摘要:伴隨我國交通運輸網的逐步完善,公路基礎設施建設力度也越來越大。但現(xiàn)有部分道橋工程已無法滿足交通發(fā)展需求,尤其是修筑時間長、質量低及病害較為嚴重的老橋,隨著通行運行時間的不斷增多,其承載力下降嚴重,為確保車輛通行安全,必須做好橋梁加固處理。只有做好加固改造施工工作,才能進一步提升橋梁承載能力,才能更好地為人們出行提供服務。本文在調查分析原橋病害情況的前提下,制定了切實可行的加固方案,并對其技術應用標準進行了探討,以期全面提升工程質量。
關鍵詞:橋梁工程;加固技術;應用標準
1工程概況
某橋梁工程為剛架鋼筋混凝土橋,通車時間較長。橫向上本橋主要構件為6個剛架片,通過橋面、橫隔板進行剛架片連接,在拱腳、跨中位置各個剛架片鉸接,構成三鉸斜腿剛架橋。在橋臺上放置邊跨梁一端,則中跨主梁端部牛腿位置放置另一端。21.66m為主橋跨徑,26m為全橋長度,7m為橋面凈寬。該橋地形地貌及水文地質特征如下:
1.1地形地貌特征
本工程所在地具有較為平坦的地形,6.3到7.5m為地面高程范圍,第四系內陸河湖沉積硬可塑狀粘土、粉質粘土為該橋位勘察深度范圍已揭露的土層,且有一定量淤泥質軟土、粉土存于頂部,基巖埋深較大,不良地質未出現(xiàn)于勘察范圍內。
1.2水文地質特征
5.0到6.0m為勘察區(qū)地下水水位測量埋深,孔隙潛水為地下水類型,季節(jié)對水位影響較大。經分析得出,于混凝土結構而言地下水不存在腐蝕影響,而對鋼筋、鋼結構,地下水存有弱腐蝕性。因多種因素影響,目前橋梁結構存有病害問題,如箍筋銹蝕、鐵銹膨脹導致混凝土保護層剝落等。除此之外,因交通量不斷增大,為滿足車輛運行需求,必須進行橋梁加固施工。
2病害調查分析
加固施工前,應全面、詳細地檢查原有橋梁各個部位的實際情況,具體如表1所示。整體來講,本橋梁具有基本完整的橋梁結構,且受力清晰,可實施加固措施。但因通車運行時間較長,所有構件都存在不同程度的破壞現(xiàn)象,其中最為嚴重的為裂縫、銹脹問題。為此,必須做好加固施工,才能確保車輛通行安全。
3加固方案分析
根據施工設計要求,并與工程現(xiàn)場實際情況相結合,提出以下施工加固方案。
3.1下部結構加固方案
原橋橋臺結構為“短樁、承臺、重力式橋臺”三者結合方式,調查結果顯示,橋臺不存在變位、表面腐蝕等問題,同時該施工區(qū)域具有良好地質情況,且橋臺較厚,此次加固施工,無需更改原橋臺,僅將混凝土噴灑到表面裂縫位置即可,保證該位置具有良好平整度且密實度符合設計要求,避免裂縫擴大及內部鋼筋銹蝕。
3.2上部結構加固方案
加固時,需將跨中鉸接進行固接轉變,保證單榀剛架片為超靜定結構,以此增加主橋承受彎矩的能力,同時需將U形鋼板設置到主梁段外。要求將梁的下緣、跨中部位作為加固關鍵點。由于結構體系轉變將大大增加抵抗截面彎矩的能力。斜腿基本等同于拱肋,受軸壓為主,且承受相應彎矩,加固可選取外包型鋼法,也就是將角鋼粘黏到梁截面4角上,隨后進行扁鋼箍焊接,保證連接4根角鋼,并將水泥砂漿涂抹到外側,厚度為2.5cm左右。以此制約混凝土,達到混凝土材料抗壓能力提升的目的。針對邊跨主梁,因其與中跨主梁不連接,可構成受力清晰的簡支梁,與支點相近位置具有較大主拉應力,為此,可選取碳纖維補強法進行加固。要求將碳纖維貼于跨中受拉側,如梁體下部側面、底面,以縱橋向作為纖維向,因支點相近位置具有較大主拉應力,應將碳纖維豎向粘貼到梁肋兩側。
4橋梁工程加固施工工藝
4.1碳纖維施工
4.1.1表面處理施工前,需將加固構件表面質量不良的混凝土清理干凈,保證混凝土結構層露出,表面可選取修復材料施工。如受力裂縫存于施工中,需做好灌縫處理,必要時可進行封閉施工。要求打磨整平粘貼后的混凝土表面,將附著上面的雜物清理干凈,如浮漿等,直到混凝土結構新面露出。選取導角處理法處理轉角粘貼位置,進行半徑20mm以上圓弧狀打磨。4.1.2底層樹脂涂刷待清理干凈混凝土表面后,應進行底層樹脂涂抹。要求嚴格按照施工現(xiàn)場具體溫度進行樹脂每次拌和量的確定,且對使用時間加以嚴控。隨后通過滾筒在混凝土表面均勻涂抹底層樹脂。待其表面干燥程度滿足設計要求后,即可進行下階段施工。針對凹凸不平位置,可通過找平材料處理修復。4.1.3碳纖維布粘貼碳纖維布粘貼時,需根據設計要求進行碳纖維布剪切,并在粘貼位置均勻涂抹浸漬樹脂。通過人工方式向被粘貼位置按壓碳纖維布,確保兩者粘黏,隨后沿著纖維方向選取專用滾筒進行多次滾壓,將氣泡擠出,保證碳纖維布能夠被浸漬樹脂浸透,施工中嚴禁對碳纖維布造成任何破壞。碳纖維布粘貼及浸漬樹脂均勻涂抹到表面后,需做好加固結構表面防護工作。要求將砂、素水泥漿等施加到被加固表面,并涂抹厚10mm左右的水泥砂漿。
4.2濕法粘鋼施工
4.2.1處理混凝土表面施工前,應將混凝土構件表面污漬、油垢清理干凈,并鑿除粘結位置粉刷層。同時打磨粘結面,直到混凝土基層露出,打磨作業(yè)結束后,需及時將其表面浮渣清理干凈,表面可選取丙酮等進行清理。如表面存在空洞、蜂窩等問題,需做好修復處理。4.2.2鋼板表面處理將鋼板粘結面銹跡等清理干凈后,需對其進行打磨直到呈現(xiàn)出金屬光澤,盡可能保證表面粗糙,打磨紋路必須垂直于鋼板受力方向,隨后選取丙酮清理。4.2.3安裝鋼板根據施工規(guī)范規(guī)定,準確安裝鋼板,同時還需安裝鋼板連接位置、錨栓等,且在1到2mm之間控制鋼板、基面的縫隙。4.2.4灌膠粘鋼封縫處理鋼板附近,并將灌漿孔留出,依照既定灌漿順序做好灌膠施工。固化階段,禁止擾動鋼板,最后做好鋼板防護工作。
4.3加固檢測
混凝土結構選取碳纖維片或樹脂類粘結材料加固的情況下,需做好各項工序檢驗工作,如質量不符合施工規(guī)定,需及時采取切實可行的措施予以補救。一般情況下,相比設計面積,碳纖維片材具體粘貼面積需控制在設計面積以上,且在10mm以內控制誤差值。為檢驗碳纖維片是否緊密粘結混凝土,可通過手壓法檢查碳纖維片表面,或利用小錘敲擊,保證在95%以上控制整體有效粘結面積。如碳纖維布空鼓面積在10m2以內,修補時可選取針管注膠法施工。如空鼓面積在10m2以上,需及時去除空鼓位置的碳纖維片,再次進行新碳纖維片搭接粘結,且在10cm以上控制搭接長度。特殊情況下,可現(xiàn)場抽取碳纖維片等樣品進行檢驗。粘鋼施工中,當臨時固定設備去除后,粘結鋼板可選取小錘輕敲,通過聲音對粘結效果進行判斷。當90%以下為錨固區(qū)域粘結面積、70%以下為非錨固區(qū)域粘結面積時,可認為該粘結件質量不合格,需去除再次進行粘結。
5結束語
綜上所述,伴隨我國橋梁工程建設規(guī)模的不斷擴大,施工所面臨的環(huán)境愈加復雜,必須結合工程實際情況,選取相應的施工技術,確保工程質量及穩(wěn)定性。加固技術的應用,可有效提升橋梁承載能力,滿足交通運行需求。為克服設計、施工弊端,進一步推廣碳纖維補強法,必須加大設計理論、施工理論及檢測技術等方面的研究力度,這對提高橋梁工程質量意義重大。
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