公路舊橋加固技術(shù)研究與實(shí)踐

1、公路舊橋加固技術(shù)研究與實(shí)踐1 、工程背景資料1.1 工程概況三角巖大橋是仙清公路九大至稠樹段改建工程的主要工程，是永嘉縣連接各鄉(xiāng)鎮(zhèn)的主要干道。三角巖大橋?yàn)?360+3 50m 鋼筋混凝土剛架拱橋，矢跨比為 1/8 ，橋梁全長 374.458m 。九丈大橋?yàn)?450m 鋼筋混凝土鋼架拱橋，矢跨比為 1/10 ，橋梁全長 234.46m 。兩座橋梁的設(shè)計(jì)荷載等級均為：汽 -20 ，掛 -100 ；上部結(jié)構(gòu)采用鋼筋混凝土剛架拱橋標(biāo)準(zhǔn)圖，橋面凈寬：9.0 （行車道） +2 1.0 （人行道） m ；下部結(jié)構(gòu)橋墩為樁基承臺(tái)基礎(chǔ)，薄壁箱形墩身，橋臺(tái)均為重力式橋臺(tái)。三角巖大橋是永嘉縣連接各鄉(xiāng)鎮(zhèn)的主干道，超載

2、現(xiàn)象嚴(yán)重。2009 年 11月 19 日，養(yǎng)護(hù)人員在現(xiàn)場勘察時(shí)發(fā)現(xiàn)三角巖大橋橋面鋪裝層出現(xiàn)通長縱向裂縫，且部分區(qū)域已下陷，對拱肋進(jìn)行檢查時(shí)發(fā)現(xiàn)部分橫系梁已掉落，部分微彎板明顯下?lián)稀?11 月 22 日，永嘉縣公路管理段委托浙江公路技術(shù)學(xué)院試驗(yàn)檢測中心對三角巖大橋、九丈大橋進(jìn)行檢測，并邀請浙江省交通規(guī)劃設(shè)計(jì)研究院設(shè)計(jì)人員赴現(xiàn)場對橋梁病害情況進(jìn)行分析，對橋梁進(jìn)行加固維修設(shè)計(jì)，12 月5日開始封道施工，克服種種困難于 2010 年 2 月 21 恢復(fù)通車。1.2 橋梁病害情況分析（1 ）上部結(jié)構(gòu)1 ）全橋主拱腿共有 20 條裂縫，其中 2 條裂縫超限，最大縫寬0.36mm；2 ）弦桿共有 19 處裂

3、縫，最大縫寬為0.2mm未超限；3 ）主梁共 3 條裂縫，最大為 0.06mm；4 ）全橋微彎板均出現(xiàn)裂縫，其中第4 跨有部分微彎板最大裂縫寬度達(dá)到1.26mm，處于破碎狀態(tài)，微彎板內(nèi)鋼筋外露，已失去基本承受荷載作用；5 ）第 4 跨有 2 處橫系梁墜落，全橋橫系梁橫向聯(lián)系已基本失效，只靠一邊的角鋼受力或者懸掛在兩拱片間。（2 ）下部結(jié)構(gòu)1 ）全橋墩臺(tái)位置有不同程度的水侵害；2 ）2 墩左側(cè)墩頂頂帽有開裂破損。（3 ）橋面系1 ）全橋橋面左右幅均有縱向裂縫貫穿整個(gè)橋面，位于拱肋上緣；2 ）第 4 跨跨中橋面發(fā)生沉陷，橋面破損嚴(yán)重；3 ）全橋共 36 條橫向貫穿裂縫，其位置與腹孔微彎板拱頂位置對

4、應(yīng)。2 、橋梁主要加固技術(shù)2.1 裂縫灌漿施工（1 ）施工工序清縫處理1 ）用角磨機(jī)打磨對所有要處理的裂縫表面；2 ）剔除縫口表面的松散雜物，用氣壓 0.2MPa 以上的壓縮空氣清除裂縫打磨范圍；3 ）沿縫長范圍內(nèi)用丙酮進(jìn)行洗刷，擦清表面。標(biāo)注灌膠底座的位置1 ）根據(jù)裂縫的寬度，確定灌膠底座的間距和位置，在裂縫端部、裂縫交叉處和裂縫較寬處設(shè)置灌膠嘴，并做好標(biāo)志；2 ）灌膠底座的粘貼間距為：底座間距為 25 40cm 。埋設(shè)灌漿嘴1 ）調(diào)和灌膠底座粘結(jié)膠，該膠應(yīng)呈膩?zhàn)訝?，按主劑和固化劑的配合? ：1 進(jìn)行調(diào)和，直至調(diào)和均勻?yàn)橹梗? ）將調(diào)和后的粘結(jié)膠涂抹在灌膠底座下底面周圍；3 ）將灌膠底座按

5、標(biāo)注位置順縫粘貼在裂縫表面，并適當(dāng)用力下壓底座使底部粘結(jié)膠部分溢出，并包住注膠底座邊緣。封縫對壓漿區(qū)域的裂縫，無論縫寬大小，原則上都應(yīng)同時(shí)封閉，以防裂縫相互貫通而跑氣跑膠。沿縫長先涂一層基液，等膠泥初凝后，再抹上一層膠泥，并除氣泡抹平，等膠泥初凝后，表面用基液涂刷二度。密封檢查（氣檢）等封縫材料固化后，沿縫涂刷一層肥皂水，并從灌漿嘴中通入氣壓為0.2MPa 的壓縮空氣，檢查縫的密封效果。對漏氣部位進(jìn)行補(bǔ)封處理。配漿漿液配制：根據(jù)現(xiàn)場施工的實(shí)際情況，進(jìn)行化學(xué)灌漿的配置，其安全性能指標(biāo)應(yīng)符合混凝土結(jié)構(gòu)加固設(shè)計(jì)規(guī)范 （GB50367-2006 ）的規(guī)定。灌漿1 ）往專用低壓灌注容器中注入事先計(jì)算好的

6、灌漿量；2 ）逐一將低壓灌注容器安裝至灌漿嘴，用橡皮筋施加壓力；3 ）豎向、斜向裂縫壓漿應(yīng)自下而上進(jìn)行；4 ）觀察膠水注入量，加壓后前 2 小時(shí)每 20 分鐘觀察一次并作記錄，若注射器中的膠水注完立即補(bǔ)充膠水并判斷是否與預(yù)先計(jì)算灌漿量是否有出入；5 ）加壓 24 小時(shí)后拆除注射器，記錄最終注膠量；6 ）當(dāng)注入裂縫的修補(bǔ)膠達(dá)到 7d 固化期時(shí)，應(yīng)采用取芯法對注獎(jiǎng)漿效果進(jìn)行檢驗(yàn)，芯樣檢驗(yàn)應(yīng)采用劈裂抗拉強(qiáng)度測定方法。養(yǎng)護(hù)灌縫完畢后，養(yǎng)護(hù)一晝夜，等待樹脂固化。若溫度過低，則相應(yīng)延長養(yǎng)護(hù)時(shí)間。2.2 粘貼鋼板（壓力注膠法）（1 ）工藝流程粘鋼區(qū)域混凝土表面處理鉆孔植埋螺桿待粘貼鋼板打孔與表面處理安裝鋼板

7、封邊灌注結(jié)構(gòu)膠鋼板表面防腐處理。（2 ）施工工序表面處理，根據(jù)設(shè)計(jì)圖紙的要求并結(jié)合現(xiàn)場測量定位，在需粘貼鋼板加固混凝土表面放出鋼板位置大樣，鑿除需粘鋼混凝土表面的表層砂漿25mm，使粗骨料外露，表面不平的地方應(yīng)用尖鑿輕鑿整平，再用鋼絲刷清除表面浮漿，剔除表層疏松物，最后用無油壓縮空氣吹除表面粉塵，待完全干燥后用脫脂棉沾丙酮擦試表面。植埋螺栓，依照設(shè)計(jì)圖紙的要求，放出需鉆孔的位置，用鋼筋混凝土保護(hù)層測試儀查明混凝土鋼筋布置，然后鉆孔。應(yīng)避免鉆孔打孔時(shí)碰及鋼筋，用壓縮空氣清理孔內(nèi)浮塵，再用丙酮清孔，在孔內(nèi)灌注三分之二孔深的結(jié)構(gòu)膠，用丙酮清洗螺栓，之后安裝錨固螺栓，要求埋設(shè)牢固，具有可靠的抗拔力，以

8、保持粘貼鋼板時(shí)有效地加壓，同時(shí)還可以幫助鋼板克服剪切，有利于粘貼的耐久作用。鋼板打孔與表面處理，依據(jù)現(xiàn)場混凝土上的實(shí)際放樣進(jìn)行粘貼鋼板下料，并依據(jù)現(xiàn)場植埋的螺桿，先對待粘貼的鋼板進(jìn)行配套打孔，然后對鋼板的粘貼面用鋼絲刷磨機(jī)或磨光砂輪機(jī)進(jìn)行除銹和粗糙處理，打磨粗糙度越大越好，打磨紋路應(yīng)與鋼板受力方向垂直。用丙酮清洗混凝土表面和鋼板粘貼面。安裝鋼板：將鋼板固定在螺栓上，并保證鋼板與混凝土表面的間隙在3mm以上，以確保灌注膠層的厚度。加固用鋼板條盡量采用通長布置，若下料長度小于最大粘貼鋼板長度，應(yīng)用兩條鋼板對接焊成整體，焊接施工必須在打孔前完成。要求焊接斷面強(qiáng)度不低于鋼材本身強(qiáng)度，同一條鋼板最多允許

9、有 1 個(gè)焊接面。打孔位置應(yīng)距離焊點(diǎn)不小于10cm 。封邊：將注入嘴粘結(jié)在鋼板的注入孔上，再在鋼板角點(diǎn)處及鋼板邊緣插入排氣管，排氣孔間距3040cm，在螺桿上罩上蓋碗，然后用鋼板封邊膠封閉鋼板邊緣，完成封邊。注入嘴布置間距為5060cm。灌注結(jié)構(gòu)膠：待封邊膠固化后，用泵將粘鋼灌注膠從注入嘴灌注到鋼板和混凝土的空隙中，灌注工作持續(xù)到所有排氣管均有膠液流出。在灌注過程中，用橡皮錘敲打鋼板以確認(rèn)是否灌注密實(shí)。要求灌膠之前先通氣試壓，以不小于0.1MPa的壓力將粘鋼灌注膠從注入嘴壓入，當(dāng)排氣孔出現(xiàn)膠液后停止加壓，以鋼板封邊膠堵孔，再以較低壓力維持10 分鐘以上。2.3 植筋（ 1 ）工藝流程鉆孔清理鉆孔灌膠插入錨筋。（ 2 ）施工工序1 ）鉆孔：孔深與錨筋埋設(shè)深度相同，孔徑比錨筋大2 4mm ，孔位應(yīng)避讓蓋梁內(nèi)鋼筋，孔道應(yīng)順直。2 ）清理鉆孔，孔道先用硬鬃毛刷清理，再以高壓干燥空氣吹去孔底灰塵、碎片和水分，孔內(nèi)應(yīng)保持干燥。3 ）灌膠：將植筋膠由孔底灌注至孔深 2/3 處，待插入錨筋后，膠即充滿整個(gè)孔洞。4 ）插入錨筋：錨筋插入前應(yīng)清除插入部分的表面污物，并須插到孔底，孔口多余的膠應(yīng)清除，污物應(yīng)先以鋼刷清除，再用丙酮擦凈，并予拭干。5 ）在膠液干固之前，避免擾動(dòng)錨固鋼筋和在孔位附近有明水。3 、結(jié)