1.工程简介

　　（1）石板溪大桥

　　石板溪大桥位于恩来高速公路段，恩来向桥全长815m，中心桩号K415+845；来恩向桥全长815m，中心桩号K415+845。左、来恩向桥孔跨布置均为9×40m预应力混凝土连续T梁+（65+2×120+65）m预应力混凝土变截面连续刚构箱梁+2×40m预应力混凝土连续T梁。

　　主桥上部结构为（65+2×120+65）m四跨预应力混凝土连续刚构箱梁，箱梁根部高度7.0m，跨中高度2.5m，箱梁根部底板厚100cm，跨中底板厚32cm，箱梁高度以及箱梁底板厚度按2次抛物线变化。箱梁腹板根部厚70cm，跨中厚50cm，箱梁腹板厚度从根部至跨中分两个直线段变化。箱梁顶板厚度28cm，0号节段顶板厚50cm。箱梁顶宽12.0m，底宽6.5m，顶板悬臂长度2.75m，悬臂板端部厚15cm，根部厚68cm。箱梁顶设有2%的横坡，箱梁浇筑分段长度依次为：12.0m长0号段+7×3.0m+8×4.0m，边、中跨合拢段长均采用2.0m，边跨现浇段长3.9m。

　　图7.3-1石板溪大桥航拍图

　　图7.3-2石板溪大桥立面照

　　主桥上部构造按全预应力混凝土设计，采用三向预应力，纵向及横向预应力钢束采用GB/T5224-2003标准270级钢绞线，单根钢绞线直径15.24mm，公称面积140mm2，弹性模量1.95×105MPa，标准强度1860MPa，设计锚下张拉控制应力1357.8Mpa。箱梁纵向钢束每股直径15.24mm，OVM锚固体系；顶板横向钢束每股直径15.24mm，扁锚体系；竖向预应力采用精轧螺纹钢筋。纵向预应力束管道采用预埋金属波纹管成孔。横、竖向预应力束（筋）管道采用预埋金属波纹管成孔。

　　湖北交投智能检测股份有限公司于2023年6月对石板溪大桥进行了检测与评定，主梁合计发现裂缝4272条，主要包含底板节段处开裂、腹板内外侧竖向及斜向裂缝、顶板及底板纵向裂缝、翼缘板横向裂缝等；且桥面线形各中跨跨中相较于2014年交工时，均存在一定的下挠，其中左幅最大下挠值达84.30mm，右幅最大下挠值达65.60mm，且根据2022年与2023年的测量数据对比可看出，主梁中跨跨中下挠现象仍在持续发展；鉴于目前石板溪大桥左右幅主桥梁体存在结构性受力裂缝且数量较多、跨中存在明显的永久下挠且下挠在不断发展，技术状况在持续恶化，影响桥梁结构安全，左右幅主桥主要部件（上部承重构件）技术状况等级评为4类。左幅主桥整体技术状况评定为3类，右幅主桥整体技术状况评定为3类。

　　（2）天桥河大桥

　　天桥河大桥位于恩来高速公路段，恩来向桥全776.5m，中心桩K404+423；来恩向桥全长776.5m，中心桩号K404+423。左、来恩向桥孔跨布置均为6×40m预应力混凝土连续T梁+（65+120+65）m预应力混凝土变截面连续刚构箱梁+7×40m预应力混凝土连续T梁。

　　主桥上部结构为（65+120+65）m三跨预应力混凝土连续刚构箱梁，箱梁根部高度7.0m，跨中高度2.5m，箱梁根部底板厚150cm，跨中底板厚32cm，箱梁高度以及箱梁底板厚度按2次抛物线变化。箱梁腹板根部厚70cm，跨中厚50cm，箱梁腹板厚度从根部至跨中分两个直线段变化。箱梁顶板厚度28cm，0号节段顶板厚50cm。箱梁顶宽12.0m，底宽6.5m，顶板悬臂长度2.75m，悬臂板端部厚15cm，根部厚68cm。箱梁顶设有2%的横坡，箱梁浇筑分段长度依次为：12.0m长0号段+7×3.0m+8×4.0m，边、中跨合拢段长均采用2.0m，边跨现浇段长3.9m。

　　图7.3-3天桥河大桥航拍图

　　图7.3-4天桥河大桥立面照

　　主桥上部构造按全预应力混凝土设计，采用三向预应力，纵向及横向预应力钢束采用GB/T5224-2003标准270级钢绞线，单根钢绞线直径15.24mm，公称面积140mm²，弹性模量1.95×105MPa，标准强度1860MPa，设计锚下张拉控制应力1357.8Mpa。箱梁纵向钢束每股直径15.24mm，OVM锚固体系；顶板横向钢束每股直径15.24mm，扁错体系；竖向预应力采用精轧螺纹钢筋。纵向预应力束管道采用预埋塑料波纹管成孔。横、竖向预应力束（筋）管道采用预埋金属波纹管成孔。

　　湖北交投智能检测股份有限公司于2023年6月对天桥河大桥进行了检测与评定，主梁合计发现裂缝2759条，主要包含底板节段处开裂、腹板内外侧竖向及斜向裂缝、顶板底面及底板顶面纵向裂缝、翼缘板横向裂缝，且桥面线形各中跨跨中相较于2014年交工时，均存在一定的下挠，其中左幅最大下挠值达64.3mm，右幅最大下挠值达59.1mm，且根据2022年与2023年的测量数据对比可看出，主梁中跨跨中下挠现象仍在持续发展。鉴于目前天桥河大桥左右幅主桥梁体存在结构性受力裂缝且数量较多、跨中存在明显的永久下挠且下挠在不断发展，技术状况在持续恶化，影响桥梁结构安全，左右幅主桥主要部件（上部承重构件）技术状况等级评为4类；左幅主桥整体技术状况评定为3类，右幅主桥整体技术状况评定为3类。

　　2.加固措施

　　跨中底板存在多条结构性横向裂缝，主要由于底板预应力度不足导致，增设箱内纵向体外预应力的加固方案；以恢复或提高主梁控制截面的承载能力，恢复跨中底板压应力储备，同时可以改善斜截面应力状况，抑制裂缝及下扰的进一步发展，提高桥梁耐久性。在桥梁原基础上对该主桥进行体外预应力钢束加固。

　　主桥箱梁腹板存在密集“八”字型裂缝，本次采用粘贴钢板的加固方案，限制裂缝的进一步开展，提高箱梁整体刚度及抗剪承载能力。

　　针对主桥箱梁顶板纵向裂缝病害，根据裂缝分布位置有针对性的进行粘贴钢板加固；针对主桥箱梁节段缝处底横向裂缝病害，根据裂缝分布位置有针对性的进行包夹钢板加固。对箱梁裂缝、蜂窝、破损等表面缺陷修复处治。

　　图7.3-5体外预应力示意图

　　图7.3-6粘贴钢板示意图

　　3.主要病害加固设计方案

　　（1）体外索设计方案

　　边跨两侧腹板均增设1束BTW1、1束BTW2体外预应力索，并共预留2束BBY备用索；中跨两侧腹板均增设1束ZTW1、1束ZTW2、1束ZTW3、1束ZTW4和1束ZTW5体外预应力索，并共预留1束ZBY备用索。其中边、中跨体外预应力钢束均采用φs15.2-19环氧涂覆无粘结成品索，钢绞线的抗拉强度fpk=1860MPa，钢束采用两端张拉，张拉控制应力取0.6fpk=1116MPa，张拉力和引伸量双控，以张拉力控制为主。中边跨体外索交替布置，分别交错锚固在墩顶锚固块上。

　　图7.3-7边跨锚固端断面图

　　图7.3-8墩顶锚固端断面图

　　图7.3-9边跨转向块断面图

　　图7.3-10中跨转向块断面图

　　（2）腹板斜向粘贴钢板

　　针对主桥腹板内侧及外侧斜向裂缝，根据裂缝分布位置有针对性的进行粘贴钢板加固。

　　箱内腹板粘贴钢板均采用15cm宽、8mm厚Q355B钢板，其中N1钢板沿腹板斜向布置，钢板间净距20cm，N2～N4钢板置于N1钢板之上，兼起压紧锚固作用；钢板条可根据实际情况适当调整，避开原箱内齿块及本次增设的转向块等构造。箱外腹板粘贴钢板均采用8mm厚Q355B钢板，除N4'钢板宽25cm以外，其它钢板宽度均为15cm；其中N1’钢板沿腹板斜向布置，钢板间净距20cm，N2’～N3’钢板置于N1’钢板之上，兼起压紧锚固作用；N4’钢板沿腹板竖向布置，钢板间净距25cm，N5～N6钢板置于N4’钢板之上，兼起压紧锚固作用；钢板条可根据实际情况适当调整，避开本次增设的节段缝包夹钢板。钢板条均通过M12锚栓固定，其中钢板钻孔14mm，混凝土钻孔15mm，植入深度为120mm，设计抗拔力不应低于19.1kN，锚栓须采用镀锌锚栓。钢板粘贴前应先对箱梁裂缝封闭处理，且需在箱内体外预应力张拉完成后方可实施；在钻孔前应探明原设计预应力钢筋位置，合理避开可适当挪动锚栓钻孔位置。箱梁腹板粘贴钢板加固典型布置如下图所示。

　　图7.3-11箱内腹板斜向粘贴钢板示意图

　　图7.3-12箱外腹板斜向粘贴钢板示意图

　　（3）节段缝包夹钢板

　　针对主桥箱梁节段缝处底板内外侧横向裂缝病害，根据裂缝分布位置有针对性的进行包夹钢板加固，采用对腹板及底板包夹钢板的加固方式，选用60cm宽、10mm厚的Q355B钢板，粘贴钢板加固前应先对箱梁裂缝封闭处理，且需在箱内体外预应力张拉完成后方可实施，锚栓的钻孔位置应避开预应力钢筋，在钻孔前应探明原设计预应力钢筋位置，合理避开可适当挪动锚栓钻孔位置，典型断面如图所示。

　　图7.3-13节段缝包夹钢板示意图

　　（4）箱内顶板粘贴钢板

　　针对主桥箱梁顶板纵向裂缝病害，根据裂缝分布位置有针对性的进行粘贴钢板加固，选用15cm宽、8mm厚的Q355B钢板，粘贴钢板加固前应先对箱梁裂缝封闭处理，且需在箱内体外预应力张拉完成后方可实施，锚栓的钻孔位置应避开预应力钢筋，在钻孔前应探明原设计预应力钢筋位置，合理避开可适当挪动锚栓钻孔位置，如图所示。

　　图7.3-14箱梁顶板粘贴钢板示意图

　　4.项目重难点及应对措施

　　（1）箱内空间狭小，千斤顶及锚具等各种材料运送困难，箱梁内部空间狭小，光线昏暗，空气流动不畅，打磨和钻孔作业会产生大量粉尘。

　　应对措施：在连续钢构箱梁边跨端人洞通过搭设步梯与桥面联通，用于材料运输，并通过箱梁的人孔利用鼓风机送风，形成空气对流，既能通风又能除尘。

　　（2）箱梁底板裂缝需要施工平台，平台搭设困难。

　　应对措施：针对箱底裂缝修补部位，采用两台桥检车同时施工，两个桥检车施工平台并排施工。

　　（3）箱内砼锚固块及转向块浇筑施工难度大，混凝土运输不便，箱内桥中线位置砼结构已经到桥面第一二车道，临时占用车道安全隐患及交通压力过大。

　　应对措施：锚固混凝土材料通过桥面的临时人洞进入梁内。

　　5.施工流程

　　（1）体外预应力加固

　　人工开孔、箱内清理→锚固快、转向器齿板施工→转向器安装→锚具及体外索进场检验→体外索穿束→张拉设备及仪表配套校验、进场→体外索张拉锚固→减震限位装置安装→张拉质量检验→切除多余长度钢绞线→锚头防腐→安装体外束锚具保护罩→转入下道工序施工。

　　（2）压力注胶粘贴钢板

　　准备工作→表面处理→钻孔、安装锚栓→封闭缝隙、预留注胶孔及排气孔→压力注胶→防锈处理。

　　（3）植筋施工

　　清理原结构及备料→标定位置→钻孔→清孔→注胶→标定钢筋→静置固化→质量检验。

　　（4）混凝土裂缝处理

　　混凝土裂缝的处理根据裂缝宽度进行：

　　1）对于裂缝宽度≥0.15mm的裂缝采用压力注胶法；

　　2）对于裂缝宽度<0.15mm的裂缝采用表面封闭法。

　　裂缝修补施工前组织专业技术人员对全桥裂缝进行全面检测，准确定位，测量裂缝的长度及宽度，绘制裂缝分布图。

　　（5）混凝土外观缺陷处理

　　1）钢筋外露锈蚀处理

　　①用钢钎将钢筋头周边的砼凿除，深度2cm，露出钢筋头；用电动切割机切除钢筋头，使其低于砼表面2cm；

　　②砼的露筋用电动金钢石磨片打磨除锈，露出金属光泽；

　　③在钢筋头及外露钢筋处及外延20cm范围涂刷阻锈剂；

　　④用聚合物水泥砂浆修补（按2cm厚进行考虑）。

　　2）砼剥落、孔洞处理

　　①打掉表面松动的砼碎渣，将剥落面打磨，去除碳化层，露出新鲜砼；

　　②若有钢筋外露，需打磨除锈，露出金属光泽；

　　③在处理钢筋外露部位后，对该部位新鲜的砼面及外延20cm范围涂刷阻锈剂；

　　④用聚合物水泥砂浆修补。