近年來,我國橋梁加固技術發展迅速,其中粘貼鋼板加固法因其施工工期短、施工工藝簡單快捷、粘貼材料占用空間小、對交通影響小等優點而受到工程技術人員的青睞,並逐漸在橋梁加固中推廣。
2006年,應廣東省某縣政府邀請,我公司工程技術人員采用粘貼鋼板的新技術對該縣壹座舊橋進行加固。經過近兩年的跟蹤檢查,發現加固效果完全達到設計要求,原有病害得到有效控制。本文詳細介紹了該工程采用的加固施工方案和施工工藝,供同行參考。
2.項目簡介
這座舊橋是壹座跨河的小橋。小橋結構為單跨整體斜板橋,凈跨31m,橋寬9m。橋臺為重力式橋臺,橋梁設計荷載為汽-20和懸-65,438+000。
2006年,有關部門在對該橋的橋況調查中,發現橋面板底部有5條裂縫,與行車方向呈傾斜狀,長約5m,寬0.2mm以上,少數裂縫有明顯水跡。此外,在板材底部發現4處小規模蜂窩病害。在舊路改造中,在橋梁原有路面的基礎上,新鋪設了近20厘米厚的瀝青混凝土。經設計部門檢查,並考慮到該橋交通荷載實際已超過steam -20,該橋承載力不能滿足現有交通要求,必須進行加固。
3.技術方案
鑒於現有橋梁狀況,施工單位采用粘貼鋼板的方法對全橋進行加固。粘貼鋼板法作為壹種廣泛應用的橋梁加固技術手段,其主要優勢在於:壹是在同等條件下,粘貼鋼板加固可以有效提高梁的抗剪承載力,提高鋼板的強度利用率;二是粘貼鋼板可以提高梁的延性,提高構件和整體結構的可靠指標;三是粘貼鋼板加固的方法施工方便,施工質量更容易保證;第四,施工過程中鋼板內產生壹定的預拉伸應力,有利於提高加固後結構抵抗反復荷載的能力。混凝土加固方案分為兩部分:
(1)既有病害修補:橋梁既有裂縫采用球囊灌漿法修補,既有蜂窩采用環氧砂漿修補。
(2)粘貼條形鋼板加固:根據設計部門的計算結果,采用單層條形鋼板粘貼,結合螺栓錨固鋼板和澆註鋼板膠的方法進行粘貼鋼板。鋼板、地腳螺栓和灌漿噴嘴的布置如圖1所示。其中,用於加強抗彎能力的鋼板尺寸應盡量薄而寬,厚度壹般為4-6 mm,較薄的鋼板能有足夠的彈性以適應構件的表面形狀。用於提高抗剪能力的鋼板厚度應較厚,其設計視實際情況而定。壹般應該采用10-15mm。
4.主要施工技術
4.1現有疾病的修復
根據對橋梁病害的現場調查,本次加固工程中存在的病害修補主要有裂縫修補和混凝土蜂窩修補。
4.1.1裂縫修補
該項目引進了日本公司的專利技術——氣囊灌漿法,對橋梁現有裂縫進行修補。該方法通過橡膠管的收縮自動完成膠體註入,改變了以往灌漿施工中人工註入的方式。具體施工方法如下:
(1)表面處理:用砂輪機清理裂縫兩側混凝土表面的汙染物、碳化層、薄弱層,清理寬度在裂縫兩側各不小於2.5cm,作為註膠施工的密封區域。
(2)註座粘結:將固體密封材料註入裂縫中心,註座間距不大於0.5m
(3)密封裂縫:在閥座周邊和處理過的裂縫密封區域註入密封材料。
(4)安裝噴油器:密封材料固化後,將噴油器安裝在噴油器座上,固化時間不少於12小時。註射器兩端有註射頭,中間有特制的塑料軟管,前註射頭與卡口註射座連接,後註射頭用於將灌註膠體註入註射器。
(5)註膠:采用高分子樹脂作為灌縫的粘合劑。樹脂主劑和固化劑充分混合後,用低壓泵將混合物壓入註射器,註射器橡膠管膨脹。當材料充滿註射機(外徑達到註射機的限位套)時,註射機將停止註射,註射機通過自身膠管內部的持續壓力將膠水註入裂縫中。如果註射器的橡膠管恢復到原來的直徑,要再次重復上述過程,直到裂縫中的膠體充滿,橡膠管的直徑略大於原來的直徑,不再縮小。
4.1.2混凝土蜂窩修補
由於本工程小橋板底部混凝土蜂窩面積和深度都不大,蜂窩處混凝土鑿毛後,施工人員用普通環氧砂漿修補。
4.2鋼板粘貼
本工程中,鋼板粘接施工使用的鋼板膠是日本某公司生產的高分子樹脂,其他密封材料和螺栓粘接材料均為同壹家公司生產。根據這些材料的特性,提出並實施了壹種更為簡化的施工工藝。
4.2.1表面處理
因為小橋是跨河橋,橋底混凝土表面有輕微碳化,所以用鋼絲刷和砂輪機將粘有鋼板的板底混凝土表面清理打磨幹凈。將松散的混凝土層稍鑿掉,使混凝土表面大致平整,然後用角磨機打磨與鋼板粘結面連接的混凝土,用鋼絲刷刷掉表面浮渣,在粘貼鋼板前用空壓機將粘結面吹幹凈。對於混凝土表面凹陷過大的部分,應使用修補材料使表面光滑。保證粘貼鋼板盡可能貼在混凝土表面,防止安裝後鋼板與混凝土表面縫隙過大,影響加固效果,浪費粘結材料。
4.2.2鋼板切割和地腳螺栓植入
根據加固方案的要求,切割鋼板,按照錨固鋼板所需的規格和尺寸,將鋼板制成鋼板條。鋼帶的生產要求基本平整。如果制作鋼箍,要求成型鋼箍比構件外包尺寸大1-1.5mm。根據待加固混凝土板底部的彈性線確定地腳螺栓位置,根據鉚釘鉚接位置用沖擊鉆在鋼板上鉆孔。鉆孔直徑為φ14,略大於地腳螺栓直徑φl2,鉆孔深度不小於12cm。鉆孔後用壓縮空氣吹孔,清除孔內灰塵。
高分子樹脂作為錨桿種植的粘結劑。樹脂主劑和固化劑充分混合後,將粘結劑均勻塗抹在植筋混凝土板的壹端。在種植前,將部分水泥填入孔中,然後將塗有混合物的螺栓末端插入孔中。通過旋轉和上下拉動螺栓,孔中的水泥是滿的。螺栓植入完成24小時後,樹脂固化,即可開始鋼板安裝過程。
4.2.3鋼板安裝
用研磨機研磨鋼板與膠體的接觸面,直至露出金屬光澤。打磨方向要保證鋼板粘貼後與行車方向垂直,然後用膠水粘貼直徑4mm的短鋼絲。將預制好的鋼板定位孔插入地腳螺栓,擰緊螺母,初步固定鋼板。調整鋼板與混凝土板面之間的距離,使其基本保持在3-5 mm..鋼板安裝後,用壓縮空氣吹凈鋼板與混凝土表面之間的灰塵。
4.2.4註射座安裝及鋼板霧封
在鋼板上為註射座預留壹個中空的位置,將密封材料註射到註射座的四周。用密封材料將鋼板和地腳螺栓周邊密封,並按加固方案要求布置排氣管。
註膠
聚合物樹脂用作鋼板粘合的粘合劑。該樹脂在混合固化前為液態,采用壓力註射法灌註到鋼板與混凝土板之間的縫隙中。養護後,鋼板與混凝土板粘結成壹體。
壓註膠粘劑前,將主劑和固化劑充分混合,然後倒入壓力罐中。壓力罐的出膠口與鋼板上的註射口用透明塑料軟管連接,接頭處捆綁緊密。通過向壓力罐施加低壓,罐中的粘合劑被壓入鋼板和混凝土板之間的間隙中。當待註膠的註膠座四角的氣管全部開始流動時,關閉這些氣管,取下透明膠管,用堵管堵住註膠座,在下壹個註膠座位置開始註膠。
註膠過程中和註膠後,及時用小錘敲打鋼板,檢查膠的飽滿程度。如果沒有充滿,應該重新註入。膠粘劑的飽滿度不小於整個灌膠面積的90%。灌膠24小時後,膠基本可以固化。
4.2.6鋼板表面塗漆
拆除所有通氣管和註射座,打磨光滑相關表面,同時清除鋼板外露表面的汙垢和銹斑,塗紅丹底漆兩遍,環氧富鋅面漆壹遍。
5.技術總結
本次加固工程在裂縫修補和鋼板粘貼加固領域采用了壹系列進口產品,進壹步優化了鋼板粘貼加固的施工工藝,加固後整個體系更加合理有效。其主要優點如下:
(1)采用球囊灌漿法修補裂縫,不需要將裂縫擴大成V型管和預埋管。施工工藝簡單,通過註射機橡膠管註射,壓力均勻可靠。註射持續時間長,很容易確認註射是否充滿。因此,註射的飽滿度比壹般的註射施工方法更容易保證。
(2)鋼板粘結時采用地腳螺栓固定鋼板,減少了支撐鋼板的工序,比壹般的粘結方法大大降低了施工難度。待澆築的鋼板粘結劑凝固後,螺栓和粘結層* * *在混凝土和鋼板之間傳遞剪應力等內力,充分考慮整體受力問題,可有效防止粘結層和混凝土板界面撕裂剝離鋼板,使整個受力體系更加合理可靠。
(3)采用澆註法將粘結劑註入鋼板與混凝土板之間的縫隙中,比傳統的將粘結劑塗抹在混凝土表面和鋼板表面再粘貼的施工工藝更適用於混凝土構件。
表面粗糙度差,高低差大。在澆註過程中,用橡膠錘不斷敲擊鋼板表面,排出氣泡,使膠水充分流動,完全填滿鋼板與混凝土之間的空隙。同時,如果發現膠的飽和度不夠,不需要將鋼板剝離重新粘貼,只需要部分重新倒膠即可,這樣的過程更加方便有效,可以更好的控制膠的飽和度,節省膠的用量。
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