橋梁加固技術與方法的應用
2015-05-06
公路橋梁都是建立在室外的，經(jīng)常受到風吹雨淋的，自然環(huán)境對其產(chǎn)生了很大的影響，其隨著時間的延長必可避免地會被損壞，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說比較節(jié)省資源和資金。因此，從經(jīng)濟角度考慮，橋梁加固在節(jié)省資金的基礎上，提高了橋梁的使用時間，提高了社會的經(jīng)濟效益。
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，應采用不同的加固方法。目前,橋梁上部結構常用的加固方法有：體外預應力加固法、體系轉換加固法、增加構件加固法、粘貼鋼板加固法、碳纖維加固法、橋面層補強加固法等；橋梁下部結構常用的加固方法有擴大基礎加固法、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計一樣，除了應滿足設計規(guī)范，符合技術可行、經(jīng)濟合理、結構安全的原則外，還必須經(jīng)過一定的程序和步驟，這就是所謂的加固概念設計。
1.1橋梁結構由于結構失效或損傷經(jīng)評估不能滿足結構安全或正常使用要求時，必須進行加固。加固設計的內(nèi)容及范圍，應根據(jù)評估結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)段或特定的構件；
1.2建立既有橋梁維修、加固、重建的經(jīng)濟分析模型，通過分析比較，選擇技術可行、經(jīng)濟合理、對現(xiàn)有交通干擾較小的方案實施，以保證改造后的橋梁能安全運營；
1.3根據(jù)需要改造橋梁的評估結論及經(jīng)濟分析，當?shù)弥F(xiàn)有橋梁可以通過加固、維修達到使用要求的結論后，再提出橋梁加固的設計方案；
1.4對于大橋、特大橋，其主要承重構件需要加固補強時，加固設計方案應≮2個，進行方案比選和經(jīng)濟評估，選擇最佳加固方案；
1.5加固設計及施工盡量不損壞原結構，并保留具有利用價值的構件，避免不必要的拆除或更換；加固設計應與施工方法緊密結合，并采取有效措施，保證新老結構連接可靠、協(xié)同工作；加固設計應按結構實際損壞情況進行計算；
1.6在加固施工中，應盡可能減少對橋上和橋下的通行車輛及行人的干擾，采取必要的措施，減少對周圍環(huán)境的污染；在施工過程中，若發(fā)現(xiàn)原結構或相關工程隱蔽部位的構造有嚴重缺陷時，應立即停止施工，會同加固方案設計者進行研究，待采取有效措施處理后，方能繼續(xù)施工；加固施工中，應采取安全監(jiān)測措施，確保人員及結構安全。 2加固施工方案
2.1裂紋修補 首先對大于0.02mm的裂紋進行標識，沿裂紋方向切“v”型槽，寬2cm，深1cm.埋設壓漿咀，強度達到要求后，壓注環(huán)氧樹脂。待環(huán)氧樹脂凝固后，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：梁體的外輪廓尺寸、預應力束定位、鋼筋及預埋件位置均以與底板底面相對位置控制，故本加固工程以原各施節(jié)段前端底板底面分中點連線為橋中心控制線。 腹板扦釘孔高程控制按設計圖要求控制與主梁頂板底面倒角處相對尺寸。 橫隔梁水平孔放樣時橫橋向尺寸以實測橋中線尺寸為基準放樣，高程以梁體頂橋底面為基準面控制相對位置，輔以至梁底板底面距離校核（確認避開橫梁內(nèi)預應力束）。
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.全橋共計鉆φ27孔43262個。設計鉆孔深度15cm，考慮到鉆頭錐度，成孔時鉆尖深度應不小于15.5cm.鉆孔時采取措施控制深度，不得損傷預應力筋。待孔內(nèi)干燥后，植入φ16mm“l”型扦釘，用環(huán)氧膠泥填充密實。 豎向預應力孔施鉆避碰原有預應力措施：豎向預應力筋孔（φ40mm）、混凝土灌注孔（φ82mm）、振搗孔（φ56mm）均采用130型金剛取芯機成孔，鉆頭直徑分別為φ40mm、φ82mm、φ56mm.全橋腹板加固共需鉆φ40m孔1840個，φ56mm孔432個，φ82mm孔392個，原結構主梁為三向預應力體系，預應力束（筋）布置較密，鉆孔均在預應力束間隙內(nèi)進行，即使放樣施工位置準確，原橋本身預應力安裝也存在偏差。特別是在墩中心0號塊內(nèi)縱向預應力束中心距為200mm，原預應力束采用φ外85mm波紋管，φ82mm混凝土灌注孔與原預應力束理論間隙僅16mm，對放樣及施工要求尤為嚴格。因此在鉆孔過程中根據(jù)實際情況進行調(diào)整顯得極為重要。 因主梁原預應力束過于密集，要求鉆孔精度很高，為保證鉆孔時不鉆斷預應力束，鉆孔均采用熟練工人操作，正式開鉆前先組織工人試鉆，并給工人講解原預應力束的位置，做到心中有數(shù)。同時加強工人對鉆機性能知識的培訓，加強工人對鉆機定位方法的培訓，加強工人對鉆機給尺進尺的培訓。 鉆孔時當鉆機鉆深在9-23cm時應注意力集中，注意手感和聽覺，發(fā)現(xiàn)卡鉆或鉆機晃動時，及時停機察明原因；應及時取芯觀測鉆孔的實際情況?？孜徽{(diào)整：根據(jù)已鉆孔位的具體情況，及時調(diào)整相鄰鉆孔孔位的位置，從而準確判斷梁體內(nèi)預應力的實際位置，在現(xiàn)場施工中應用效果較好。鉆孔順序為上下游交錯進行。
2.4新老混凝土結合措施 在原有結構上加澆新混凝土，如何保證結合面的傳力是關鍵，為此采用新老混凝土結合面鑿毛，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合，以達到共同受力，原腹板內(nèi)側及加厚腹板范圍內(nèi)的上下倒角混面要鑿毛，鑿毛時須首先去除有礙新老混凝土結合的雜物，鑿除裂縫壓漿時封閉的表面環(huán)氧膠泥，拆除壓漿咀，剝除封閉膠帶，最后對原混凝土面進行鑿毛，鑿毛率要求達到95%.灌注前應將結合面上灰塵及雜質清理干凈，并用水沖洗風干。 加強新老混凝土結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200cm，以便于人工搬動，安裝檢查合格后方可進行混凝土的澆注。腹板加固采用50#微膨脹混凝土，混凝土配合比由試驗室根據(jù)設計要求和施工需要進行配制，混凝土入模陷度控制在12cm~14cm，初凝時間為10h，摻微膨脹水泥以補償混凝土的收縮，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。混凝土連續(xù)養(yǎng)護14天，混凝土開始灌注時應采取封橋措施禁止一切車輛通行。
2.6張拉 梁體內(nèi)外側的裂紋全部修補壓漿完畢后，方可進行張拉作業(yè)，腹板加固豎向預應力為φ25mm冷拉iv級無粘結鋼筋，端錨固在梁底板底面，上端錨固在梁頂板頂面。
2.7封錨按設計要求在豎向預應力筋張拉完畢后應用環(huán)氧膠泥混凝土對底板底面軋絲錨頭進行封錨。
3結語 橋梁的加固維修問題已經(jīng)成為世界普遍關注的課題，采取加固的方法提高橋梁承載力、抗彎能力、抗剪能力、荷載等級等是最經(jīng)濟、最簡單和最適用的措施,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合理、經(jīng)濟安全。
