橋梁裂縫處理及加固技術(shù)應(yīng)用
2015-09-07
1裂縫表面封閉修補(bǔ)法
（1）填縫：根據(jù)裂縫寬度分別用勾縫刀、抹子、刮刀等工具進(jìn)行操作，所用灰漿通常采用1：2.5或1：3水泥砂漿，不得低于砌筑灰漿的強(qiáng)度。
?。?）表面抹灰：是用水泥漿、水泥砂漿、環(huán)氧基液及環(huán)氧砂漿等材料涂抹在裂縫部位的磚石砌體或混凝土表面上的修補(bǔ)方法。
1）水泥砂漿涂抹：將裂縫附近的混凝土表面鑿毛，使糙面平整并清潔，為使混凝土表面不能有流水，用純水泥漿涂刷一層底漿，再將水泥砂漿一次或分幾次抹完（應(yīng)總厚度而定）。
2）環(huán)氧砂漿涂抹：①先在裂縫上口鑿一V形槽并盡量平整；②用鋼絲刷或竹刷清縫，并鑿去浮渣；③在裂縫郊周涂一層環(huán)氧漿液；④嵌入環(huán)氧砂漿，用刮刀使其平面與原混凝土面齊平。
3）鑿槽嵌補(bǔ)：是沿混凝土裂縫鑿一條深槽，在槽內(nèi)嵌補(bǔ)各種粘結(jié)材料，如環(huán)氧砂漿、瀝青、甲基丙稀酸脂類化學(xué)補(bǔ)強(qiáng)劑（甲凝）等的修補(bǔ)方法，槽形根據(jù)裂縫位置和填補(bǔ)材料而定。
4）表面噴漿：采用無筋素噴漿、技網(wǎng)噴漿，或掛網(wǎng)噴漿結(jié)合鑿槽嵌補(bǔ)等修補(bǔ)方法。噴漿的結(jié)構(gòu)表層應(yīng)仔細(xì)敲擊，若發(fā)現(xiàn)剝離的部分應(yīng)當(dāng)敲碎并除去。為使噴涂層粘牢固，最好把裂縫鑿成v形槽。噴漿以前先用水沖洗結(jié)構(gòu)物表面，并在始噴漿之前先把基層濕潤一下，然后開始噴漿。
2裂縫壓力灌漿修補(bǔ)法
主要用于裂縫多且深入結(jié)構(gòu)內(nèi)部或結(jié)構(gòu)有空隙的修補(bǔ)，按灌漿材料的不同分為二類：
（1）水泥灌漿：①.對修補(bǔ)部位裂縫再仔細(xì)檢查一遍，以便確定修補(bǔ)數(shù)量、范圍、鉆孔孔眼位置及漿液數(shù)量；②.鉆孔時，不得順裂縫鉆孔，孔深穿過裂縫面0.5cm以上（指墩臺部分），孔眼開好須進(jìn)行清孔，用大氣泵吹干；③.漿液灌人砌體或混凝土中時，灌漿前應(yīng)把裂縫和孔隙塞好，進(jìn)行止?jié){或堵漏處理。
?。?）化學(xué)灌漿：主要是防滲止水和加固補(bǔ)強(qiáng)，其施工要求：①.裂縫的檢查及清理；②.鉆眼埋嘴；③.嵌縫止?jié){。封閉嚴(yán)密程度是壓漿補(bǔ)強(qiáng)成敗的關(guān)鍵，其辦法：可沿縫用人工或風(fēng)鎬鑿成v型槽，寬度5～10cm，深3～5cm，并清除槽內(nèi)松動的混凝土碎屑及粉塵，向槽內(nèi)塞水泥砂漿。
3表面粘貼修補(bǔ)法
它是指用膠粘劑把玻璃布等材料粘貼在裂縫處混凝土上，既封閉裂縫，又提高結(jié)構(gòu)的強(qiáng)度和剛度。（1）先將混凝土的表面鑿毛，并沖洗干凈，使表面無油污灰塵，若表面不平整，可先用環(huán)氧秒漿抹平；（2）粘貼時，先在粘貼面上均勻則一層環(huán)氧基液（不能有氣泡產(chǎn)生），展開、掄直玻璃和放置并抹平使之緊貼在混凝土面上，再用刷子或其他工具在玻璃布上刷一遍，使環(huán)氧基液浸透玻璃布溢出，接著又在玻璃布上刷環(huán)氧基液；（3）按同樣方法粘貼第二層玻璃布，但上層玻璃應(yīng)比下層玻璃稍寬1～2cm，以便壓邊。
4橋梁外包混凝土加固法
它是通過增大構(gòu)件的截面和配筋，以提高構(gòu)件的強(qiáng)度、剛度、穩(wěn)定性并減少裂縫寬度。對于梁橋、拱橋、剛架橋、墩臺、基礎(chǔ)等，在條件許可的情況下采用該方法加固。外包混凝土加固橋梁時，應(yīng)滿足以下要求：（1）新澆砼厚度≥40mm，用噴射砼≥50mm，用砼補(bǔ)強(qiáng)受壓新砼的厚度≥150mm，且原砼表面應(yīng)鑿成凹凸深度>6mm的粗糙面；（2）配制砼的石子宜用堅硬耐久的碎石，其最大粒徑≤20mm；（3）結(jié)合面的連結(jié)鋼筋面積≥結(jié)合面面積的0.2%；（4）當(dāng)采用鋼筋補(bǔ)強(qiáng)時，縱向受力鋼筋的直徑≥Ф16，封閉式箍筋直徑≥Ф10，U形箍筋直徑宜與原有箍筋直徑相同；（5）用型鋼和鋼板補(bǔ)強(qiáng)時，應(yīng)將其和原結(jié)構(gòu)的鋼筋進(jìn)行連結(jié)，或用錨栓與原結(jié)構(gòu)鏈接，使參與原結(jié)構(gòu)共同受力；（6）加固的受力鋼筋與原構(gòu)件的受力鋼筋間的凈距≤20mm，并用短筋焊接連接，箍筋采用封閉的或U形的箍筋。
5橋梁鋼板粘貼加固法
由于交通量的增加，主梁承載力不足，或縱向主筋出現(xiàn)嚴(yán)重的銹蝕，或梁板橋的主梁出現(xiàn)嚴(yán)重橫向裂縫，此時，用粘結(jié)劑及錨栓將鋼板粘貼錨固在砼結(jié)構(gòu)的受拉區(qū)或薄弱部位，使其與結(jié)構(gòu)形成整體，以鋼板代替增設(shè)的補(bǔ)強(qiáng)鋼筋，提高橋梁的承載能力與耐久性。其特點為：（1）不需要破壞被加固的原結(jié)構(gòu)的外形；（2）施工工藝簡單，施工質(zhì)量易于控制；（3）施工工期短，較經(jīng)濟(jì)，是一種簡便的加固方法；（4）不足之處是粘結(jié)劑的質(zhì)量及耐久性是影響加固效果的主要因素。
6噴錨混凝土加固法
它是將錨筋折入待補(bǔ)強(qiáng)部位的結(jié)構(gòu)內(nèi)，掛設(shè)補(bǔ)強(qiáng)鋼筋網(wǎng)，再噴射一定厚度的砼，形成與原結(jié)構(gòu)共同受力的組合結(jié)構(gòu)。通過高速噴射到已錨固好鋼筋的受噴面上，凝結(jié)硬化后形成一種鋼筋砼；砼在高速噴射時，水泥漿與集料的反復(fù)連續(xù)撞擊使砼密實，噴錨砼與舊砼的粘結(jié)強(qiáng)度為0.7～2.8Mpa。近年來，鋼纖維混凝土替代了傳統(tǒng)的掛網(wǎng)噴射砼，為橋梁加固提供了更為方便和簡捷的手段。摻入鋼纖維后，除了砼的抗拉強(qiáng)度和主要由拉應(yīng)力控制的抗彎、抗剪和抗扭等強(qiáng)度有明顯的提高外，特別值得指出的是鋼纖維混凝土的摻入大大提高了混凝土的韌性，將脆性的混凝土材料變?yōu)榫哂形兆冃文芰Φ牟牧?。噴錨砼加固舊橋應(yīng)遵循以下原則：（1）恒載內(nèi)力（包括新噴射的混凝土）應(yīng)按原構(gòu)件的截面進(jìn)行計算；（2）活載內(nèi)力則按加大后的組合截面計算內(nèi)力；（3）使用極限狀態(tài)仍按彈性理論進(jìn)行內(nèi)力或應(yīng)力疊加計算；（4）強(qiáng)度驗算按照噴射截面占原截面的比率；（5）進(jìn)行加固前，對舊橋的原始情況以及病害原因，對舊橋的基本承載能力作出評估；（6）噴射混凝土與鋼筋的強(qiáng)度等級，要高于原結(jié)構(gòu)的強(qiáng)度等級。
7改變結(jié)構(gòu)受力體系的加固法
它是通過改變橋梁結(jié)構(gòu)受力體系，達(dá)到提高橋梁的承載能力的目的，以減少控制截面的內(nèi)力為目的進(jìn)行加固。就拱橋加固，通過體系轉(zhuǎn)換法將單純拱的受力狀態(tài)改變?yōu)楣傲航M合體系受力狀態(tài)，即將拱上建筑變?yōu)榱菏浇Y(jié)構(gòu)，拱梁組合體系受力狀態(tài)較單純拱更為均勻。改變結(jié)構(gòu)體系加固常用的方法：（1）在簡支梁下增設(shè)支架或橋墩；（2）把簡支梁和簡支梁加以連接，即簡支梁結(jié)構(gòu)改變?yōu)檫B續(xù)梁結(jié)構(gòu)；（3）在梁下增設(shè)鋼桁架等加勁或疊合梁；（4）在拱橋上增設(shè)鋼梁等。 8體外預(yù)應(yīng)力加固法
主要用于梁式橋（包括簡支梁、懸臂梁、連續(xù)體系梁橋等）正常使用極限狀態(tài)超限的結(jié)構(gòu)，通過對舊橋施加體外預(yù)應(yīng)力，能夠達(dá)到減少或消除裂縫，減小梁體下?lián)?，改善結(jié)構(gòu)各截面應(yīng)力狀態(tài)的目的。其優(yōu)點是：（1）在自重增加很小的情況下可大幅度改善和調(diào)整原結(jié)構(gòu)的受力狀況，提高結(jié)構(gòu)剛度、抗裂性；（2）由于自重增加小，對墩臺及基礎(chǔ)受力狀況影響很小，可節(jié)省對墩臺及基礎(chǔ)的加固，節(jié)省加固投資；（3）在不限制通車營運(yùn)的情況下進(jìn)行加固施工，有較好的社會效益；（4）預(yù)應(yīng)力加固后使預(yù)應(yīng)力永遠(yuǎn)保留。體外預(yù)應(yīng)力加固舊橋的原理是通過在梁體外設(shè)鋼質(zhì)的拉桿或撐桿，并與被加固梁體錨固連接，在施加預(yù)應(yīng)力，強(qiáng)迫后加拉桿受力，從而改變原結(jié)構(gòu)內(nèi)力分布，降低原結(jié)構(gòu)應(yīng)力水平，使結(jié)構(gòu)承載力顯著提高，且可減少結(jié)構(gòu)變形，縮小裂縫寬度甚至閉合。因此，既適用于通行重車時的臨時加固，也可作為提高橋梁承載力的永久加固措施。
9減輕拱上自重加固法
它是一種調(diào)整拱上恒載分布的手段，是為了恢復(fù)和提高原橋的承載能力。調(diào)整拱上恒載分布是針對主拱圈變形過大，通過調(diào)整拱上恒載的辦法來調(diào)整拱軸線與壓力線；采用減輕拱上建筑的自重，則主要是針對某些雙曲拱橋的基礎(chǔ)承載能力較低，通過這一措施降低對基礎(chǔ)承載力的要求。其方法：（1）降低橋面標(biāo)高，減少以至取消拱上填料，或使用輕質(zhì)拱上填料；（2）將腹拱的重力式橫墻挖空，或改建為鋼筋混凝土立柱；（3）用預(yù)制的鋼筋混凝土微彎板、空心板等輕型橋面取代笨重的腹拱體系；（4）采用鋼筋混凝土剛架或桁架式拱上建筑。
10橋面補(bǔ)強(qiáng)層加固法
在梁頂上先鑿除舊橋面，加鋪一層鋼筋混凝土層，使其與原有主梁形成整體，增大主梁有效高度和抗壓截面強(qiáng)度，改善橋梁荷載橫向分布能力，從而提高橋梁的承載能力的目的。
總之，在舊橋加固改造工程中，盡管每座舊橋梁的情況不相同，具有各自不同的特點，但也存在一定的共性。我們應(yīng)遵循橋梁加固、改造工作的共性，既要借鑒《混凝土結(jié)構(gòu)加固技術(shù)規(guī)范》，又要結(jié)合具體橋梁的特殊性，在實踐中發(fā)揮積極性和作出創(chuàng)造性，不斷進(jìn)取和探索，采用最先進(jìn)技術(shù)和材料，在舊橋利用、加固、改造中，創(chuàng)造和總結(jié)出多種切實可行的方法，使舊橋繼續(xù)發(fā)揮固有的使用功能。
