公路舊橋加固技術(shù)研究與實(shí)踐
2011-11-30 來源：作者：徐衛(wèi)電 來源：中國(guó)鳴網(wǎng)
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)?×60+3×50m鋼筋混凝土剛架拱橋，矢跨比為1/8，橋梁全長(zhǎng)374.458m。九丈大橋?yàn)?×50m鋼筋混凝土鋼架拱橋，矢跨比為1/10，橋梁全長(zhǎng)234.46m。兩座橋梁的設(shè)計(jì)荷載等級(jí)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，超載現(xiàn)象嚴(yán)重。2009年11月19日，養(yǎng)護(hù)人員在現(xiàn)場(chǎng)勘察時(shí)發(fā)現(xiàn)三角巖大橋橋面鋪裝層出現(xiàn)通長(zhǎng)縱向裂縫，且部分區(qū)域已下陷，對(duì)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?1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(cè)中心對(duì)三角巖大橋、九丈大橋進(jìn)行檢測(cè)，并邀請(qǐng)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(chǎng)對(duì)橋梁病害情況進(jìn)行分析，對(duì)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(duì)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
①清縫處理
1）用角磨機(jī)打磨對(duì)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(zhǎng)范圍內(nèi)用丙酮進(jìn)行洗刷，擦清表面。
②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。
③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?br />
2）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。
④封縫
對(duì)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(zhǎng)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。
⑤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(duì)漏氣部位進(jìn)行補(bǔ)封處理。
⑥配漿
漿液配制：根據(jù)現(xiàn)場(chǎng)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。
⑦灌漿
1）往專用低壓灌注容器中注入事先計(jì)算好的灌漿量；
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(duì)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(cè)定方法。
⑧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(zhǎng)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→封邊→灌注結(jié)構(gòu)膠→鋼板表面防腐處理。
（2）施工工序
①表面處理，根據(jù)設(shè)計(jì)圖紙的要求并結(jié)合現(xiàn)場(chǎng)測(cè)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2~5mm，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。
②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(cè)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。
③鋼板打孔與表面處理，依據(jù)現(xiàn)場(chǎng)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(chǎng)植埋的螺桿，先對(duì)待粘貼的鋼板進(jìn)行配套打孔，然后對(duì)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。
④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(zhǎng)布置，若下料長(zhǎng)度小于最大粘貼鋼板長(zhǎng)度，應(yīng)用兩條鋼板對(duì)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有1個(gè)焊接面。打孔位置應(yīng)距離焊點(diǎn)不小于10cm。
⑤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30~40cm，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50~60cm。
⑥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)語(yǔ)
公路舊危橋加固、維修任務(wù)十分繁重，全部重建的思想既不現(xiàn)實(shí)，也不科學(xué)。實(shí)踐證明，采用適當(dāng)?shù)募庸碳夹g(shù)和拓寬措施，對(duì)恢復(fù)和提高舊橋的承載能力和通行能力，延長(zhǎng)橋梁的使用壽命，以滿足現(xiàn)代化交通運(yùn)輸?shù)男枰?，是可行的。分析病害產(chǎn)生的原因可以幫助我們尋找防治病害的措施，從而保證行車的安全性、舒適性、橋梁的耐久性及投資效益。
