浅论某大桥加固工程实践
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摘要:近年来修建的桥梁由于受到施工、设计和材料等方面的影响和局限,不少桥梁都出现了不同程度的病害,加上不能适应现在交通量飞速增长,使得旧桥检测和旧桥加固技术显得非常迫切。本文就某大桥加固工程实例,介绍了该大桥加固工程中的桥面铺装改造、中横隔板加固等技术在桥维修加固中的应用及注意事项。
关键词:大桥加固 施工注意事项
一、工程概况:
该大桥全长196m,为3×20m预应力砼空心板+3×30m预应力砼T梁+5×20m预应力砼空心板。该桥轴线与水流方向呈45°。桥面为15.0m+2×1.75m。该桥设计荷载为汽―超20,挂―120,于1992年8月动工兴建,1993年4月竣工通车。二、桥涵设计标准
1.设计荷载:汽车-超20, 挂车-120。
2.桥面宽度: 15m+2×1.75m。
三、桥梁结构设计
根据《检查报告》,目前该大桥的主要病害为桥面出现较大面积的纵向裂缝和横向裂缝,并且有继续发展的趋势;主跨横隔板湿接缝开裂,重车通过时发生相对错动;空心板铰缝开裂,出现渗水现象。桥梁下部结构良好。因此,该大桥的病因为横向联系刚度不足或失效引起桥面纵向开裂,桥面铺装混凝土和更换伸缩处的混凝土质量达不到设计要求,致使桥面出现多处横向裂缝、混凝土破碎等现象。
1.桥面铺装改造
根据《检查报告》的描述,30米跨桥面铺装出现严重的纵向裂缝外,20米跨的桥面铺装也普遍存在纵、横向裂缝或者龟裂现象,有必要对全桥的桥面铺装打掉重做。重做的桥面铺
装采用C40钢纤维砼,其抗折强度为5MPa,铺直径ФR12mm间距10×10cm的冷轧带肋钢筋焊接网,钢筋级别CRB550,强度标准值550MPa;钢纤维砼的钢纤维含量为50kg/m3,采用剪切型钢纤维,长度32.4mm,断面0.42×0.82mm,抗拉强度370MPa。为提高桥面铺装砼与梁板的结合能力,于桥面板植筋,直径Φ12,植入桥面板深5cm,用建筑结构胶粘结固定,间距50×50cm。
图1 半幅铺装层横断面
图2 空心板铰缝补强钢筋网横断面
图3 30m T梁横隔板加固图
2.中横隔板加固
根据《检查报告》的描述,该大桥30m跨T梁“横隔板两侧全部发现有竖向裂缝,裂缝位于湿接缝的施工缝处,竖向通长开裂,裂缝宽度在0.30mm～0.41mm之间。当桥面有重车经过时,裂缝两侧发生相对错动。横隔板端部未发现裂缝。T梁间的湿接缝局部发现有纵向裂缝,观测到的最大裂缝宽度为0.13mm,并伴有白色析出物。”。因此,30m跨T梁桥面出现纵向裂缝的根本原因在于T梁的横向刚度受损严重,必须对横梁采取加固措施。考虑到本桥跨横隔板设计配筋相对较少,如用打掉湿接缝砼重浇的做法,一是本身配筋不够,二怕新旧砼接触面结合不好,因此采用粘贴钢板加螺栓固定的加固方法。
3.伸缩缝改造
由于现有伸缩缝局部破坏严重,周边砼裂缝较多,个别伸缩缝由于安装不当,缝宽超值(顶紧或拉断橡胶带),加上桥面铺装厚度及横坡改变,因此,所有伸缩缝都需进行更换。
4.栏杆、人行道及灯柱改造
栏杆柱、扶手、栏栅等混凝土保护层碳化严重,钢筋外露,个别扶手被撞断,灯柱是后来加上去的,位于人行道中间,影响行人。根据“评审意见”,也列入改造之中。栏杆改为较轻的不锈钢栏杆,灯柱移至栏杆平面内,人行道铺彩色人行道砖。
四、施工注意事项
施工工艺及质量标准应严格按照《公路桥涵施工技术规范》JTJ041-2000及有关规程的有关规定执行。同时,施工前认真阅读设计图纸,领会设计意图,严格按照图纸施工,并结合图纸尺寸进行复核。除此之外还要特别注意以下事项:
1.中横隔板加固用材料要求
所用锚栓及钢板为16锰钢,其技术指标应符合国家有关规定。
建筑结构胶的力学指标不得低于下表值:
项 目
指 标 低粘度结构胶
TJ-LR 中粘度结构胶
TJ-MR 高粘度结构胶
TJ-HR
抗压强度(MPa) 50 50 50
抗拉强度(MPa) 60 60 60
抗剪强度(MPa) ≥10 ≥10 ≥10
粘结正拉强度(MPa) ≥3 ≥3 ≥3
延伸率(%) ≥3 ≥3 ≥3
结构胶适用部位 0.05～0.20mm
裂缝压浆 0.2～1.0mm裂缝
压浆 1.0mm以上裂缝压浆和钢板粘贴及植筋
2.桥面铺装施工
全部凿除旧桥面铺装砼,充分凿毛T梁板面(或空心板面)砼,使表面粗糙,露出砂、石。按设计植入抗剪钢筋,先钻孔、清孔、吹干,注入植筋胶植筋。植筋完成后,安装焊接带肋钢筋网,钢筋网以抗剪钢筋为定位固定支撑,务必绑扎牢固。梁板面冲洗干净并涂三遍无机水性密封防水层后,再浇筑新的桥面铺装砼。
3.T梁中横隔板加固施工程序及技术要求:
(1)T梁中横隔板加固采用满堂支架施工
(2)螺栓孔放样并钻孔
① 按施工图孔位在混凝土粘贴面上放样,为防止孔位碰上钢筋,先用钢筋
探测器探测,如有钢筋可适当移动孔位。按孔位钻孔。
② 按混凝土粘贴面上的实际孔位在钢板上钻孔。
(3)对贴钢板处的混凝土表面处理
① 全面凿入表面2～3mm深,以露砂、石新面。并要求贴钢板范围内的混凝土表面平整度不得大于2mm,如超过,需打磨平整。
② 表面碳化或松散的混凝土必须凿除。
③ 对混凝土面有凹槽,深度大于3mm的用环氧树脂砂浆抹平。
④ 用无油棉丝醮丙酮擦拭混凝土粘合面,除去油污,并保持干燥、清洁状态。
(4)钢板粘贴表面处理
钢板粘结面表面必须处理,可用喷砂或平砂轮打磨除锈,直至出现金属光泽,并用无油棉丝醮丙酮擦拭钢板粘合面,直到用新棉丝醮丙酮擦拭后不见污垢为止。
(5)配制建筑结构胶
按设计技术要求和施工操作时间配制建筑结构胶。
(6)横隔板裂缝灌胶
①裂缝口凿毛、刮刷、缝内灰尘吹清、吹干、涂抹密封胶、压刮和养生。
②注浆器,自下而上进行,压力由小到大,一般最大压力0.6MPa,稳压3分钟,关闭进浆阀门,待浆在受压状态下凝固。
(7)钢板粘贴及螺栓固定
① 选择晴朗、干燥天气施工。
②将新配好搅拌均匀的建筑结构胶紧密、均匀地分别涂抹在混凝土和钢板粘结面上,使之中央抹胶厚度达到3mm,四周可薄些.。
③ 安装钢板,插入螺栓,迅速拧紧螺栓,使钢板与混凝土紧密粘合,挤出多余的建筑结构胶。
(8)外露钢板除锈防护
钢板外露部分防锈处理,可采用F53-1酚醛树脂防锈漆,涂刷两片。涂刷前用丙酮擦去油污,呈现金属光泽,并保持干燥,再涂刷防锈漆。之后再涂一层灰色防水漆,可采用F55-1酚醛树脂耐水漆。
4.空心板铰缝补强施工
第19孔空心板铰缝开裂,于空心板面铰缝处铺垂直铰缝的Φ12。凿开旧桥面铺装后,检查铰缝混凝土是否有松散、裂缝、或强度达不到要求的情况,如有,则凿除重新浇筑。另外,第3孔按竣工图是空心板结构,如有第19孔类似情况,也需作同样的处理。
5.栏杆柱、灯柱座施工
①栏杆柱座
栏杆柱座为原有栏杆柱的预留槽,拆除原栏杆柱后,将预留槽5个面的混凝土表面凿毛,清除混凝土渣,洗刷,定位钢板及预埋钢筋,在预留槽充分湿润的状态下浇筑C30微膨胀混凝土,务必密实。
②灯柱座
灯柱座为原有栏杆柱的预留槽,拆除原栏杆柱后,将预留槽底面的混凝土表面凿毛,其余4面的混凝土凿去钢筋保护层,露出钢筋与本设计的N1、N2钢筋焊接,清除混凝土渣,洗刷,定位钢板及预埋钢筋,焊接钢筋,在预留槽充分湿润的状态下浇筑C30微膨胀混凝土,务必密实。
6.施工期间对车辆通行的要求
为保证新铺桥面混凝土和46mT梁横隔板加固的质量,桥面改造和横隔板加固期间,桥上禁止机动车通行,机动车可绕道通行。
五、该大桥加固工程完工后 ,大桥面貌焕然一新,恢复了运输功能,改善了交通状况
通过该大桥加固工程实践,使我们进一步认识到旧桥加固是较复杂的工程,应高度重视,谨慎进行。选定加固方案应先对原桥进行详细的调查、分析、研讨,提出多个方案进行比较论证,选择最经济有效的方案。在施工中要加强对结构的观察,做好交通安全工作,防止事故发生。该大桥加固工程的顺利完成,可为今后同类型桥梁的维修加固提供借鉴。
参考文献:
[1]张树仁 王宗林编著《桥梁病害诊断与改造加固设计》 人民交通出版社2006年
[2]侯发亮编著 《建筑结构粘结加固的理论与实践》 武汉大学出版社2003年