橋梁加固技術(shù)與方法的應(yīng)用
2015-05-06
公路橋梁都是建立在室外的，經(jīng)常受到風(fēng)吹雨淋的，自然環(huán)境對(duì)其產(chǎn)生了很大的影響，其隨著時(shí)間的延長(zhǎng)必可避免地會(huì)被損壞，因此公路橋梁加固是非常必要的。橋梁加固比起重建橋梁來(lái)說(shuō)比較節(jié)省資源和資金。因此，從經(jīng)濟(jì)角度考慮，橋梁加固在節(jié)省資金的基礎(chǔ)上，提高了橋梁的使用時(shí)間，提高了社會(huì)的經(jīng)濟(jì)效益。
根據(jù)橋梁的加固原因、加固部位以及現(xiàn)有橋梁本身橋型方案的不同，應(yīng)采用不同的加固方法。目前,橋梁上部結(jié)構(gòu)常用的加固方法有：體外預(yù)應(yīng)力加固法、體系轉(zhuǎn)換加固法、增加構(gòu)件加固法、粘貼鋼板加固法、碳纖維加固法、橋面層補(bǔ)強(qiáng)加固法等；橋梁下部結(jié)構(gòu)常用的加固方法有擴(kuò)大基礎(chǔ)加固法、高壓旋噴注漿加固法等。
1橋梁加固的步驟與基本原則 橋梁的加固與橋梁的設(shè)計(jì)一樣，除了應(yīng)滿足設(shè)計(jì)規(guī)范，符合技術(shù)可行、經(jīng)濟(jì)合理、結(jié)構(gòu)安全的原則外，還必須經(jīng)過(guò)一定的程序和步驟，這就是所謂的加固概念設(shè)計(jì)。
1.1橋梁結(jié)構(gòu)由于結(jié)構(gòu)失效或損傷經(jīng)評(píng)估不能滿足結(jié)構(gòu)安全或正常使用要求時(shí)，必須進(jìn)行加固。加固設(shè)計(jì)的內(nèi)容及范圍，應(yīng)根據(jù)評(píng)估結(jié)論和委托方提出的要求確定，可以包括整體橋梁，也可以是指定的區(qū)段或特定的構(gòu)件；
1.2建立既有橋梁維修、加固、重建的經(jīng)濟(jì)分析模型，通過(guò)分析比較，選擇技術(shù)可行、經(jīng)濟(jì)合理、對(duì)現(xiàn)有交通干擾較小的方案實(shí)施，以保證改造后的橋梁能安全運(yùn)營(yíng)；
1.3根據(jù)需要改造橋梁的評(píng)估結(jié)論及經(jīng)濟(jì)分析，當(dāng)?shù)弥F(xiàn)有橋梁可以通過(guò)加固、維修達(dá)到使用要求的結(jié)論后，再提出橋梁加固的設(shè)計(jì)方案；
1.4對(duì)于大橋、特大橋，其主要承重構(gòu)件需要加固補(bǔ)強(qiáng)時(shí)，加固設(shè)計(jì)方案應(yīng)≮2個(gè)，進(jìn)行方案比選和經(jīng)濟(jì)評(píng)估，選擇最佳加固方案；
1.5加固設(shè)計(jì)及施工盡量不損壞原結(jié)構(gòu)，并保留具有利用價(jià)值的構(gòu)件，避免不必要的拆除或更換；加固設(shè)計(jì)應(yīng)與施工方法緊密結(jié)合，并采取有效措施，保證新老結(jié)構(gòu)連接可靠、協(xié)同工作；加固設(shè)計(jì)應(yīng)按結(jié)構(gòu)實(shí)際損壞情況進(jìn)行計(jì)算；
1.6在加固施工中，應(yīng)盡可能減少對(duì)橋上和橋下的通行車(chē)輛及行人的干擾，采取必要的措施，減少對(duì)周?chē)h(huán)境的污染；在施工過(guò)程中，若發(fā)現(xiàn)原結(jié)構(gòu)或相關(guān)工程隱蔽部位的構(gòu)造有嚴(yán)重缺陷時(shí)，應(yīng)立即停止施工，會(huì)同加固方案設(shè)計(jì)者進(jìn)行研究，待采取有效措施處理后，方能繼續(xù)施工；加固施工中，應(yīng)采取安全監(jiān)測(cè)措施，確保人員及結(jié)構(gòu)安全。 2加固施工方案
2.1裂紋修補(bǔ) 首先對(duì)大于0.02mm的裂紋進(jìn)行標(biāo)識(shí)，沿裂紋方向切“v”型槽，寬2cm，深1cm.埋設(shè)壓漿咀，強(qiáng)度達(dá)到要求后，壓注環(huán)氧樹(shù)脂。待環(huán)氧樹(shù)脂凝固后，去除環(huán)氧膠泥，抽檢壓漿飽滿情況。
2.2施工放樣 根據(jù)原主梁懸澆施工的特點(diǎn)：梁體的外輪廓尺寸、預(yù)應(yīng)力束定位、鋼筋及預(yù)埋件位置均以與底板底面相對(duì)位置控制，故本加固工程以原各施節(jié)段前端底板底面分中點(diǎn)連線為橋中心控制線。 腹板扦釘孔高程控制按設(shè)計(jì)圖要求控制與主梁頂板底面倒角處相對(duì)尺寸。 橫隔梁水平孔放樣時(shí)橫橋向尺寸以實(shí)測(cè)橋中線尺寸為基準(zhǔn)放樣，高程以梁體頂橋底面為基準(zhǔn)面控制相對(duì)位置，輔以至梁底板底面距離校核（確認(rèn)避開(kāi)橫梁內(nèi)預(yù)應(yīng)力束）。
2.3鉆孔 腹板加固φ27mm扦釘孔采用沖擊鉆電錘成孔，鉆頭直徑為φ27mm.全橋共計(jì)鉆φ27孔43262個(gè)。設(shè)計(jì)鉆孔深度15cm，考慮到鉆頭錐度，成孔時(shí)鉆尖深度應(yīng)不小于15.5cm.鉆孔時(shí)采取措施控制深度，不得損傷預(yù)應(yīng)力筋。待孔內(nèi)干燥后，植入φ16mm“l”型扦釘，用環(huán)氧膠泥填充密實(shí)。 豎向預(yù)應(yīng)力孔施鉆避碰原有預(yù)應(yīng)力措施：豎向預(yù)應(yīng)力筋孔（φ40mm）、混凝土灌注孔（φ82mm）、振搗孔（φ56mm）均采用130型金剛?cè)⌒緳C(jī)成孔，鉆頭直徑分別為φ40mm、φ82mm、φ56mm.全橋腹板加固共需鉆φ40m孔1840個(gè)，φ56mm孔432個(gè)，φ82mm孔392個(gè)，原結(jié)構(gòu)主梁為三向預(yù)應(yīng)力體系，預(yù)應(yīng)力束（筋）布置較密，鉆孔均在預(yù)應(yīng)力束間隙內(nèi)進(jìn)行，即使放樣施工位置準(zhǔn)確，原橋本身預(yù)應(yīng)力安裝也存在偏差。特別是在墩中心0號(hào)塊內(nèi)縱向預(yù)應(yīng)力束中心距為200mm，原預(yù)應(yīng)力束采用φ外85mm波紋管，φ82mm混凝土灌注孔與原預(yù)應(yīng)力束理論間隙僅16mm，對(duì)放樣及施工要求尤為嚴(yán)格。因此在鉆孔過(guò)程中根據(jù)實(shí)際情況進(jìn)行調(diào)整顯得極為重要。 因主梁原預(yù)應(yīng)力束過(guò)于密集，要求鉆孔精度很高，為保證鉆孔時(shí)不鉆斷預(yù)應(yīng)力束，鉆孔均采用熟練工人操作，正式開(kāi)鉆前先組織工人試鉆，并給工人講解原預(yù)應(yīng)力束的位置，做到心中有數(shù)。同時(shí)加強(qiáng)工人對(duì)鉆機(jī)性能知識(shí)的培訓(xùn)，加強(qiáng)工人對(duì)鉆機(jī)定位方法的培訓(xùn)，加強(qiáng)工人對(duì)鉆機(jī)給尺進(jìn)尺的培訓(xùn)。 鉆孔時(shí)當(dāng)鉆機(jī)鉆深在9-23cm時(shí)應(yīng)注意力集中，注意手感和聽(tīng)覺(jué)，發(fā)現(xiàn)卡鉆或鉆機(jī)晃動(dòng)時(shí)，及時(shí)停機(jī)察明原因；應(yīng)及時(shí)取芯觀測(cè)鉆孔的實(shí)際情況。孔位調(diào)整：根據(jù)已鉆孔位的具體情況，及時(shí)調(diào)整相鄰鉆孔孔位的位置，從而準(zhǔn)確判斷梁體內(nèi)預(yù)應(yīng)力的實(shí)際位置，在現(xiàn)場(chǎng)施工中應(yīng)用效果較好。鉆孔順序?yàn)樯舷掠谓诲e(cuò)進(jìn)行。
2.4新老混凝土結(jié)合措施 在原有結(jié)構(gòu)上加澆新混凝土，如何保證結(jié)合面的傳力是關(guān)鍵，為此采用新老混凝土結(jié)合面鑿毛，且每隔一定距離植扦釘?shù)姆椒ā?為保證后澆混與原腹板很好地結(jié)合，以達(dá)到共同受力，原腹板內(nèi)側(cè)及加厚腹板范圍內(nèi)的上下倒角混面要鑿毛，鑿毛時(shí)須首先去除有礙新老混凝土結(jié)合的雜物，鑿除裂縫壓漿時(shí)封閉的表面環(huán)氧膠泥，拆除壓漿咀，剝除封閉膠帶，最后對(duì)原混凝土面進(jìn)行鑿毛，鑿毛率要求達(dá)到95%.灌注前應(yīng)將結(jié)合面上灰塵及雜質(zhì)清理干凈，并用水沖洗風(fēng)干。 加強(qiáng)新老混凝土結(jié)合的另一措施是植扦釘 腹板上布置有梅花型扦釘，間距約為30cm，扦釘為l型；與外側(cè)箍筋焊連，上下倒角布置扦釘，間距約為20cm，扦釘為直筋，要求與外側(cè)箍筋焊連；加固腹板端部布置扦釘間距為20cm，扦釘為l型，要求與加固腹板外側(cè)水平筋焊連。扦釘采用φ16mm鋼筋彎制，植入所鉆φ27mm的扦釘中，植入深度為15cm，用環(huán)氧膠泥錨固。
2.5混凝土的澆注及養(yǎng)生 模板采用新制鋼模板，寬60cm，最大高度不超過(guò)200cm，以便于人工搬動(dòng)，安裝檢查合格后方可進(jìn)行混凝土的澆注。腹板加固采用50#微膨脹混凝土，混凝土配合比由試驗(yàn)室根據(jù)設(shè)計(jì)要求和施工需要進(jìn)行配制，混凝土入模陷度控制在12cm~14cm，初凝時(shí)間為10h，摻微膨脹水泥以補(bǔ)償混凝土的收縮，防止產(chǎn)生收縮裂紋。 由于腹板加厚部分除頂板下灰孔及振搗孔外全封閉，混凝土入模全部靠人工從56mm下灰孔中搗入?；炷吝B續(xù)養(yǎng)護(hù)14天，混凝土開(kāi)始灌注時(shí)應(yīng)采取封橋措施禁止一切車(chē)輛通行。
2.6張拉 梁體內(nèi)外側(cè)的裂紋全部修補(bǔ)壓漿完畢后，方可進(jìn)行張拉作業(yè)，腹板加固豎向預(yù)應(yīng)力為φ25mm冷拉iv級(jí)無(wú)粘結(jié)鋼筋，端錨固在梁底板底面，上端錨固在梁頂板頂面。
2.7封錨按設(shè)計(jì)要求在豎向預(yù)應(yīng)力筋張拉完畢后應(yīng)用環(huán)氧膠泥混凝土對(duì)底板底面軋絲錨頭進(jìn)行封錨。
3結(jié)語(yǔ) 橋梁的加固維修問(wèn)題已經(jīng)成為世界普遍關(guān)注的課題，采取加固的方法提高橋梁承載力、抗彎能力、抗剪能力、荷載等級(jí)等是最經(jīng)濟(jì)、最簡(jiǎn)單和最適用的措施,依據(jù)不同的橋梁現(xiàn)狀和加固要求可以采取不同的方法。確保危舊橋的改造工作科學(xué)合理、經(jīng)濟(jì)安全。
