V的安全電壓。現(xiàn)場臨時用電按規(guī)范要求接駁不允許違章用電。為確保安全，在施工現(xiàn)場布置足夠的照明燈光，警示標志，圍護設施。
8.6 本工程施工在河流上空的高架上作業(yè)，對腳手架的穩(wěn)定性、牢固性應仔細認真檢查，確保安全。腳手架四周及腳手架下方均應安裝防護網。施工人員必須系安全帶，戴安全帽，戴防護手套。避免人員失足墜落受傷，避免墜物傷人，避免加固料對手的腐蝕傷害。在拱腹模板的安裝和拆除及運輸過程中，應注意安全。
8.7 各類房屋、庫房、料場等的消防安全距離做到符合公安部門的規(guī)定，室內不堆放易燃品；嚴格做到不在木工加工場、料庫等處吸煙；隨時清除現(xiàn)場的易燃雜物；不在有火種的場所或其近旁堆放生產物資。
8.8 氧氣瓶與乙炔瓶隔離存放，嚴格保證氧氣瓶不沾染油脂。乙炔發(fā)生器有防止回火的安全裝置。
8.9 電纜線路應采用“三相五線”接線方式，電氣設備和電氣線路必須絕緣良好，場內架設的電力線路其懸掛高度和線間距除按安全規(guī)定要求進行外，將其布置在專用電桿上。配電設施的金屬外殼應有可靠的保護線連接，移動式電動工具及手持電動工具的保護線必須采用銅芯軟線，并應采用高靈敏的漏電保護裝置。
8.10 施工現(xiàn)場按符合防火、防風、防雷、防觸電等安全規(guī)定及安全施工要求進行布置，并完善各種安全標識。
9.環(huán)保措施
9.1 成立施工環(huán)境衛(wèi)生管理機構，在施工過程中嚴格遵守國家和地方的有關 法律、法規(guī)和規(guī)章，加強對施工燃油、工程材料、設備、廢水、生產生活垃圾、棄渣的控制和治理，遵守防火及廢棄物處理的規(guī)章制度，做好交通疏導，充分滿足便民要求，隨時接受相關單位的監(jiān)督檢查。
9.2 將施工場地和作業(yè)限制在工程建設允許的范圍內，合理布置、規(guī)范圍擋，做到標牌清楚、齊全，各種標識醒目，施工場地整潔文明。
9.3 設立專用排水溝，對施工污水進行有序集中排放，認真做好無害化處理，從根本上防止施工污水污染河流等。
9.4 定期清運施工棄渣及其它工程材料運輸過程中的防散落與沿途污染措施，施工污水除按環(huán)境衛(wèi)生指標進行處理達標外，并按當?shù)丨h(huán)保要求的指定地點排放。棄渣及其它工程廢棄物按工程建設指定的地點和方案進行合理堆放和處治。
9.5 優(yōu)先選用環(huán)保機械。杜絕混凝土運輸車輛遺灑減少環(huán)境污染，混凝土運輸車輛進出大門時必須清理干凈。
10.效益分析
10.1 隨著5·12汶川大地震的災后重建與修復，本工法為避免了該橋梁的拆除，最大限度地保存該橋的特點及歷史原貌，為橋梁修復提供了新的方法。
10.2該橋梁加固施工技術將對橋梁的造價降到了最低，施工期最短，恢復通車時間最快，對橋梁本身結構影響較小，對鄰近相鄰橋段及周圍環(huán)境無影響。為災后重建順利打通了道路，加快了災區(qū)經濟建設，為老百姓生活提供了便利的交通。
10.3 橋梁補強加固技術節(jié)省能源、成本低、省工省時，據(jù)統(tǒng)計，橋梁加固所需費用約為拆除重建費用的30%，還減少拆除引起的環(huán)境污染。
10.4 本工法在橋梁加固過程中，采用了貝雷架與普通鋼管腳手架系統(tǒng)相結合，大大縮短了施工工期。
11.應用實例
我公司援建的四川平武縣飛龍大橋加固改造項目于2009年6月20日開工，2009年12月20日竣工，在2010年元旦順利通車。該項目投資近1700萬元，是我省援建四川平武縣110個建設項目之一，也是平武縣城災后重建路網規(guī)劃的最重要的橋梁。
該平武縣飛龍大橋始建于1986年，是一座26孔多跨上承式圬工拱橋，橋梁橫跨涪江兩岸，全長487米，是平武縣城區(qū)唯一一座可供機動車通行的橋梁，也是平武縣城出入綿陽及九寨溝的重要交通節(jié)點。在 5·12汶川地震中，大橋橋梁損壞嚴重，不能正常使用，需維修加固后才能投入使用。
現(xiàn)經加固補強后，已使用半年多來未發(fā)現(xiàn)任何質量問題，證明加固后的承重性、穩(wěn)定性良好，工程加固非常成功。
