大沙河橋加固維修工藝
發布時間:2014-08-05
摘要:針對人沙河橋的病害情況,介紹了采用環氧樹脂灌縫、粘貼
碳纖維布、粘貼
鋼板等新材料、新
施工工藝對危舊橋梁進行加固維修的方法,並對斜撐加固及橋麵鋪裝
施工工藝進行了分析。實踐表明,通過以卜加固維修工藝能夠解決大沙河橋的病害情況,使橋梁的使用壽命得到提高。
O 引言
大沙河橋位於甘肅臨澤縣境內G312線K2764+942處,東西全長133.57 m。為5孔(11.25 m+3x11.40 m+11.25 m)少筋微彎板組合工字梁橋,修建於1967年,下部為雙柱式鑽孔灌注樁墩台,橋麵淨寬度7.00 m+2x0.25 m。後於1990年采用簡支體係轉化為連續體係的方法進行了
加固改造,在原橋下遊單側增加3片微彎板組合等截麵連續工字粱,同期義在該橋東岸接長5孔。
將原橋東岸0號橋台改為擴大基礎重力式墩身(改造後為5號墩身),上部結構為9.00 m+3x18.00 m+9.00 m部分預應力連續空心板,下部結構為雙柱式鑽孔灌注樁墩台,橋麵淨寬度9.00 m+2x1.75 m.橋梁設計荷載為汽車20級,掛車100級。
1 舊橋病害情況
(1)第一至第五跨部分預應力連續空心板在以第三跨軸線對稱的第二、第四跨的2號預製段與3號預製段現澆濕接縫處(第二道、第五道濕接縫)最大裂縫寬度達10 mm,裂縫處板底鋼筋鏽蝕、斷裂,板底錯台位移達20 mm。
(2)第一跨l號板及第二跨7號板板底有縱向裂縫,裂縫最大寬度達1 mm。
(3)第二號橋墩處靠東岸一側變截麵部分有斜向裂縫,裂縫最大寬度達1 mm。
(4)第六至第十跨原橋加寬段部分橫係梁端部開裂。
(5)第七號橋墩靠上遊一側蓋梁混凝土脫落,對應工字梁底裂縫明顯。
(6)第六至第十跨原橋加寬段,工字梁裂縫明顯,微彎板縱向裂縫最大寬度達0.5 mm,反射至橋麵處,裂縫明顯可見。
(7)橋麵泄水孔堵塞,伸縮縫
滲水損壞。橋麵鋪裝坑窪不平、積水嚴重。
2總體
加固方案
對全橋裂縫進行灌縫處理以增強混凝土的完整性,對外露鏽蝕鋼筋進行除鏽處理,並對原混凝土損壞部分進行鑿除修補。在第二、第三、第四跨空心板濕接縫下緣先粘貼錨固20 mm厚
鋼板補強,再用H型鋼混凝土斜撐支撐。對第六至第十跨工字梁底麵粘貼
碳纖維布加固,拆除原橋麵係,澆注15 cm厚
鋼筋混凝土而板,以改善荷載橫向分布狀況,另在斜撐處(第一至第六道濕接縫)及舊橋工字梁段橋墩處(6~9號橋墩)設局部補強鋼筋網。全橋在0號橋台、5號橋墩、10號橋台處重沒3道FM-60型伸縮縫,重新預製安裝橋麵人行道板及欄杆係。
3裂縫處理
3.1灌縫維修
工藝流程
打磨、清qing理li裂lie縫feng表biao麵mian及ji縫feng內nei雜za物wu一yi粘zhan貼tie灌guan漿jiang底di座zuo一yi用yong封feng縫feng膠jiao封feng閉bi裂lie縫feng表biao麵mian一yi檢jian驗yan封feng縫feng是shi否fou嚴yan實shi一yi如ru不bu嚴yan實shi,一yi次ci封feng縫feng一yi用yong灌guan漿jiang器qi灌guan縫feng一yi封feng閉bi灌guan漿jiang口kou一yi清qing理li已yi處chu理li的de裂lie縫feng表biao麵mian,恢hui複fu外wai觀guan一yi檢jian查zha灌guan縫feng的de質zhi量liang。
3.2灌縫維修
施工工藝
(1)封閉裂縫前須在裂縫兩側2-5 cm的距離內清除表麵的灰塵、油汙、鬆動物等,並用小型工業吸塵器吸出縫中的泥土等堵塞物,注意縫中不得進水。在裂縫較寬處、開口較通暢的部位設置灌漿底座。
(2)用封縫膠封住裂縫表麵。封縫膠是一種快幹型粘貼膠。由甲、乙2種原料配製而成。配製比例為甲料:乙料=3:1,少量配製,隨配隨用。
(3)待dai封feng縫feng膠jiao固gu化hua後hou,用yong中zhong性xing肥fei皂zao水shui塗tu抹mo在zai裂lie縫feng表biao麵mian,用yong空kong的de灌guan漿jiang器qi推tui入ru窄zhai氣qi,觀guan察cha裂lie縫feng處chu是shi否fou有you氣qi泡pao冒mao出chu,以yi檢jian驗yan封feng縫feng是shi否fou嚴yan實shi。如ru果guo不bu嚴yan實shi的de話hua,應ying衝chong去qu中zhong性xing肥fei皂zao水shui,晾liang幹gan後hou進jin行xing二er次ci封feng縫feng,保bao證zheng灌guan漿jiang前qian封feng縫feng嚴yan實shi,同tong時shi灌guan漿jiang底di座zuo與yu梁liang體ti粘zhan結jie密mi閉bi。應ying該gai保bao證zheng底di座zuo的de灌guan漿jiang口kou不bu能neng被bei封feng縫feng膠jiao堵du住zhu,否fou則ze無wu法fa灌guan入ru灌guan縫feng膠jiao。
(4)經檢查封縫嚴實、密閉後,用專用的灌漿器灌注灌縫膠。灌縫膠由甲、乙2種原料配製而成,配製比例為甲料:乙料=4:l,灌縫膠一次不宜配的過多,一般每次配製最以不超過1 kg為宜,隨配隨用,防止灌縫膠凝固。灌漿器口連接到底座入口處,鬆開彈簧:加壓5-6 min後(hou),觀(guan)察(cha)灌(guan)漿(jiang)器(qi)內(nei)的(de)膠(jiao)是(shi)否(fou)仍(reng)在(zai)緩(huan)慢(man)進(jin)入(ru)裂(lie)縫(feng),如(ru)果(guo)裂(lie)縫(feng)內(nei)還(hai)能(neng)灌(guan)進(jin)灌(guan)縫(feng)膠(jiao),應(ying)繼(ji)續(xu)加(jia)載(zai),直(zhi)到(dao)裂(lie)縫(feng)裏(li)再(zai)也(ye)灌(guan)不(bu)進(jin)膠(jiao)時(shi)卸(xie)下(xia)灌(guan)漿(jiang)器(qi),並(bing)迅(xun)速(su)擰(ning)上(shang)堵(du)頭(tou)。
(5)裂縫封閉後,一股在溫度20~℃-25℃條件下,養護5-7天,期間結構不得受振、受潮,以保證修補質量。等膠體形成強度後要清理注膠表麵。恢複外觀。
4粘貼處理
4.1粘貼
碳纖維布
4.1.1 粘貼
碳纖維布工藝流程
打磨、清理梁體表麵一粘貼表麵找平→塗刷第→層粘貼(底層)膠→塗刷第二層粘貼膠→粘貼
碳纖維布→塗刷第三層粘貼膠→養護→檢驗粘貼質量。
4.1.2 粘貼
碳纖維布施工工藝
(1)首先將需要粘貼
碳纖維布的工字梁底用砂輪打磨平整,清除表麵腐蝕、boluodehunningtuhehuichen,shizhantiemianluchuguliao,biaomianyouyouwudeyingyongtuozhimianshazhanbingtonghuoerjiabenrongyedengqingxi,ranhouyonggaoyashuiqiangqingxiliangtizhantiemiandefenchen。anshejiyaoqiuduiliangdiliefengjinxingguanfenghuofengfengchuli,hunningtudeaoxianbuweiyonghuanyangshajiangxiubuzhaoping。
(2)找(zhao)平(ping)材(cai)料(liao)表(biao)麵(mian)幹(gan)燥(zao)後(hou),把(ba)刷(shua)塗(tu)料(liao)用(yong)的(de)滾(gun)子(zi)蘸(zhan)以(yi)事(shi)先(xian)兌(dui)好(hao)的(de)碳(tan)纖(xian)維(wei)粘(zhan)結(jie)膠(jiao),在(zai)梁(liang)體(ti)粘(zhan)貼(tie)麵(mian)上(shang)來(lai)回(hui)滾(gun)動(dong),塗(tu)抹(mo)一(yi)層(ceng)底(di)膠(jiao)。粘(zhan)結(jie)膠(jiao)由(you)環(huan)氧(yang)類(lei)主(zhu)料(liao)和(he)固(gu)化(hua)劑(ji)2種材料配製而成,2者的推薦重量比為3:1。也可以根據實際情況調節固化劑的用量來加快或延緩膠體的固化時間。
按以上的比例配製的粘結膠固化時間為20-40 min.固化時間也會受到溫度影響,溫度較高時同化較快。推薦的施工溫度為20℃,施工溫度低於5℃或huo雨yu天tian應ying停ting止zhi施shi工gong。粘zhan結jie膠jiao不bu能neng與yu水shui相xiang溶rong,因yin此ci必bi須xu保bao持chi粘zhan貼tie麵mian的de幹gan燥zao。底di膠jiao須xu塗tu抹mo均jun勻yun,使shi梁liang體ti表biao麵mian充chong分fen浸jin透tou,但dan也ye不bu宜yi過guo多duo,以yi不bu形xing成cheng聚ju集ji的de小xiao液ye滴di為wei好hao,防fang止zhi底di膠jiao固gu化hua後hou,形xing成cheng小xiao疙ge瘩da,影ying響xiang
碳纖維布的粘貼質量。
(3)底膠固化4 h以後,方可塗抹第二層膠及粘貼
碳纖維布。
碳纖維布纖維條的方向應與加固部位受拉力的方向一致。粘貼時,要一次粘貼平整,用滾予順著纖維走向來回滾動,防止形成褶皺、損傷纖維條或多次擾動碳纖維橫向的編製線。以免碳纖維條鬆散或改變碳纖維條的受力方向。
碳纖維布確實需要搭接時,接頭處至少要搭接10 cm以上.dajiebuweiyingbikaigoujianyinglizuirenquduan,qiedajieduanyingpingzhengwuqiaoqu。duocengdajiedegecengjiekouweizhiyingbuzaitongyijiemianshang,meicengjiekouweizhidejingjuliyingdayu20 cm。
(4)粘貼強度形成期問(一般為3天)不得有加載、振動等幹擾,必要時應保持成型所需要的壓力。在固化4 h後,塗抹第三層膠,以保護
碳纖維布不受外界環境條件影響。塗抹要均勻,防止漏抹。
4.1.3 注意事項
(1)在施工前必須選擇合適的粘結劑,掌握材料的各有關參數,以確保它有足夠的強度。
(2)粘貼麵必須打磨平整,並且打磨至新鮮的混凝土麵,使粘貼後能保證碳纖維絲共同受力,同時又確保
碳纖維布與
混凝土結構共同受力。
(3)在施工過程中,每層膠都必須處理好,特別是粘貼
碳纖維布前需要對開裂的梁底粘貼麵用環氧樹脂灌縫處理,恢複梁體的整體性。
(4)粘貼
碳纖維布的粘結膠,盡可能充分地滲入到碳纖維絲之間,確保梁體與
碳纖維布共同工作。
4.2粘貼
鋼板
4.2.1粘貼
鋼板工藝流程
對
鋼板和空心板底麵粘貼麵進行處理→布設鑽孔位置並鑽孔→清除孔內浮塵及雜物→配製植筋膠,在孔內注膠、錨栓塗膠一錨栓植入孔內一支撐並固定錨栓一在
鋼板上鑽孔、刻痕,同時在空心板底粘貼麵和
鋼板上塗抹粘貼膠一擰緊錨栓螺帽並固定好
鋼板→檢查驗收→粘貼第二層
鋼板。
4.2.2粘貼
鋼板施工工藝
(1)對(dui)混(hun)凝(ning)土(tu)板(ban)底(di)粘(zhan)貼(tie)麵(mian)進(jin)行(xing)處(chu)理(li),清(qing)除(chu)表(biao)麵(mian)破(po)損(sun)部(bu)分(fen),然(ran)後(hou)鑿(zao)平(ping),使(shi)粘(zhan)貼(tie)麵(mian)露(lu)出(chu)骨(gu)料(liao)。布(bu)置(zhi)鑽(zuan)孔(kong)的(de)準(zhun)確(que)位(wei)置(zhi),參(can)照(zhao)原(yuan)設(she)計(ji)圖(tu)紙(zhi)並(bing)配(pei)合(he)鋼(gang)筋(jin)探(tan)測(ce)儀(yi),盡(jin)量(liang)使(shi)布(bu)孔(kong)的(de)位(wei)置(zhi)避(bi)開(kai)鋼(gang)筋(jin)。鑽(zuan)孔(kong)時(shi),孔(kong)道(dao)方(fang)向(xiang)盡(jin)量(liang)要(yao)與(yu)空(kong)心(xin)板(ban)底(di)麵(mian)垂(chui)直(zhi)。鑽(zuan)孔(kong)的(de)直(zhi)徑(jing)為(wei)錨(mao)栓(shuan)直(zhi)徑(jing)加(jia)4 mm,不能隨意增大。2台電錘在同一片空心板上鑽孔的距離必須大於5 m,以免引起較大的振動。鑽孔結束後,清除粘貼麵及孔內的積水和雜物,並用棉絲擦去粉塵,用丙酮清洗孔壁。
(2)按產品說明,配製植筋膠(配製比例為甲料:乙料=3:1),每次配製的量不超過1kg。配pei好hao後hou,注zhu入ru孔kong內nei一yi部bu分fen,並bing在zai錨mao栓shuan上shang塗tu抹mo一yi部bu分fen,其qi量liang以yi錨mao栓shuan入ru孔kong後hou膠jiao體ti在zai孔kong中zhong溢yi出chu為wei宜yi。應ying注zhu意yi錨mao栓shuan外wai露lu部bu分fen要yao用yong塑su料liao等deng包bao裹guo。防fang止zhi膠jiao體ti流liu到dao錨mao栓shuan絲si口kou上shang而er無wu法fa擰ning上shang螺luo帽mao。用yong木mu棒bang支zhi撐cheng固gu定ding錨mao栓shuan。防fang止zhi錨mao栓shuan滑hua動dong。養yang護hu3天,期間,不能擾動錨栓。
(3)根據錨栓在空心板上的位置,在
鋼板對應何置精確鑽孔,並在粘貼麵上加工菱形格狀刻痕,有鏽的還應該除鏽。
(4)按產品說明,配製粘貼膠(配製比例為甲料:乙料=3:1),同時在空心板底麵和
鋼板粘貼麵上均勻塗抹粘貼膠。然後將
鋼板粘貼在空心板底麵上。擰緊螺栓此時,如有膠水擠出,證明
鋼板與梁底粘貼密實,否則應補膠,保證有效粘貼麵在90%以上。
(5)粘貼膠固化後,組織檢驗第一層
鋼板粘貼質量若合格則按此法粘貼第二層
鋼板。
5斜撐加固及橋麵鋪裝
施工工藝
5.1 H型鋼混凝土斜撐加固
施工工藝
斜撐設計用HKl80CH型鋼,采用25 mm厚和16mm厚16號錳鋼
鋼板進行焊接加工;預製、安裝H型鋼混凝土斜撐及斜撐橫係梁。預製斜撐時應預留斜撐支, 撐點焊接施工段及預埋橫向聯係的連接
鋼板;H犁鋼混凝土斜撐安裝好,在粘貼好的
鋼板上焊接斜撐支撐點;H型鋼斜撐支撐點焊接完畢,焊接斜撐支撐處加勁
鋼板;斜撐橫係梁安裝時,將橫向聯係的連接
鋼板進行焊接;焊接完成後,再澆築預留焊接施工段C30膨脹混凝土。
5.2 C40防水混凝土橋麵鋪裝
施工工藝
拆除原橋欄杆係、人行道板及橋麵鋪裝
混凝土結構,同步預製人行道板、欄杆係小型構件;拆除舊橋麵係,完成後用高壓水槍衝洗幹淨,布設橋麵鋼筋網及補強鋼筋網,同步預埋人行道板安裝
鋼板、泄水管並預留伸縮縫位置;現澆C40防水混凝土橋麵鋪裝,最後安裝人行道板、欄杆係。
6 結語
大沙河橋改造完成後,達到了總體加同方案的要求。實踐證明環氧樹脂、
碳纖維布粘貼等新材料、新方法在危舊橋
梁加固改造中的應用比較理想,為同類橋梁施工加固提供了有益的參考。