佛山市高明区高明大桥旧桥维修加固工程

工程概况

主要创新点

1、开发了三种新型吊杆体系并获得发明专利

（1）技术思路：近年来多座吊杆拱桥出现不同质量问题，特别是吊杆病害引起的安全事故问题，引起了工程界乃至社会的关注，促使吊杆更换进入一个高潮。而早期兴建的吊杆拱桥由于设计和施工的局限和后期缺乏必要的养护和维修，导致吊杆拱桥在吊杆更换时的存在许多制约因素。根据多座桥梁的调查及现场施工经验总结，进一步完善提高，开展了“佛山市高明大桥旧桥加固关键技术研究”课题，课题旨在解决吊杆更换中吊杆结构体系及吊杆更换施工的难题。

（2）关键方案：通过对吊杆结构及桥梁结构进行深入调查研究总结的基础上，开发三种新型的安全可靠的吊杆结构形式，将吊杆复杂的三向（纵向、横向、垂向）受力状态转换成仅受轴力的单向受力状态；同时满足如高明大桥旧桥类似的早期吊杆拱桥吊杆更换的各种限制条件（如维持桥下净空、拱肋（梁端）孔道及方便今后维修保养等）。

（3）实施效果：解决了市面上其它吊杆形式无法解决的一系列难题，实现了其他吊杆无法做到的对桥梁结构无损伤的要求。

2、开发了“中承式及下承式拱桥吊杆快速更换施工工法”并获得发明专利及省级工法

（2）关键方案：通过研究，在吊杆更换过程中，分析出了吊杆更换的难点——固结旧锚头的取出，通过多种试验，最终创新性地提出了采用水射流技术解决固结旧锚头取出的难点，收到了很好的效果，并在此基础上编制完成一套施工工法——《中承式及下承式拱桥吊杆快速更换施工工法》。

（3）实施效果：本工法的施工效率是普通工法效率的5倍，大大提高了现场施工效率，缩短了吊杆更换的工期，降低了吊杆更换的风险，具有很好的社会、经济效益及很好的推广价值。

3、发明了“保留全部锚固螺栓的盆式支座更换施工方法”并获得发明专利 

（1）技术思路：目前国内现有技术中盆式支座更换技术大部分采用将锚固螺栓全部割除，整体取出旧支座，将新支座整体放置原支座处，上钢板采用与梁底预埋调平钢板进行焊接，下钢盆采用环氧砂浆进行填塞，或桥梁无梁底预埋钢板，盆式支座上下钢板均采用填塞环氧砂浆，来确保盆式支座与梁底及垫石连接的方式，但新安装的盆式支座与梁体及垫石连接不牢固，运营过程中新安装的盆式支座容易再次出现病害，盆式支座正常使用年限下降。如何提高新支座的耐久性及安全性，是主要的技术思路。

（2）、关键方案：针对原施工工艺的弊病，通过技术研发、比选及攻关，发明了保留全部锚固螺栓的盆式支座更换施工方法，对旧盆式支座取出及新盆式支座安装顺序进行了调整及优化，保留了原盆式支座全部锚固螺栓，新盆式支座利用了原盆式支座的全部锚固螺栓，达到新盆式支座与梁体及垫石的可靠连接且新支座使用功能不受影响。

（3）、实施效果：该施工工艺较传统更换工艺质量上更可靠，在后期养护上更有工期优势，至少节省了一次支座更换时间，较传统工法减少了支座更换的次数。

4、发明了“一种快速植筋钻孔的自动钻孔机及其施工方法”并获得发明专利

（1）技术思路：目前，现有技术中对桥面或地面进行加固改造时植筋钻孔采用的施工方法主要是依靠人工手持冲击钻进行钻孔的方式，作业时人工手持冲击钻，在指定桥面或地面的放样点使用冲击钻进行钻孔。人工进行钻孔存在质量难以控制的，如钻孔深度主要由工人经验控制，清理孔内灰尘不彻底等问题。人工进行冲击钻钻孔，存在工人弯腰作业劳动强度大，导致作业效率较低。桥面或地面加固改造需要大面积植筋时，手持冲击钻钻孔工艺工人需要大量重复性工作，体力强度消耗巨大，整体施工效率低下。本技术思路是提供一种快速植筋钻孔的 自动钻孔机及其施工方法，该自动钻孔机及其施工方法能够快速的进行桥面或地面植筋钻孔，适用于桥面或地面加固改造时进行大面积植筋。

（2）、关键方案：通过多种自动化方式、钻头设置比选，采用了气缸通过控制开关进行自动化钻孔，通过设置钻孔深度和钻进力度，可实现自动化，当钻头钻进到指定孔深和钻头遇到钢筋等与混凝土不一样介质时自动返回至原来位置，并设置吸尘管，在钻孔完成后讲吸尘管移入孔洞中吸走钻孔灰尘，完成清孔。

（3）实施效果：该自动钻孔机及其施工方法能够快速的进行桥面或地面植筋钻孔，适用于桥面或地面加固改造时进行大面积植筋，施工效率远高于传统冲击钻钻孔，且钻孔后孔洞质量均能达到施工标准。

5、发明了“一种采用液压提升装置剥离钢筋混凝土桥面的施工方法”并获得发明专利

（1）技术思路：目前，现有技术中对桥面铺装凿除采用的施工方法是主要依靠风镐凿除的方式。但传统工法无法精准控制凿除力度，容易对桥梁造成损伤，并且无法达到将桥面铺装剥离的效果，工作效率低下。本技术思路是提供一种采用液压提升装置剥离钢筋混凝土桥面的施工方法来解决风镐凿除桥面铺装施工工艺造成梁体顶板穿孔及破损对桥梁的二次伤害，提高施工效率，减少扬尘等环境污染。

（2）关键方案：通过多种方式比选，最终发现采用特制的液压劈裂机的方式，大大提高了施工效率，保护了桥梁的安全不受损坏， 本施工工法包括以下步骤：把桥面铺装混凝土切分成混凝土块，在混凝土块上钻孔，采用液压装置提升土块，达到讲整个桥面铺装分块剥离的效果。

（3）实施效果：发明的剥离钢筋混凝土桥面的施工方法解决了风镐凿除桥面铺装施工工艺造成梁体顶板穿孔及破损对桥梁的二次伤害，杜绝了质量安全隐患，在加快施工效率的同时减少了扬尘，有利于环境及工人职业健康保护。

6、创新性提出来不加钢筋笼的抛石基础防护，提高了效率，减少了投资 

（1）技术思路：高明大桥位于汇流区，基础冲刷具有一定的特殊性。在分析了高明大桥局部冲刷的影响参数及采用了切实可行的水力计算方法上，提出了不用钢筋笼抛石的方式，减少投资，提高效率

（2）关键方案：通过对该桥汇流区冲刷防护的抛石厚度、各层布设高度、抛石粒径、防护范围等特征参数进行模拟分析，现场抛投，不断修正各种参数，采用了不加钢筋笼的方式，达到了汇流区基础冲刷防护的有效性。

（3）实施效果：创新性提出来不加钢筋笼的抛石基础防护，提高了效率，减少了投资，项目完成两年竣工验收扫床验证，该方案的可行，有效。

生产、应用及推广情况

工程实例1：

高明大桥旧桥修建于1989年，桥址位于省道广高线S113上，东西向跨越西江，属于西江干流上的一座特大桥梁，是高明区对外交通运输的交通要道，该桥全长1092.1m，双向4车道，其跨径组合为（78.5+4×82.6）上承式钢筋混凝土肋拱桥+（2×110）中承式钢管混凝土吊杆拱桥+（5×79+68.2）m上承式钢筋混凝土肋拱桥，桥面总宽为13.35m钢筋混凝土桥面。2016年更换全桥主拱吊杆、更换全桥盆式支座、全桥裂缝修补、桥面混凝土铺装凿除重新浇筑、桥墩外包钢筋混凝土加固及基础防冲刷加固，通过运用以上技术，提高了效率，项目工期又1年提前到9个月完工，节省了投资，项目总共节省投资约800万，为其他项目提供了可参考，可复制的技术解决方案。

工程实例2：

佛山市佛陈大桥于1994建成通车，桥长883.84m，主跨115.80m。桥跨组合为：（15×16）m预应力空心板+（3×28.3）m钢筋混凝土连续梁+112.8m下承式钢管混凝土系杆拱+（3×28.3）m钢筋混凝土连续梁+（18×16）m预应力空心板，共40跨。2017年4月，先行试验6根采用此工法，在整个吊杆更换过程中，桥梁结构受力状态控制在容许范围内，整个桥梁结构未受到新损伤，效率是普通工法的5倍，总结经验后在全桥进行应用。通过运用以上技术，提高了效率，提前完工，节省了投资，项目总共节省投资约200万，为其他项目提供了可参考，进一步验证了该技术方案的可行性。

工程实例3：

在广珠西线高速公路项目，容桂互通C匝道9#墩及中将互通V匝道9#墩共7个盆式支座出现病害，需进行更换，采用保留全部锚固螺栓的盆式支座更换施工方法更换，更换至今未出现质量问题。