0 引言
上三高速K15+860（跨徑3m、交角90°）通道橋位于上三高速公路15K+860處，斷面形式為B×H＝3.0m×2.3m的箱涵，頂、底板厚29cm，側(cè)板厚27cm，混凝土為25號(hào)混凝土。該橋右幅為一期“四自”工程建造，左幅為二期建造。如圖1所示為K15＋860箱涵橫斷面圖
圖1 K15+860箱涵橫斷面圖
由于超載超限的嚴(yán)重影響及當(dāng)時(shí)施工工藝的制約，該橋混凝土風(fēng)化嚴(yán)重（測(cè)試碳化深度均在5cm ）、通道頂板采用回彈法測(cè)試強(qiáng)度推斷值僅在10MPa左右，遠(yuǎn)低于設(shè)計(jì)要求，且頂板底面裂縫較多，分別垂直于公路中心線方向分布，經(jīng)檢測(cè)，雖然混凝土強(qiáng)度測(cè)試結(jié)果較設(shè)計(jì)值偏低許多，但并未出現(xiàn)破壞性裂縫和病害，特別是箱涵的側(cè)腹板在檢查時(shí)并未發(fā)現(xiàn)可見病害，因此本箱涵加固維修重點(diǎn)在箱涵頂板裂縫的補(bǔ)強(qiáng)加固和箱涵側(cè)腹板的碳化防護(hù)問題處理上。
1.加固方案比選
1.1方案一：箱涵頂板底面粘貼碳纖維布加固
在箱涵頂板底面沿橋縱向粘貼寬30cm，厚0.167mm的碳纖維面（單位面積重量為300g/m2），間距為20cm；在其上沿橋橫向再粘貼3條寬30cm，厚0.167mm的碳纖維布?jí)簵l。
1.2方案二：箱涵頂板底面采用有粘結(jié)預(yù)應(yīng)力體系加固
在箱涵頂板底面，沿平行于道路中心線方向，以間距20cm布置預(yù)應(yīng)力鋼筋，通過錨固于箱涵頂板底面的螺栓將其固定，采用螺旋扣環(huán)拉緊器或測(cè)力板手扭進(jìn)螺旋進(jìn)行張拉。預(yù)應(yīng)力鋼筋張拉后，噴注3cm厚氧化鋁聚糖樹脂砂漿或高性能抗拉復(fù)合砂漿，將預(yù)應(yīng)力鋼筋與被加固梁體粘結(jié)為一體。預(yù)應(yīng)力鋼筋采用直徑φ6.3mm的鍍鋅軟鋼絲，或用兩股鋼絞線、高強(qiáng)螺旋肋鋼絲替代。
1.3方案三：箱涵頂板底面噴射混凝土加固
在箱涵頂板底面布置10cm×10cm間距φ8鋼筋，并通過錨固于箱涵頂板底面及側(cè)板的φ12植筋固定，在其上噴射6cm厚的混凝土，增大箱涵頂板截面。
三個(gè)方案原理相同，都是在箱涵頂板底面采用加強(qiáng)材料提高結(jié)構(gòu)的抗變承載能力，抑制裂縫的發(fā)展。方案一造價(jià)較高，施工相對(duì)得意，工期短；但由于補(bǔ)強(qiáng)材料的應(yīng)用滯后特點(diǎn)，碳纖維的高強(qiáng)抗拉性能不能得到充分發(fā)揮，仰面粘貼碳纖維布施工質(zhì)量較難保證，混凝土碳化較深不利于碳纖維發(fā)揮作用。方案二施工較簡(jiǎn)單，工期較短，它解決了補(bǔ)強(qiáng)材料應(yīng)力滯后的缺點(diǎn)，提高了補(bǔ)強(qiáng)材料的的利用效率，同時(shí)有錨固簡(jiǎn)單和結(jié)構(gòu)耐久性高的技術(shù)優(yōu)勢(shì)，復(fù)合砂漿直接噴射在板底，省去了對(duì)頂板混凝土防碳化的處理。方案三采用在板底截增大截面、增加鋼筋布置，提高承載力，該方案造價(jià)最低，施工較簡(jiǎn)單，但回彈損耗量大（50%以上），加固工程量小，難于發(fā)揮噴射混凝土大面積施工處理快捷的優(yōu)勢(shì)。
綜合比較選擇方案二為加固推薦方案，即箱涵頂板底面在粘結(jié)預(yù)應(yīng)力體系加固方案。
上三高速K15+860（跨徑3m、交角90°）通道橋位于上三高速公路15K+860處，斷面形式為B×H＝3.0m×2.3m的箱涵，頂、底板厚29cm，側(cè)板厚27cm，混凝土為25號(hào)混凝土。該橋右幅為一期“四自”工程建造，左幅為二期建造。如圖1所示為K15＋860箱涵橫斷面圖
圖1 K15+860箱涵橫斷面圖
由于超載超限的嚴(yán)重影響及當(dāng)時(shí)施工工藝的制約，該橋混凝土風(fēng)化嚴(yán)重（測(cè)試碳化深度均在5cm ）、通道頂板采用回彈法測(cè)試強(qiáng)度推斷值僅在10MPa左右，遠(yuǎn)低于設(shè)計(jì)要求，且頂板底面裂縫較多，分別垂直于公路中心線方向分布，經(jīng)檢測(cè)，雖然混凝土強(qiáng)度測(cè)試結(jié)果較設(shè)計(jì)值偏低許多，但并未出現(xiàn)破壞性裂縫和病害，特別是箱涵的側(cè)腹板在檢查時(shí)并未發(fā)現(xiàn)可見病害，因此本箱涵加固維修重點(diǎn)在箱涵頂板裂縫的補(bǔ)強(qiáng)加固和箱涵側(cè)腹板的碳化防護(hù)問題處理上。
1.加固方案比選
1.1方案一：箱涵頂板底面粘貼碳纖維布加固
在箱涵頂板底面沿橋縱向粘貼寬30cm，厚0.167mm的碳纖維面（單位面積重量為300g/m2），間距為20cm；在其上沿橋橫向再粘貼3條寬30cm，厚0.167mm的碳纖維布?jí)簵l。
1.2方案二：箱涵頂板底面采用有粘結(jié)預(yù)應(yīng)力體系加固
在箱涵頂板底面，沿平行于道路中心線方向，以間距20cm布置預(yù)應(yīng)力鋼筋，通過錨固于箱涵頂板底面的螺栓將其固定，采用螺旋扣環(huán)拉緊器或測(cè)力板手扭進(jìn)螺旋進(jìn)行張拉。預(yù)應(yīng)力鋼筋張拉后，噴注3cm厚氧化鋁聚糖樹脂砂漿或高性能抗拉復(fù)合砂漿，將預(yù)應(yīng)力鋼筋與被加固梁體粘結(jié)為一體。預(yù)應(yīng)力鋼筋采用直徑φ6.3mm的鍍鋅軟鋼絲，或用兩股鋼絞線、高強(qiáng)螺旋肋鋼絲替代。
1.3方案三：箱涵頂板底面噴射混凝土加固
在箱涵頂板底面布置10cm×10cm間距φ8鋼筋，并通過錨固于箱涵頂板底面及側(cè)板的φ12植筋固定，在其上噴射6cm厚的混凝土，增大箱涵頂板截面。
三個(gè)方案原理相同，都是在箱涵頂板底面采用加強(qiáng)材料提高結(jié)構(gòu)的抗變承載能力，抑制裂縫的發(fā)展。方案一造價(jià)較高，施工相對(duì)得意，工期短；但由于補(bǔ)強(qiáng)材料的應(yīng)用滯后特點(diǎn)，碳纖維的高強(qiáng)抗拉性能不能得到充分發(fā)揮，仰面粘貼碳纖維布施工質(zhì)量較難保證，混凝土碳化較深不利于碳纖維發(fā)揮作用。方案二施工較簡(jiǎn)單，工期較短，它解決了補(bǔ)強(qiáng)材料應(yīng)力滯后的缺點(diǎn)，提高了補(bǔ)強(qiáng)材料的的利用效率，同時(shí)有錨固簡(jiǎn)單和結(jié)構(gòu)耐久性高的技術(shù)優(yōu)勢(shì)，復(fù)合砂漿直接噴射在板底，省去了對(duì)頂板混凝土防碳化的處理。方案三采用在板底截增大截面、增加鋼筋布置，提高承載力，該方案造價(jià)最低，施工較簡(jiǎn)單，但回彈損耗量大（50%以上），加固工程量小，難于發(fā)揮噴射混凝土大面積施工處理快捷的優(yōu)勢(shì)。
綜合比較選擇方案二為加固推薦方案，即箱涵頂板底面在粘結(jié)預(yù)應(yīng)力體系加固方案。