開封黃河大橋加固工程中粘貼鋼板技術的應用
2015-05-29
1 前言
開封黃河大橋是省道S312線上的重點大橋項 目， 總長4475.09米，共108孔，橋面寬18.5米，雙向四車道，設計車輛荷載按汽-超20級、掛-120級，人群荷載為：3.5KN/M2。由于運輸車輛長期超載，車流量過大，橋梁長期疲勞運行，2013年對橋梁檢測的報告結果顯示，相當部分梁體已達不到原設計荷載的要求， 使道路運輸存在較大的安全隱患， 為此要求對全橋進行加固， 其中對檢測荷載達不到設計要求的梁體較多采用的是粘貼鋼板加固的技術。存在的共同病害均為梁體開裂超過規(guī)范標準， 開裂處有鋼筋銹蝕嚴重 ， 橋面通過重車時振動較大， 明顯感覺到梁體撓度大， 經(jīng)靜載試驗和儀器檢測， 梁體實際承載力達不到原設計荷載。
2 粘貼鋼板補強設計
2 ． 1 構件縱、 斜裂縫補強設計的原則
1)防止裂縫病害再發(fā)展， 防銹， 防腐蝕。2)對已開裂的部分，在縫中灌注粘合劑， 加強斷面的整體性， 提高斷面剛度。3)用加貼的豎向鋼板來承受活載、 溫度等荷載產(chǎn)生的拉應力 ， 并提高支點附近斷面的抗剪極限承載能力。
2． 2 粘 貼鋼 板補 強 的施工 工 藝流程
1)對加固部位進行表面處理(基本達到能見混凝土粗骨料)一用鋼筋探測儀探測鋼筋混凝土保護層厚度和鋼筋位置一用電錘鉆在鋼板與混凝土底面鉆孔并清孔一注入植筋膠一種植鋼筋或螺栓一清除鋼板表面油脂和在鋼板與混凝土粘結面均勻涂刷粘結劑、安裝并固定加強鋼板一粘結劑養(yǎng)生一用膠泥封邊一壓入粘膠一凝固一鋼板防銹處理一外表面鋼板縫隙用修補膠填平一 鋼板和被加固構件采用澆筑或噴射環(huán)氧膠砂作外觀處理。2)鋼板固定好后收緊螺栓， 使鋼板沿板梁底面順延。每米板長的縱坡控制在 1 ％以內， 若板底的平整度太差， 可采用膠泥補平。3)植螺栓鉆孔時 ， 應先探明鋼筋主筋的位置， 量距鉆孔。4)粘貼鋼板， 需嚴格控制外形尺寸確保整齊美觀。5)在指定的位置植入錨固螺栓，植人深度不小于 12 cm 。
3 加固施工工藝
3 ． 1灌漿裂縫
3 ． 1． 1施工 工藝
1)混凝土表面處理： 沿裂縫清理出 5 cm 寬的密封區(qū)， 打磨。2)注入座粘結 ： 用修補膠將 DD 注入座粘在裂縫的中心。3)密封：用修補膠密封注入座的周圍。并沿裂縫按 5 cm 寬進行密封。4)密封材料固化。5)安裝注入器。6)注入專用裂縫粘結劑。7)注入材料的凝固。
3 ． 1． 2 檢驗與驗收
1)施工開始前， 應由監(jiān)理及業(yè)主確認灌漿材料產(chǎn)品合格證、質量檢驗報告 ， 各項性能應滿足要求。2)要求灌注裂縫的飽滿度達 90 ％以上 。
3． 2 植入錨固螺 栓
3 ． 2 ． 1 施工工藝
1)混凝土表面處理：清除表面雜質。2)鉆孔：按照直徑和深度要求鉆孔。3)清孔：先用毛刷清孔內灰塵，再用清潔的壓縮空氣將孔內灰塵清干凈。4)填孔并植入螺栓。5)留足夠的時間讓粘結劑固化。
3 ． 2 ． 2 檢驗與驗收
1)施工開始前， 應由監(jiān)理及業(yè)主確認螺栓、 粘結劑等產(chǎn)品合格證、質量檢驗報告，各項性能應滿足要求。2)等粘結劑固化后，抗拉力達到設計值為 24 kN，要求按照5 ％的比例進行抽檢。
3 ． 3 粘貼鋼板
3 ． 3． 1 施工順序
1)施工前應對粘貼部位混凝土的表層含水率及所處環(huán)境溫度進行測量。若混凝土表層含水率大于 4 ％則應采取措施， 在達到要求后方可施工。施工前應按設計圖紙， 在加固部位放線定位。2)應清除被加固構件表面疏松部分， 至露出混凝土結構層。粘貼部位的混凝土， 若表面堅實，也應去除浮漿層和油污等雜質，并打磨平整，直至露出集料新面，且平整度應達到 5 m m ／ m 。表面打磨后，應用強力吹風器將表面粉塵清除干凈。3 )經(jīng)清理、打磨后的混凝土表面，若有凹陷處，應用修補膠找平。4)粘結劑的配制，應按供應商提供的配比和工藝要求進行 ，且應有專人負責。稠膠使用的工具應為低速攪拌器，攪拌均勻，無氣泡產(chǎn)生，并應防止灰塵等雜質進人。5)粘結劑使用方法如下：a．材料由主劑及硬化劑兩部分組成，充分混合后即可使用。b．粘結劑的主劑與硬化劑的比例為重量比2：1，務必稱量準確。C．將主劑和硬化劑倒在容器中，充分攪拌，混合使用。d．混合后材料便慢慢開始硬化，先必須確認使用時間。6)修補膠施工方法如下：a．在施工前將結合面清理干凈，如表面潮濕，則用干燥機等將其吹干，對新混凝土，需要養(yǎng)生 14 d 以上。b．接合、密封、填充：在粘合的兩面涂抹修補膠后，立即接合在一起，如果作為填充材料使用時，使用刮子、抹子進行涂抹。C．養(yǎng)護。在材料尚未完全硬化之前按規(guī)定時間進行自然養(yǎng)護。7)鋼板外表面防銹防腐工藝：a．底材表面達到 St3 級以上，即完全手工和動力工具除銹，金屬底材呈現(xiàn)金屬光澤。b．涂環(huán)氧防銹漆，起陰極防護作用。c．再涂環(huán)氧防銹漆， 起屏蔽 、 耐化學污染。d．涂聚氨酯白面漆2 道 ， 起耐久性作用。油漆要求采用壽命 l0 年以上的優(yōu)質油漆。
3 ． 3 ． 2 檢驗與驗收
1)施工開始前，應由監(jiān)理及業(yè)主確認鋼板的粘結劑、修補膠、油漆等產(chǎn)品合格證、質量檢驗報告，各項性能均滿足要求。2)材料性能抽樣檢驗，當工程的粘結劑用量小于 1 t時， 應作一組試樣進行抗拉、抗剪及正拉粘結強度檢驗；用量大于1 t時，應每增加1 t 增加一組試驗。受檢的粘結劑應由獨立試驗人員在不小于兩個包裝單位中隨機取樣。3)施工質量檢驗及驗收。等粘結膠固化后，應由小錘輕輕敲擊粘結鋼板，從音響效果或用超聲波法探測粘結密實度，要求密實度達 95 ％以上。4)若粘結質量或粘結劑強度達不到上述要求，應將鋼板撤除后重新按上述要求施工。
3 ． 4 澆筑或噴射環(huán)氧膠砂
3 ． 4 ． 1 施工工序
粘貼鋼板后表面處理及一般梁底露筋拱肋底面或側面露筋等缺陷處理。
3 ． 4 ． 2 檢驗與驗收
1)新澆混凝土的外觀質量不應有嚴重缺陷。對已經(jīng)出現(xiàn)的嚴重缺陷，應由施工單位提出技術處理方案，并經(jīng)設計和監(jiān)理單位認可后進行處理。處理后應重新檢查驗收。2 )檢驗方法： 觀察，檢查技術處理方案。3)環(huán)氧膠砂與混凝土的結合應牢固。4 )檢驗方法：觀察，檢查施工記錄，必要時進行超聲波檢測。5)鋼筋保護層厚度的抽樣檢驗結果應合格；其抽樣數(shù)量、檢驗方法以及合格評定標準應符合現(xiàn)行國標 G B 50204 的規(guī)定。6)非破損探測方法或局部破損檢查方法。
4 結 語
加固后的橋梁經(jīng)加固后作定期營運檢測，修復后的裂縫基本沒有出現(xiàn)，撓度檢測結果達到設計要求，重車通過橋梁時振動明顯小，經(jīng)檢測后橋梁承載力達到設計荷載要求?？偨Y對橋梁采用粘貼鋼板加固法的成功結果，粘貼鋼板加固技術具有施工控制性好，工藝成熟，材料易購，施工速度快等優(yōu)點，比較適合實際工程的應用。
