橋梁加固工法

/沿海地區(qū)受潮汐氯離子侵蝕橋梁加固工法一、前言對病害橋梁進行加固補強、增加耐久性，最大程度利用現(xiàn)有資源，保證其運用平安，延長其運用壽命是當今國際工程界關注的重大課題之一。目前，我國已有確定數(shù)量的橋梁發(fā)生老化，危橋逐年增多，對危橋加固已成為橋梁設計、探討、管理部門的當務之急。我國自上世紀70年頭起先對舊橋加固改造技術進行探討，目前已有多種橋梁加固的形式及方法：如加大截面加固法、體外預應力加固法、外部粘貼鋼板加固法和粘貼碳纖維加固法等。2006年，江蘇淮陰水利建設集團有限公司依據(jù)交通部公路科學探討所、山東省濟南高校的方案在煙威高速公路金山港大橋加固工程施工中，接受含鋇硫鋁酸鹽水泥混凝土替換受病害混凝土同時加大橋墩截面的方法，為沿海地區(qū)受氯離子侵蝕而發(fā)生病害需進行加固的橋梁供應了可借鑒的閱歷。二、工法特點1、接受含鋇硫鋁酸鹽水泥混凝土滿足防滲透及防氯離子侵蝕要求。2、用加大截面方法加固橋梁，可以提高構件的耐久性、穩(wěn)定性并減小病害發(fā)展，一般梁橋在條件允許的狀況均可接受此方法進行加固。三、適用范圍本工法適用于沿海地區(qū)橋墩干脆浸泡于海水中，長期受海水及氯離子侵蝕，鋼筋混凝土構件出現(xiàn)混凝土剝落、鋼筋銹蝕、順筋開裂等病害，且病害并未影響橋梁結構承載實力，僅需進行耐久性加固的橋梁。四、工藝原理接受含鋇硫鋁酸鹽水泥混凝土對橋墩病害區(qū)表面松散的、含鹽量高的混凝土進行替換，同時加大橋墩截面提高抗氯離子滲透和混凝土抗腐蝕實力。五、施工工藝（一）工藝流程（見圖1）施工施工準備鋼圍堰安裝混凝土封底舊混凝土鑿除鋼筋除銹及防銹處理鉆孔、植筋鋼筋網(wǎng)布置新混凝土澆筑混凝土養(yǎng)生新澆混凝土表面耐久性處理圖1工藝流程圖（二）、鋼圍堰制作安裝1、鋼圍堰制作：鋼圍堰接受8mm鋼板卷制，背面用8#槽鋼作為支撐，車間分節(jié)分片加工，護桶接頭用法蘭邊螺絲連接，法蘭邊接受80*80*8角鋼制作。考慮到海浪和潮汐因素，圍堰做成三節(jié)，底節(jié)高度為3m，上兩節(jié)高度各為1.5米。為防止圍堰變形，提高圍堰穿透力，在圍堰下節(jié)底部外側加焊厚度12mm、寬2、鋼圍堰安裝：落潮時灘地露出水面位置的橋墩，選擇在潮汐水位最低時，用挖掘機，把橋墩及系梁四周的碎石清理到需處理的高程，并用人工進行整平，整平后，用吊車把圍堰分節(jié)吊到橋下，然后用手動葫蘆把圍堰拉到位置，進行拼裝。將鋼圍堰拼裝連接成形，每片圍堰的接頭之間用橡膠墊圈止水，螺絲緊固，運用20型振動錘進行振動下沉，假如下沉不志向，考慮運用高壓水槍沖沙引導，但要留意保持相對平衡，第一節(jié)圍堰安裝到位后，分片分塊接著把其次、三節(jié)圍堰安裝到位，接著下沉到志向施工位置。落潮時灘地不露出水面位置的橋墩，用戰(zhàn)備浮箱搭設水中平臺，再進行鋼圍堰的拼裝、下沉，待圍堰平衡穩(wěn)定后，在圍堰內(nèi)拋砂袋，將砂袋拋到所須要的高度后，即進行砼封底。（三）、圍堰內(nèi)排水、封底圍堰安裝到位后，利用低潮位時間，對圍堰外側進行相對整平，對可能滲水的地方用粘土、棉胎進行覆蓋，用沙袋壓實，圍堰內(nèi)用大功率泥漿泵或潛水電泵進行排水，圍堰內(nèi)海水排干后即對橋柱進行封底施工，接受C25一般混凝土進行封底。混凝土接受溜筒從橋面入倉。封底時在圍堰兩頭設置固定井點排水孔，封底基槽開挖到位后鋪設防水化纖彩條布，砼添加快凝早強添加劑，防止海水浸蝕而影響砼強度。（四）、橋柱、系梁腐蝕混凝土鑿除依據(jù)施工要求并結合實際狀況，在對橋柱、橋臺周邊進行砼封底以后，確保圍堰內(nèi)不進水，組織工人對橋柱系梁被腐蝕的砼表層進行清理，接受空壓機和人工鑿除相結合，先用空壓機及風鎬鑿除到鋼筋，然后再用人工鑿除到設計深度，砼鑿除深度嚴格按設計要求限制，留意被清除砼表面要相對平整，然后人工用鋼絲刷和空壓機對表面進行清理，不殘留有松動的殘渣附在表面。鑿除后的的混凝土，嚴禁浸入海水中。如浸入海水，則需再鑿除掉表層浸過海水的混凝土。（五）、鋼筋除銹及防銹處理舊混凝土鑿除后，用手持式磨光機安裝鋼絲球?qū)︿P蝕的鋼筋進行除銹處理，處理過的鋼筋表面涂Sika903阻銹劑。對鋼筋截面面積銹蝕超過5%的，做補筋處理，后補鋼筋和原鋼筋進行點焊搭接。（六）、鉆孔及植筋鉆孔用手持式?jīng)_擊鉆進行，鉆孔直徑為16mm，鋼筋植入深度為10cm，鉆孔依據(jù)圖紙及實際狀況布置孔位，環(huán)柱子方向在原墩柱每兩根鋼筋之間鉆孔，上下按圖紙尺寸鉆孔。植埋鋼筋前，用毛刷及清潔壓縮空氣清孔至無粉塵的清潔狀態(tài)。植筋接受JN-Z植筋錨固膠，用施膠槍向植筋孔內(nèi)填膠，填膠從孔底向孔口逐步填膠，以保證孔內(nèi)空氣排出、注膠飽滿，每孔注膠量略大于理論需膠量。將鋼筋旋轉(zhuǎn)插入至孔底，保證孔口溢膠并留意防止漏膠。所植鋼筋表面涂Sika903阻銹劑做防銹處理。（七）、鋼筋網(wǎng)布置鋼筋為縱向Φ12，每根橋墩勻整排列24根；環(huán)向Φ10，間距為15cm?？v向鋼筋和植筋焊接連接，環(huán)向鋼筋和縱向鋼筋的連接接受焊接或綁扎，搭接點的連線和豎向垂直線的夾角不小于60度。鋼筋網(wǎng)涂Sika903阻銹劑作防銹處理。（八）、混凝土澆筑及養(yǎng)護1、模板安裝：模板為定制的鋼模板，安裝前在鋼模板上下口各對稱焊接四根伸出模板10cm槽鋼或鋼管，在每根槽鋼上焊接一根頂絲，用于和未被拆除部位的橋墩頂固，以保證模板安裝時的中心位置和原橋墩的中心位置相吻合。模板安裝時用吊車配以人工手拉葫蘆將每片模板吊裝到位進行拼裝，拼裝時用海綿壓縫，嚴防漏漿。2、混凝土材料及協(xié)作比：加固接受C40含鋇硫鋁酸鹽水泥混凝土，細集料選用質(zhì)地堅硬、級配良好的水洗河砂，細度模數(shù)2.6～2.8，含泥量小于1%；粗集料選用最大粒徑不大于20mm、質(zhì)地堅硬的石灰石、花崗石等碎石，含泥量不大于1%。拌和運用無污染淡水。混凝土協(xié)作比見表1。含鋇硫鋁酸鹽水泥I級球型粉煤灰礦渣水膠比水洗中砂水洗碎石（5～20mm）外加劑360kg/m345kg/m345kg/m30.33778kg/m31074kg/m31.8%表1C403、混凝土澆筑（1）、混凝土澆筑的準備鑿除后混凝土基面清潔干凈，表面無松散的雜物、碎片，澆筑前用含鋇硫鋁酸鹽水泥凈漿在鑿除后的基面上勻整涂刷一遍作為界面劑?；炷翝仓?，對用于澆筑的原材料；固定塑性混凝土成型的模板；將被隱藏覆蓋的鋼筋等進行系統(tǒng)的檢查，確保上述各項內(nèi)容符合澆筑的要求，對場內(nèi)參和澆筑的各種施工設備進行維護、保養(yǎng)，以保證澆筑時設備運行良好。（2）、混凝土拌和、計量及運輸混凝土拌和均接受場內(nèi)拌和，混凝土坍落度15cm。拌和按設計的協(xié)作比拌和混凝土，各組成材料分別按重量過磅，秤量精確，各組成材料的偏差允許范圍為：水泥，摻合材料±1%；水，外加劑±1%骨料±1%施工時，對骨料的含水量跟班專人測定，特別是澆筑過程中遭遇異樣天氣，以便剛好調(diào)整加水量。（3）、混凝土入倉、振搗及抹面因混凝土入倉垂直高度大于2m，混凝土熟料實行掛設漏斗管導料到澆筑平臺上，人工用鐵鍬鏟料入倉，入倉時沿橋墩四周勻整、分層布料?；炷琳駬v實行插入式振搗器及附著式振搗器協(xié)作振搗，插入式振搗棒選擇1.1KW、直徑較小的振搗棒，振搗時不觸及鋼筋且和模板有確定間隙，振搗時間滿足規(guī)范要求。澆筑完成后和老混凝土接頭的斜面位置接受木抹壓光表面，在混凝土終凝前多次人工鐵抹抹光，以防混凝土水化收縮形成表面龜裂。4、養(yǎng)護混凝土澆筑拆模后，在表面涂含鋇硫鋁酸鹽水泥凈漿（水灰比1：0.6），然后用土工織物圍裹一層(土工織物用淡水浸濕)，再在外面用塑料布圍裹一層進行養(yǎng)護。至少養(yǎng)護14天才允許暴露于海水，養(yǎng)護期確?；炷帘砻嫣幱诔睗駹顟B(tài)。六、機具設備（見表2）序號名稱單位規(guī)格數(shù)量備注1吊車臺QY16T1安裝鋼圍堰、鋼模板2挖掘機臺大宇1m1安裝鋼圍堰3卷揚機臺5T1安裝鋼圍堰4砼攪拌機臺錐式350L1混凝土澆筑5空壓機臺5混凝土鑿除6風鎬臺20混凝土鑿除7柴油發(fā)電機臺80KW1動力8柴油發(fā)電機臺15KW1動力9插入式振搗器臺1.5KW2混凝土澆筑10附著式振搗器臺1.5KW2混凝土澆筑11鋼筋切斷機臺112小型切割機臺213磨光機臺414電錘臺215軍用浮箱只4安裝鋼圍堰16電焊機臺BX-350217手動葫蘆臺2KN、4KN818潛水電泵臺2.2KW1019泥漿泵臺5KW2表2、機具設備七、勞動組織（見表3）序號人員人數(shù)備注1工程師及技術員42起重工103鋼筋工44電焊工25機械操作工26混凝土工87電工48普工10表3、勞動組織八、質(zhì)量限制（一）質(zhì)量標準執(zhí)行煙威高速公路金山港大橋修理加固施工圖設計及相關的公路橋涵施工技術規(guī)范。鉆孔嚴格按圖紙要求布置孔位，孔位偏移量和設計鉆孔位置距離不大于5cm；綁扎外層鋼筋網(wǎng)混凝土愛惜層厚度不低于50mm；混凝土養(yǎng)護時間不低于14天。（二）技術措施1、材料質(zhì)量保證進場的水泥、砂子、碎石、鋼筋、外加劑、植筋膠、阻銹劑等主要建筑材料除要求有相關質(zhì)量證明外，現(xiàn)場必需依據(jù)技術規(guī)范要求和標準進行抽查檢驗，不合格者不得運用。2、混凝土施工質(zhì)量保證專人負責檢查混凝土原材料，測定砂、石含水量，混凝土拌和物塌落度；檢查混凝土協(xié)作比及水泥、水的用量；嚴格按要求添加專用外加劑，計量精確。九、平安措施1、進入施工現(xiàn)場必需戴平安帽，高空作業(yè)要系平安繩，上下橋面的梯子必需堅實牢靠。2、運用的設備、工器具及防護用品等在運用前均進行檢查，磨損嚴峻的或絕緣不合格的，禁止運用。3、特別工種如電工、吊車司機、電焊工、起重工均持證上崗。4、全部電纜、電線、電焊線、地線、氧氣管、乙炔管等分別鋪設，不能纏繞，氧氣瓶和乙炔氣瓶之間的距離不小于3m。5、大型吊裝千斤繩在吊點處加墊，以防滑動或磨斷鋼絲繩。6、水上施工作業(yè)有平安的作業(yè)平臺，水上浮箱連接應堅實，浮箱四周設置圍欄。7、留意天氣預報，有特別天氣如大潮、大風等異樣氣象時剛好做好防范措施。十、技術經(jīng)濟分析1、接受含鋇硫鋁酸鹽水泥混凝土替換受病害混凝土同時加大橋墩截面方法為沿海地區(qū)受氯離子侵蝕而發(fā)生病害需進行加固的橋梁供應了施工方法。2、C40含鋇硫鋁酸鹽水泥混凝土28天單軸抗壓強度達到61.9Mpa、滲透系數(shù)小于38×10-13㎡/s，可以提高抗氯離子侵蝕耐久壽命40年，確保橋梁在服務期內(nèi)滿足運用性能要求。3、對于提高沿海地區(qū)易受氯離子的橋梁運用壽命具有主動意義。十一、工程實例煙威高速公路金山港大橋，位于山東省漢河、廣河交匯入?？谔?，橋梁上部結構跨徑組合6×20m+6×20m+6×20m，全橋長374.4m。接受預應力混凝土空心板結構，混凝土標號為C40，蓋梁為C25鋼筋混凝土，雙幅橋面總寬2