管桥维修加固施工技术分析

    徐强

    摘 要：基于我国复杂地形，水、燃气等资源在输送过程中难免会遇到层层阻碍，地区间资源无法自由流动。在这种情况下，管桥应运而生，承载水利水电输送管道，能够有效加快水利水电运输速度，具有极其重要的意义。但是，大多数管桥历史较为悠久，自建立之初至现今，已有几十年时间，长期由于各种原因而受到磨损，使得管桥出现变形、裂缝等情况，不利于水利水电持续输送，且存在各种安全隐患。因此，必须重视对管桥的维修加固，并不断提高维修加固施工技术水平。在此基础上，本文以贵溪火电厂灰管桥为例，分析管桥维修加固施工技术，为管桥维修加固提供相关参考。

    关键词：管桥;维修加固;施工技术

    1 概述

    1.1 工程概况

    贵溪火电厂灰管桥是建于1984年，桥长360.37m，桥梁上部结构为10孔标准跨径为33m的普通钢筋混凝土“T”型梁，T梁计算跨径为32.20米，T梁预制长度为32.95米，墩中距为33米，横向由6片有横隔板装配式钢筋混凝土“T”型梁组成，主梁与主梁用钢板电焊接头，其间接缝用与主梁同标号砂浆填塞。下部结构0#、10#台为扩大基础U型桥台，桥墩采用双柱式墩，1#～5#墩为扩大基础，6#～9#墩为桩基础。桥梁宽度9.6m。

    1.2 维修加固基本原则

    由于管桥关系水利水电的输送，所以在对管桥進行维修加固时，必须结合管桥自身具体情况、所处区域气候条件、受损程度等各要素，从整体角度出发进行考虑和分析。在维修加固管桥时，必须遵循以下基本原则：（1）就材料选择而言，必须选择耐久性强且耐腐蚀性能良好的材料，以满足施工需要;（2）就管桥维修而言，应充分考虑管桥使用现状，将管桥承载力纳入考虑范围，借鉴其他管桥维修加固成功经验，以更高效、更优质完成管桥维修加固工作，为水利水电输送提供便利;（3）就维修加固的方法而言，应确保该方法经济性高，能够加快施工速度，且尽可能减少对周边环境的影响。

    2 管桥维修加固施工基本流程

    2.1 管桥检测

    从本质上来说，对管桥进行维修加固，就是对管桥所存在的各种质量问题加以解决并修复。一旦管桥质量出现问题，必然会导致水利水电管道输送工作难以继续进行，从而无法满足水利水电需求。因此，对管桥及时进行维修加固工作显得极其重要，而为更好开展维修加固工作，必须先对管桥进行检测，包括了解维修加固的具体内容、增强荷载相关技术方法、管桥病害特点等。在对管桥进行检测时，必须深入掌握加固管桥所需装备，基于管桥病害检测结果，对施工图纸进行合理设计，确定加固管桥的维修方案。

    2.2 病害评价

    在对管桥进行维修加固的过程中，病害评价是极为重要的一个环节，且必不可少，必须按照相关规定完成病害评价工作。在对管桥病害进行评价时，应将管桥承载力、功能特点、使用价值等各要素考虑在内，并作出综合评价。另外，评价管桥使用功能时，需从两个方面入手：一是就管桥设计指标而言，对其进行深入分析，并判断其是否与工程标准相符，包括孔径、桥面净空、设计荷载、基础深埋等指标;二是就管桥桥梁结构而言，必须对其进行充分了解，只有在充分了解基础上，才能更好开展病害评价工作，以确保评价准确性。

    2.3 加固施工及检测

    之所以要对管桥进行加固，是因为其现有结构已经无法满足水利水电输送需要，同时存在各种各样的安全风险，于周围环境不利。在对管桥进行加固时，必须以管桥检测结果以及病害评价结果为依据，就加固维修方案中不合理部分或者未涉及部分，对其完善并不断补充，以使该方案满足施工需求。在选择最佳施工方案之后，应对施工流程进行合理安排，有效控制相关技术指标。另外，在加固工作完成后，必须再次检测管桥，可通过动荷载以及静荷载试验对管桥维修加固结果进行综合评定。

    3 管桥维修加固施工技术分析

    3.1 预应力加固

    在对管桥进行维修加固时，可施加预应力，能够防止管桥裂缝的进一步延伸，避免桥体出现变形情况，提高维修加固质量，以此更好完成加固工作。在使用预应力对管桥进行加固时，就体外预应力钢筋选择而言，可选用精轧螺纹钢、高强钢丝束、钢绞线等不同样式，对管桥原有结构的受力状况加以改善。就预应力类型选择上，可根据管桥日后维修加固需求，选用不可更换、可更换、可补拉等类型，便于日后工作开展。此外，预应力在加固过程中，自重不会有很大增加，且墩台基础所承受压力也较小，对于管桥维修加固工作而言作用巨大。

    3.2 粘贴钢板

    部分管桥建造年代十分久远，在荷载设计上标准较低，再加之年久失修，极容易转变成危桥，导致管桥结构老化和失稳，质量问题十分严重。因此，必须及时对管桥进行维修和加固，以确保管桥正常使用，完成水利水电输送。在对管桥进行加固时，可选用粘贴钢板法，即利用建筑结构胶，将高强度钢板与需加固处理部位进行粘粘，与原混凝土共同作为整体受力，将钢板强度充分发挥出来，增强构件刚度，提高其承载力。针对管桥主筋锈蚀十分严重、承载力不足等情况，可选用粘贴钢板法，施工简单且快速，加固所需周期也比较短，且不需占用很大空间，但是使用该方法时，需要对钢板进行防腐养护，任务较为繁重，且该方法对工艺要求十分高。

    3.3 桥面补强层加固

    在使用桥面补强层加固法时，需将钢筋混凝土层覆盖一层于桥面板上，令其与原有桥面融为一体，满足桥面刚度需求，以增强管桥整体承载能力。但是由于该方法受补强层厚度影响，所以更适用于跨径较小的管桥。另外，由于对桥面进行补强层加铺，桥面高度必然会受其影响，因此在桥面纵坡或者路面连接处必须进行相应调整。在对桥面进行补强层加固时，主要包括以下几个工艺要点：（1）将原有桥面的铺装进行拆除;（2）完成钢筋种植;（3）对桥面钢筋网进行铺设;（4）开展桥面浇筑工作，并完成混凝土铺装。

    3.4 粘贴碳纤维

    在对管桥进行加固维修时，还可使用粘贴碳纤维法，即利用环氧树脂，将碳纤维与管桥混凝土结构受拉表面进行粘贴，以增强碳纤维抗拉强度，从而与管桥受损面进行结合，形成新受力整体，实现荷载力的提高。在管桥加固具体实践中，应用粘贴碳纤维法可以更好完成加固工作，实现预期补强效果。而且，与钢板相比，碳纤维的抗拉强度更强，远远超过钢板，即便环境恶劣，抗腐蚀效果也十分明显。在贵溪火电厂灰管桥中，便采取了粘贴碳纤维法，对碳纤维布与碳纤维板都作出了相应规定。

    4 管桥维修加固施工技术应用

    贵溪火电厂灰管桥建造时间较长，经过多年运营使用，存在各种病害。而且由于鹰潭市中心城区的供水管道需要经过该桥，并初步拟定将桥面上下游侧的2根灰水管进行拆除，并更换为2根直径为1.2m，厚12mm的钢水管（单根水管每延米重量约1438kg），更换后含桥上现有管道每延米重量约4914kg。在对管道进行更换后，总重量已经超过原设计的荷载，而且就横向分布具体情况来说，管道发生了很大变化，在水管的直接作用下，极易造成梁体超载。

    基于此，该工程在对灰管桥进行维修加固时，主要從以下几个方面进行：（1）桥面加固维修。在对桥面裂缝进行处理时，主要利用热沥青完成灌缝工作，避免水通过裂缝T梁向渗流。同时，清理泄水孔的堵塞物，已保障排水功能恢复正常。（2）上部结构加固维修。由于灰管桥T梁主要材质为普通钢筋混凝土，所以T梁腹板容易出现受力裂缝，且具有弥散式特点，因此，在加固维修管桥时，主要使用水泥基渗透结晶型材料进行修补。此外，为防止雨水造成冲蚀现象，完成稿破损部位的修复工作后，使用硅烷浸渍涂料涂装，避免受到侵蚀，硅烷浸渍涂料可在混凝土里3—10mm处形成聚硅氧烷互穿网络结构，隔离液态水和氯离子。（3）下部结构加固维修。对6号、7号墩基桩，采用潜水员水下辅助，清理基桩周围河床，设置钢模板，整体浇筑60cm厚C30自密实水下抗分散砼护坦，并对基础底部抛石抗冲刷防护。对2号～5号墩基础底部抛石抗冲刷防护。

    5 结语

    综上，管桥对于水利水电输送而言，具有重要意义。但由于管桥使用年限较长，很容易出现各种问题，影响水利水电输送。因此，在充分了解并掌握管桥维修加固技术后，还必须不断提高技术水平，以保证维修加固质量，促进水利水电发展。

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