淺談橋梁加固施工技術(shù)
2015-04-14
一、橋梁概述
灞河大橋舊橋全長439.3m，修建于1984年，作為進(jìn)入西安的咽喉，其使用功能和運營安全直接影響整條線路的暢通，目前交通量飛速增長，原來的設(shè)計標(biāo)準(zhǔn)較低，既有的橋?qū)捄蜆蛄撼休d面臨嚴(yán)峻的考驗，使得舊橋檢測和舊橋加固技術(shù)顯得非常迫切。
拆除重建，不僅要耗費大量資金，而且工期也較長；計劃、有步驟的對現(xiàn)有舊橋進(jìn)行加固改造，不但可以延長橋梁的使用壽命，用少量的資金投入，使橋梁能滿足交通量的需求，而且可以緩和橋梁投資的集中性，為國家?guī)砭薮蟮慕?jīng)濟和社會效益。
二、橋梁結(jié)構(gòu)形式及現(xiàn)狀
舊橋為鉆孔樁基。雙柱式墩基礎(chǔ)，上部結(jié)構(gòu)為25孔17.4m先張法部分預(yù)應(yīng)力空心板。設(shè)計新建灞河橋一幅，與舊橋結(jié)構(gòu)相統(tǒng)一，將舊橋加固完后，新舊橋連為一體，橋面寬度為24m。舊橋梁承載能力下降，空心板板低出現(xiàn)縱向裂縫及橫向貫通裂縫，裂縫有滲水水漬嚴(yán)重.鉸縫脫落，空心板板低鋼筋外露，銹蝕。
三、植筋加固橋面技術(shù)
施工順序與方法：
1、施工拆除舊橋橋面瀝青層混凝土層后對梁板頂鑿毛處理。
2、按計算深度鉆孔(與原鋼筋的間距在滿足鉆孔操作要求)，要將鋼筋植入孔內(nèi)，植筋孔用電鉆成孔。
3、鉆進(jìn)要豎直，鉆孔完成后，用電動毛刷把孔壁上的浮塵刷掉，再用細(xì)軟管將無油壓縮空氣通入孔底清除2-3遍，孔壁進(jìn)行干燥處理，化學(xué)清孔用丙酮的棉刷反復(fù)刷孔壁直至浮沉完全粘到棉刷上。
4、等孔壁干燥后。給孔內(nèi)注入適量植筋膠，輕輕插入鋼筋，鋼筋一定要植到孔底，確保植筋錨固效果。
在混凝土橋面加固中，新舊橋面的連接是個薄弱環(huán)節(jié)，尤其是界面的抗剪強度，采用植筋技術(shù)以后，界面的抗剪強度由三部分組成：界面混凝土內(nèi)部結(jié)合力，界面摩擦力植筋的抗剪力，由于植人鋼筋的影響，界面的抗剪強度大大提高，而且植入鋼筋對舊橋面也起到了一定的加強作用。
四、梁板裂縫治理
選用材料：灌縫膠、結(jié)構(gòu)膠
灌縫膠：技術(shù)檢測結(jié)果為：鋼一鋼拉伸抗剪強度標(biāo)準(zhǔn)值16.7MP；抗拉強度46.7MP；受拉彈性模量2773MP抗壓強度87.2MP；抗彎強度77.9MP
環(huán)氧樹脂結(jié)構(gòu)膠：劈裂抗拉強度9.1MP；抗彎強度65.3MP，抗壓強度88.0MP，
(一)對裂縫寬度在0.15ram以上，采用自動注射器低壓裂縫灌注。
施工程序：
1、用鋼絲刷或刮刀清除裂縫表面雜物、浮漿，開v型槽后，用0.2MP高壓氣泵吹凈裂縫中的塵土。
2、用丙酮沿縫長洗刷v型槽，用結(jié)構(gòu)膠騎縫埋設(shè)粘貼灌漿嘴，灌漿嘴間距40cm，保證結(jié)構(gòu)膠封閉完全。
3、將成品灌縫膠注膠，讓膠液在重力和毛細(xì)作用下滲入裂隙中。較深的裂縫可以每隔10分鐘重復(fù)注膠直到相鄰灌嘴吸膠飽滿為止。
4、注膠完畢后，用環(huán)氧樹指砂漿罩面、打磨、使修復(fù)裂縫表面恢復(fù)如新。
(二)小于0.15mm的裂縫處理
1、裂縫檢查，用工具沿裂縫開深8-15mm寬5.10mm的v型槽，2、用0.2MP以上的壓縮空氣清除槽內(nèi)浮塵，將結(jié)構(gòu)膠用力均勻的填滿v型槽，填塞一定要飽滿。3、呆結(jié)構(gòu)膠完全固化后，用角磨機打磨裂縫表面，使混凝土平整。五、梁底粘貼鋼板加固方法
在梁底粘貼鋼板可以顯著提高結(jié)構(gòu)的抗彎剛度，對以控制結(jié)構(gòu)變形為主要目的的使用功能加固是十分有效的?？梢燥@著提高原梁的剛度和正截面抗彎承載力。
優(yōu)點：施工方便，鋼板的粘貼密實性不容易控制。缺點：粘貼鋼板加固法屬于被動加固范疇，極限狀態(tài)下后加補強鋼板的應(yīng)力發(fā)揮程度取決于原梁的配筋率，對原梁高度較小、配筋率較大的情況，后加補強鋼板不能充分發(fā)揮作用
粘貼材料：鋼板采用厚度為6mm的Q345碳索結(jié)構(gòu)鋼板。加固所用的粘結(jié)劑必須是粘結(jié)強度高、耐久性好，并具有一定的彈性。目前廣泛采用的環(huán)氧樹脂類粘結(jié)劑(或建筑結(jié)構(gòu)膠)其抗拉強度和抗剪強度一般都能滿足粘結(jié)的要求。結(jié)構(gòu)破壞時，通常情況下不會沿著環(huán)氧樹脂界面脫離，而是沿著梁底靠近鋼板的混凝土首先開裂破壞。換句話說，在粘結(jié)質(zhì)量得到保證的前提下，鋼板與混凝土層之間的可靠粘結(jié)是毋須置疑的，截面粘結(jié)處于非常安全的狀態(tài)。
施工順序為：
1、粘貼區(qū)域混凝土表面處理→鉆孔埋植化學(xué)錨栓→按錨栓位置打好孔的扁鋼帶涂粘鋼膠粘貼→加壓固定一固化檢驗→扁鋼帶表面防腐處理
技術(shù)要點：
①鋼板和待加固混凝土表面的清洗處理是保證粘結(jié)質(zhì)量的前提。
本工程實踐表明，鋼板表面存在鐵銹、油污，混凝土表面存在浮塵和松散層等都會嚴(yán)重影響粘結(jié)質(zhì)量。要求鋼板在施工前按照施工技術(shù)規(guī)范打磨，打磨至露出金屬光澤，打磨紋路應(yīng)與鋼板受力方向垂直。鋼板粘貼面應(yīng)有一定的粗糙度。
?、谧屑?xì)量量取粘貼鋼板長度，保證粘貼長度，用粘鋼膠粘貼6mm，涂抹粘鋼膠要注意中間涂抹厚，邊上均勻。
?、酆附愉摪遄⒁夂缚p的打磨，用化學(xué)錨栓錨固鋼板，用頂桿加壓，兩米一個，漸漸加壓，螺栓不能一次緊到位，要逐步緊，從本跨的一側(cè)向另外一側(cè)緊，保證鋼板下的膠密實均勻。多余的膠從鋼板邊緣流出。
?、芟扔靡话愕呐蛎浡菟ㄩg接固定.再用高強度化學(xué)錨栓。將膨力牌高強化學(xué)膠管按方向置入孔中，電動工具將螺栓鉆入孔中轉(zhuǎn)速不應(yīng)大于750轉(zhuǎn)/分，靜止固化，根據(jù)施工現(xiàn)場環(huán)境溫度，等待足夠時間硬化。
2、化學(xué)錨栓的植人是一個技術(shù)細(xì)節(jié)，其詳細(xì)步驟如下：
①.用硬毛刷刷孔壁再用干凈無油的壓縮空氣吹出灰塵，如此反復(fù)進(jìn)行不少于3次。必要時可用干凈棉布沾少量丙酮或酒精擦凈孔壁。
?、?保證螺栓表面潔凈、干燥、無油污。
③.確認(rèn)玻璃管錨固包無外觀破損、藥劑凝固等異?，F(xiàn)象，將其圓頭朝內(nèi)放人錨固孔并推至孔底。④使用電錘或電鉆及專用安裝夾具，將螺桿強力旋轉(zhuǎn)插入直至孔底，以達(dá)到擊碎玻璃管并強力混合錨固藥劑的目的。電錘或電鉆的轉(zhuǎn)速應(yīng)調(diào)至慢速檔，且不應(yīng)采用沖擊方式。
?、?當(dāng)旋至孔底或螺栓上標(biāo)志位置時，立刻停止旋轉(zhuǎn)。取下安裝夾具，凝膠后至完全固化前避免擾動。超時旋轉(zhuǎn)將導(dǎo)致膠液流失，影響錨固力：
用小錘輕輕敲擊扁鋼帶，若發(fā)現(xiàn)扁鋼帶的固化面積小于90％，則要重新粘貼。
3、鋼板防腐處理，不選用防銹柒，原因是重復(fù)養(yǎng)護(hù)次數(shù)頻繁，本工程選用環(huán)氧樹脂砂漿封涂表面。六、砼表面缺陷修補
梁(板)體混凝土表面剝落、滲水、空洞、蜂窩、麻面、表面風(fēng)化局部破損等病害。
1、將松散部分清除，待接觸面完全干燥后，調(diào)制環(huán)氧砂漿，用比原強度高一級的混凝土、水泥砂漿或環(huán)氧樹脂砂漿進(jìn)行修補，新補要密實，與原混凝土結(jié)合牢固，表面平整、光潔無裂縫。
2、梁體混凝土露筋、鋼筋銹蝕。將松動的保護(hù)層鑿去，清除鋼筋銹跡，用環(huán)氧樹脂混凝土、噴射高一級強度混凝土進(jìn)行修補。梁體板有水漬的打孔清除積水后進(jìn)行表面缺陷修復(fù)。
3、全橋的縱向鉸縫脫落，用M10普通砂漿填充并勾凸縫。七、維修加固后橋梁運行效果
灞河大橋舊橋加固于2008年8月中旬開始施工，九月中旬開放交通營運，雙向行駛，2009年七月中旬竣工驗收，使用狀況良好，經(jīng)檢測觀察，具體體現(xiàn)在：
1、車輛行駛橋上，橋梁無異常振動聲。
2、橋下觀察，絞縫間無任何滲水現(xiàn)象發(fā)生；板縫干燥無潮濕跡象。
3、橋面伸縮縫采用FD－80及FD－40以及用專用防水條，橋面行車無跳車現(xiàn)象，舒適度良好。
4、橋梁檢測試驗結(jié)果表明，橋梁受力力達(dá)到設(shè)計要求。
5、加固后承藏能力評定
在汽－超20主要組合荷載，掛－120附加組合荷載和特掛－150附加組合荷載作用下，預(yù)測各測點應(yīng)力，變形和裂縫寬度均滿足規(guī)范規(guī)定的容許限值，因此本橋能承受汽－超20，掛－120和掛－150。
結(jié)束語
隨著時間的推移，任何公路橋梁都將成為舊橋，都會因各種原因不同程度地存在缺陷、病害需要維修、加固和改造。由于舊橋檢測、評定與加固技術(shù)是一項既綜合復(fù)雜又在不斷發(fā)展和更新的技術(shù)，所以是施工技術(shù)與經(jīng)驗也實在積累和探索中，本文所述只是橋梁加固的部分工藝，但實踐證明是符合橋梁的結(jié)構(gòu)受力和安全要求的。
