浅谈钢波纹板加固施工在桥涵中的应用
赵珏亮。
【摘 要】为有效提升桥涵的承载能力，延长桥涵的使用寿命，最有效、最经济、最环保的方法之一就是采用钢波纹板加固桥涵的方法。旧桥涵加固过程无须对上部结构进行改变，加固工期短，造价低，加固完成后即可通车运行，并且加固后的桥涵可以使其承载能力提升为新建的设计承载力。
【Abstract】In order to effectively improve the bearing capacity of bridges and culverts and extend the service life of bridges and culverts， one of the most effective， economical and environmental protection methods is to use steel corrugated plate to reinforce the bridges and culverts. In the process of strengthening old bridges and culverts， there is no need to change the superstructure， the reinforcement period is short， the cost is low， and after the completion of the reinforcement， the bridges and culverts can be opened to traffic， and the reinforced bridge culvert can make its bearing capacity to improve to the newly built design bearing capacity.
1 引言。
随着我国迎来了大范围的桥梁老化现象，再加上受到设计标准落后、施工监管不到位、养护不力以及车辆超速超载、混凝土出现渗水及内部腐蚀、外界自然环境等因素影响，使这些桥涵加速老化或出现结构性损伤而导致承载能力大幅降低，最终提前达到使用寿命成为危桥。可见，我国未来的桥涵安全形势不容乐观。为了确保公路桥涵的安全运营，对危旧桥涵进行有效的加固处理，并采用合理的加固方法是目前一个普遍关注的热点问题。钢波纹板加固桥涵方法具有工艺简单和成本较低的特点。本文采用钢波纹板加固桥涵的方法，有效提升桥涵的承载能力，延长桥涵的使用寿命。
①从本质上，加固结构有效降低因桥梁结构内部微破损对结构承载能力造成的影响，避免结构内部微破损对结构承载能力的影响。②结构形式的转变，无论加固前的结构形式怎样，加固后的结构为钢波纹板混凝土结构。③加固后的桥涵可以使其承载能力提升为新建的设计承载力。④采用拼装工艺进行施工，具有施工工艺简单、施工工期短、无需使用大型设备、无需改变桥涵的上部结构，施工完成后即可通车运行等优点，并且与传统外包砼工艺相比，施工难度和成本将大大降低，还减少了养护工序，提高了工作效率。⑤钢波纹板拱可通过集中工厂化生产，有利于降低成本和控制质量，还能减少水泥、块片石、碎石、砂等建筑材料的用量，防止施工周边的环境受到污染。⑥有利于改善因软土、膨胀土、湿陷性黄土等特殊地基结构而造成桥涵不均匀沉降的问题，提高了桥涵的公路服务性能。
在防灾、救灾、应急、抢险等方面具有无可替代的作用。根据我国已建钢波纹板桥涵与相同截面钢筋混凝土桥涵结构所作的经济性分析比较，对于跨径3m以上的涵洞以及各种跨径小桥，可节省直接投资20%～30%。
3 主要材料。
3.1 混凝土。
①水泥：应采用高品质的强度等级为42.5、52.5的普通硅酸盐水泥。②粗骨料：应采用连续级配，碎石宜采用锤击式破碎生产。碎石最大粒径不宜超过20mm，以防混凝土浇筑困难或振捣不密实。③自流平混凝土：由水泥、矿粉、细骨料、粗骨料、膨胀剂、外加剂、水组成。
3.2 钢材。
钢板质量应分别符合现行国家标准GB/T 700—2006《碳素结构钢》和GB/T 1591—2018《低合金高强度结构钢》的规定。钢材的基本性能指标应符合现行行业标准JTJ 025—1986《公路桥涵钢结构及木结构设计规范》和国家标准GB 50017—2017《钢结构设计规范》的规定。
3.3 界面剂。
混凝土缺损修补时在旧混凝土与修补用砂浆间涂界面剂，界面剂相关性能须符合GB 50728—2011《工程结构加固材料安全性鉴定技术规范》4.7.1条规定。
3.4 锚固件及钢板。
锚固件使用的钢螺杆应采用全螺纹非焊接螺杆，钢材等级应为Q345B级。
4 施工工艺流程。
裂缝处理→植筋→安装钢波纹板→侧墙混凝土浇筑→波纹板顶自流平混凝土浇筑。
①对缝宽度<0.l5mm的裂缝，无论缝宽大小，在进行裂缝的灌胶过程中一并封闭，根据不同裂缝情况，封闭前先对裂缝部位进行处理，然后用封缝材料将裂缝表面封闭。封闭材料固化后必须有效地将裂缝封闭，防止水汽侵入，锈蚀钢筋。封缝方法：采用ZV胶封缝。具体措施如下：先在裂缝处理面（宽20～30mm）涂一层胶液，后抹一层厚1mm左右、宽20～30mm的胶。抹面胶体时防止产生小孔和气泡，刮平整，保证封闭可靠。②裂缝灌胶处理。第一，对所有宽度δ≥0.l5mm的裂缝采用化学灌胶处理。第二，对混凝土表面进行处理，清除松散灰浆、砂粒、油垢，使混凝土表面保持干净。灌缝过程中，裂缝须处于干燥状态。第三，灌缝用胶必须按所选用产品确定试验的配合比进行拌合，准确称量各组成材料并搅拌均匀。灌缝胶配好后，应尽快将其注入裂缝中，并在该产品规定的适用期内使用完毕。③混凝土缺陷修补。第一，混凝土病害处理前，使用高压水射流对待处理基面进行清洗，去除混凝土表面松动腐蚀表层，利于清晰检查基面病害。第二，对于外露锈蚀钢筋，进行高压水射流或钢丝刷进行除锈，之后涂刷阻锈剂。第三，对于结构出现的裂缝，在基面清洗后重新检查其宽度，若裂缝宽度在0.15mm以下，则直接使用裂缝封缝胶对其进行封闭处理，若裂缝宽度在0.15mm以上，则采用裂缝胶注胶处理。第四，混凝土空洞、蜂窝麻面等缺陷在使用聚合物砂浆修复前，需要对原基面进行去除松动腐蚀表层处理，在新旧混凝土结合面处涂刷混凝土界面剂。④破损修复。第一，渗水泛碱维修方案。对梁体及墩台渗水泛碱严重区域进行凿除，并用聚合物砂浆进行修补以恢复原结构尺寸。第二，蜂窝麻面维修方案。对梁体蜂窝麻面区域进行凿除，并用聚合物砂浆进行修补以恢复原结构尺寸。第三，局部混凝土破损维修方案。对与梁体及墩台局部混凝土破损严重区域进行凿除，并植入牵钉及钢筋网，再用聚合物砂浆灌注。
注意事项：在混凝土缺损修补时在旧混凝土与修补用砂浆间涂界面剂。
4.2 植筋。
裂缝处理完成后，对板底和墩台身进行凿毛，并对板底和混凝土墩臺身进行钻孔植筋，植筋的位置和规格严格按照设计图的布设方法进行布设，在植入混凝土的钢筋部分要涂植筋胶，保证植筋牢固。
4.3 安装钢波纹板。
波纹板采用200×55的波形波纹板，板厚5mm，Q345钢材，外镀锌84um以上。波纹板每环宽度为1.3m，环与环之间搭接通过单排高强螺栓连接，板与板之间通过双排高强螺栓连接。涵洞基础与波纹板采用角钢连接，角钢尺寸为L190×180×5，在基础浇筑混凝土时预埋地锚，用于固定角钢。角钢与波纹板及涵洞基础采用M20高强螺栓连接，波纹板顶采用C30自流平混凝土填筑，两侧采用C30普通混凝土填筑。
4.4 混凝土填充。
①整个加固混凝土分三次浇筑，第一次为C30基础混凝土，第二次为C30侧墙部分混凝土，最后一次浇筑C30自流平混凝土。所有混凝土均采用泵送。②浇筑自流平混凝土施工工艺：第一，对旧桥板钻通直径2cm的孔，孔数共为2个，每个孔均设于半副中间，以便于观测混凝土浇筑过程。第二，混凝土进入板底前自行加工进料斗，料斗最小容积为0.5m3，以便施工。第三，在混凝土施工完毕后6h之内，对车辆进行疏导分流或走便道，尽量减少行车对混凝土的影响。
5 施工注意事项及总结。
①要检查钢波纹板固定是否牢固，混凝土振捣是否密实，防止出现砼外观质量差、钢波纹板拼接不规范、成型后线形不顺畅等问题。②在对波纹板顶采用C30自流平混凝土填筑施工前，要仔细检查波纹板螺丝孔和模板缝隙封堵情况，及时采取措施，防止严重漏浆情况的发生。③钢波纹板加固桥涵使其结构受力更合理，荷载分布均匀，并提高了整体的抗变形能力。