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    加固施工

    南昌橋梁加固技術(shù)及特殊病害處治

    作者: 發(fā)布時(shí)間:2022-11-12 16:52:14點(diǎn)擊:139483

    信息摘要:

      一條已運營(yíng)約10年的高速公路。隨著(zhù)當地經(jīng)濟的發(fā)展,交通運輸任務(wù)日趨繁重,重載、超載車(chē)輛的增加,造成高速公路上部分橋梁的技術(shù)狀況和服務(wù)水平均有所下降,橋梁構件出現了不同程度的病害和缺損。本次對存在病害和缺損的橋梁結構維修加固使結構能夠滿(mǎn)足原設計荷載標準下的安全使用要求。

          一.工程概況  


         一條已運營(yíng)約10年的高速公路。隨著(zhù)當地經(jīng)濟的發(fā)展,交通運輸任務(wù)日趨繁重,重載、超載車(chē)輛的增加,造成高速公路上部分橋梁的技術(shù)狀況和服務(wù)水平均有所下降,橋梁構件出現了不同程度的病害和缺損。本次對存在病害和缺損的橋梁結構維修加固使結構能夠滿(mǎn)足原設計荷載標準下的安全使用要求。

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          全線(xiàn)橋梁總體技術(shù)狀況等級如下表:

    1.jpg


           從上表可以清晰地看出全線(xiàn)108座橋梁其中有:


          1類(lèi)橋梁81座,該類(lèi)橋梁為全新?tīng)顟B(tài),無(wú)需大的維修加固。


          2類(lèi)橋梁25座,該類(lèi)橋梁:橋面系橋面鋪裝破損、伸縮縫堵塞;橋梁上部承重構件多塊空心板存在縱向裂縫,裂縫長(cháng)度和寬度超限;鋼絞線(xiàn)外露。下部結構立柱存在破損、露筋、銹蝕等現象。


           3類(lèi)橋梁2座,該類(lèi)橋梁:橋面系橋面鋪裝破損嚴重、伸縮縫堵塞。橋梁上部承重構件多塊空心板存在縱向裂縫,裂縫長(cháng)度和寬度超限;濕接縫砼小板多塊開(kāi)裂。支座脫空現象普遍。


            全線(xiàn)需維修加固的橋梁大部分處于2類(lèi)技術(shù)評定,根據定期檢查報告、特殊檢查報告及現場(chǎng)調查,大部分橋梁病害類(lèi)型、特點(diǎn)及發(fā)生原因等十分近似,屬于橋梁常見(jiàn)病害,處理方案具有一定的通用性;對于常見(jiàn)共性病害,提出針對性、標準化的處理方案。病害較為嚴重的少量橋梁,需要特殊加固,對此類(lèi)橋梁進(jìn)行特殊加固處理。全線(xiàn)橋梁共性病害主要有以下幾項:


           (1) 梁底出現縱向、橫向裂縫,局部有滲水泛;


          (2) 混凝土表面存在缺損、露筋、銹脹、剝落等病害;


          (3) 橋面鋪裝擁包、破損,微伸縮量切縫破損;


          (4) 支座脫空;


         (5) 錐坡局部塌陷;


         (6) 防落網(wǎng)嚴重銹蝕、破損。


          除此之外還有部分橋梁病害較為嚴重,需進(jìn)行特殊維修加固。


           二.施工方案  


           1.對于以上常見(jiàn)的橋梁病害和破損處治方案如下:


           1)梁底出現縱向、橫向裂縫,局部有滲水泛白


           該共性病害比較普遍,分布范圍較廣,形態(tài)寬度各異,不同的裂縫寬度和裂縫形態(tài)采用的處理方案不同:


           A:當裂縫寬度小于0.2mm時(shí),采用表面封閉法進(jìn)行處理;


           采用表面封閉材料環(huán)氧膠泥、聚合物砂漿等對結構表面裂縫進(jìn)行修補的方法,表面涂抹環(huán)氧膠泥時(shí),先將裂縫附近10cm寬度范圍內的灰塵、浮渣清理干凈并清洗,烘烤干燥、預熱,保證環(huán)氧膠泥與混凝土粘結良好。也可以利用砼表層微細獨立裂縫或網(wǎng)狀裂縫的毛細作用吸收低粘度滲透強的修補膠液。以此防止裂縫進(jìn)一步擴大、鋼筋銹蝕等問(wèn)題的出現。


         B:當裂縫寬度在0.2mm~1.5mm之間時(shí),采用靜壓注射法


           以02~0.4mpa的壓力, 將低黏度、高強度的裂縫修補膠注入裂縫腔內。


            a. 對擬處理的裂縫沿縫鑿成深2~4mm、寬4~6mm的“V”形槽;


           b. 清理縫口雜物,清除槽內浮塵,并用丙酮擦拭;


            c.騎縫用環(huán)氧膠泥封縫并埋設、粘貼注射器底座,以30cm間距為宜,每條裂縫必須有一個(gè)進(jìn)漿口和排氣孔;


          d.用修補膠密封底座周?chē)?,并沿縫按5㎝寬進(jìn)行密封;


            e.密封材料固化后進(jìn)行密封檢查,對漏氣部位進(jìn)行補封處理;


           f.安裝注射器,注入專(zhuān)用裂縫修補膠液,待相鄰注射嘴冒漿時(shí),停止注射并用木塞塞緊,然后進(jìn)行下一個(gè)注射嘴注膠,直至最后一個(gè);


            g. 注射膠液初凝后,除去木塞,采用環(huán)氧膠泥封堵注,注射過(guò)程中一定要保證縫隙內部膠泥漿飽滿(mǎn),無(wú)空隙。


           C.對于寬度大于0.5mm的活動(dòng)性裂縫采用填充密封法。


           首先要在構件表面沿裂縫走向騎縫鑿出槽深和寬分別不小于20mm和15mm的“U”型溝槽,槽兩側砼修理平整并用丙酮擦拭,槽口干燥后,然后用改性環(huán)氧樹(shù)脂充填,并粘貼不小于3倍縫寬的E玻璃纖維布封閉其表面。


           若裂縫伴有滲水泛白現象,應對板底進(jìn)行鉆孔排水,以保證梁體空腔內干燥。


           砼裂縫修補膠的安全性能指標應符合下表規定

    1.png

          膠粘劑必須通過(guò)毒性檢驗;嚴禁參加揮發(fā)性有害溶劑和非反應性稀釋劑;完全固化的膠粘劑要符合實(shí)際無(wú)毒衛生等級要求。


          2)混凝土表面存在缺損、露筋、銹脹、剝落等病害;


            對于劣質(zhì)疏松層較淺、病害范圍較小的區域采用丙乳砂漿修補,對孔洞及深度超過(guò)6cm的深層劣質(zhì)疏松層采用高強度細石混凝土修補。伸縮縫錨固區混凝土和護欄混凝土的修補也是如此。


            丙乳砂漿施工:


            a.丙乳需儲存在0℃以上的環(huán)境中,施工環(huán)境要在10~35℃,否則應采取有效措施進(jìn)行施工;


            b.用≥52.5級的硅酸鹽或普通硅酸鹽水泥,砂子需過(guò)2.5mm篩,且要滿(mǎn)足有關(guān)規范規定;


           c .在水泥基層上施工時(shí),先要清理基層并加以噴砂或人工鑿毛,然后用水清洗干凈使施工面處于飽和狀態(tài),薄層修補區邊緣應鑿一道5cm的深齒槽加強新舊混凝土的粘結;


            d.在鋼基層上施工時(shí)基層表面應先除銹,焊接和搭接部位應先進(jìn)行找平;


           e.灰砂比及丙乳摻量,宜選灰砂比1:1.5~2砂漿,丙乳量為水泥的25%~30%。施工前根據砂子和水泥及施工和易性確定水灰比;


            f.丙乳砂漿拌制時(shí),先把水泥和砂子拌均勻,再確定水量和丙乳。充分拌和均勻,材料稱(chēng)量正確每次攪拌的砂漿,要求在30~45分鐘內使用完成;


            g刮涂.砂漿時(shí),修補面上需先用丙乳凈漿打底,凈漿為丙乳和水泥比例1:2,隨后進(jìn)行刮涂丙乳砂漿。仰面或立面施工超過(guò)7mm時(shí),二次抹壓;


            h.施工完成后,加強早期養護,7d后可自然干燥;


           i.施工面為斜面或曲面時(shí),應從較低部位開(kāi)始,施工到較高部位;面積較大時(shí)應分段分塊間隔施工。


            丙乳砂漿的質(zhì)量要求如下表

    11.png


           高強度細石混凝土施工:


          a.首先將疏松區劣質(zhì)混凝土鑿除,鑿成規則的多邊形,開(kāi)鑿以見(jiàn)新鮮、鑿實(shí)混凝土為止,開(kāi)鑿區以及孔洞四周邊宜做成臺階狀,臺階高差以不小于m為宜;


           b.剔除開(kāi)鑿表面的浮石,并清洗開(kāi)鑿表面,飽水24小時(shí);


          c.保持結合面濕潤但無(wú)自由水的情況下,涂刷界面劑,立模澆筑,終凝后拆模,覆蓋濕麻袋保持潮濕7天;


           d.養護7天后,在修補區外表無(wú)塵埃、無(wú)自由水且濕潤的條件下,用界面劑在縱橫向分批涂抹。


           高強細石混凝土要求三天抗壓強度不小于30Mpa,7天抗壓強度不小于50Mpa,28天抗壓強度不小于60Mpa。


         3) 橋面鋪裝擁包、破損,微伸縮量切縫破損;


           部分橋梁的行車(chē)道存在比較嚴重的擁抱、車(chē)轍、開(kāi)裂等病害。對此類(lèi)橋面應先將橋梁瀝青混凝土銑刨至現澆層,重新鋪筑SBS改性瀝青混合料AC-1。實(shí)際鋪裝厚度與現狀相同,以實(shí)際發(fā)生量為準。更換鋪裝層后最終標高應與原橋一致。對于部分小橋和通道微伸縮量切縫存在不同程度的損壞,對破損的微量伸縮縫進(jìn)行鑿除重做。微量縫灌封膠應滿(mǎn)足:采購時(shí)要有“三證”,并取樣復檢,報監理工程師審批后方可使用。灌縫膠應具有較好的彈性、復原性、伸展性和粘結性;且其技術(shù)參數應滿(mǎn)足規范或標準要求。


          4)支座脫空


           在長(cháng)期組合荷載的作用下,梁板不均勻受力,導致板底支座脫空、損壞,不能正常工作,應及時(shí)調平、更換。支座問(wèn)題比較嚴重的橋,應進(jìn)行支座調平、更換宜采用整聯(lián)頂升,同步操作。


           頂升的工藝包括:搭設支架→安裝千斤頂→安裝百分表→試頂→頂升→更換調平支座→回油卸頂→拆除支架。


            具體施工如下:


           a.施工前做好各項準備工作,對橋梁基礎、墩臺、主梁、橋面系的技術(shù)狀況檢查;先行處治基礎、墩臺及上部承重結構的缺陷。


           b.搭設支架及工作平臺,支架工作面距梁底高度要確保操作人員施工方便。


          c.檢查支座:頂升前,詳細檢查各支座情況,選擇適當厚度和形狀的鋼板,保證更換后,梁體與支座密貼。


           d.安裝千斤頂、百分表:千斤頂底座附近處理平整,并在上下墊上鋼墊板,且放置位置不能影響支座的更換。


           e.試頂:頂升前,檢查各千斤頂的同步性、穩定性和梁板的完好性。頂升總行程以讓所有支座松動(dòng)來(lái)控制,每次頂升2mm,穩定10分鐘,用百分表測梁體位移,各位移差不得超過(guò)1mm,再進(jìn)行下一級頂升。否則,停止頂升,對千斤頂進(jìn)行各項檢查,重新試頂。


          f.同步頂升:頂升時(shí)同一橋墩上的全部千斤頂并聯(lián)起來(lái),通過(guò)一臺油泵進(jìn)行加壓,保證每臺千斤頂出力一致;嚴格控制油壓和千斤頂行程,確保整體頂升;控制起梁速度在1mm/1min左右。達到設計高度后,持荷、穩壓、更換支座。更高頂升高度不得超過(guò)15mm


          g.支座更換、糾偏復位:將舊支座拆除,不銹鋼板除銹,重新與支座上的鋼板黏貼。脫空支座,在墊石上墊鋼板,找平相應高度,確保落梁時(shí)支座均勻受力。


          h.回油、卸頂:更換好支座,千斤頂同步慢慢回落梁板至更換好的支座上,確保壓緊密貼、位置正確后,拆除頂升系統。


          5)錐坡局部塌陷


           為防止臺后土壓力繼續增大,危機橋臺安全,對塌陷的錐坡,首先采用透水性材料進(jìn)行填筑,然后重新砌筑M10漿砌片石,砌縫采用凹縫。


           6)防落網(wǎng)嚴重銹蝕、破損


           對于橋梁的防護網(wǎng)缺失破損比較嚴重,對銹蝕比較嚴重及缺損的防護網(wǎng)進(jìn)行更換處理。采用型鋼邊框+鋼板網(wǎng)的形式。


            三.特殊病害處治方案  


           1.空心板板底縱橫向裂縫、裂網(wǎng),板底空洞、鋼絞線(xiàn)外漏


           沿線(xiàn)橋梁空心板板底縱向裂縫較多,部分裂縫寬度超限,個(gè)別裂縫寬度達到0.5mm,并伴隨滲水泛白現象。橫向裂縫相對較少,普通鋼筋砼板更大裂縫寬度不超過(guò)0.2mm。預應力板有個(gè)別出現橫向裂縫,且裂縫寬度較小。部分空心板底存在網(wǎng)裂、孔洞和鋼絞線(xiàn)外露現象。


          對于縱向裂縫超限;板底網(wǎng)裂、孔洞;出現橫向裂縫的預應力空心板用碳纖維網(wǎng)格+聚合物砂漿防護方案。


            (1)碳纖維網(wǎng)格的技術(shù)參數如下表

    12.png


         (2) 碳纖維網(wǎng)格防護施工步驟


         a.表面處理:采用人工鑿毛3-4mm把污垢、油脂、油污、水泥漿和養護化合物從混凝土、砂漿和石頭上除去,并露出粗糙的混凝土或砌體結構表面;


         b.砂漿拌制:按照合適的水灰比拌制砂漿,混合均勻;


         c.噴射層砂漿:噴射厚度為1.5cm并保證噴射后砂漿平整度;


         d.碳纖維網(wǎng)格的裁剪和鋪設:按尺寸進(jìn)行裁剪,鋪設時(shí)碳纖維網(wǎng)格的碳纖維絲方向與裂縫方向垂直,搭接時(shí)橫向為10cm,縱向為20cm,還要保證其平整度;


         e.表面刷拭:3小時(shí)以后用輥筒對碳纖維網(wǎng)格表面進(jìn)行刷拭和按壓,保證層間的粘結強度;


        f.噴射第二次砂漿:噴射厚度為1.5cm,確保噴射完畢后,無(wú)網(wǎng)格纖維外露及混凝土表面的平整度。


         g.砂漿養護和表面處理:噴射完畢后,養護7天,再進(jìn)行表面的外裝修或涂裝處理。


         2.現澆層破損修補


         部分橋梁瀝青層病害嚴重,鑿除該部分整體化現澆層和破損鉸縫,梁板頂植入剪力鋼筋,鋪設鋼筋網(wǎng),重新澆筑C50聚丙烯纖維整體化混凝土,聚丙烯摻入量為0.9kg/m3。在現澆層頂面灑鋪熱瀝青+預拌碎石防水涂層,重鋪瀝青層?!肮ぁ毙瘟簶蛎?,鑿除破損部分橋面板,鋪設雙層鋼筋網(wǎng),重新澆筑橋面板。


        植筋的一般要求:


        (1) 采用植筋技術(shù)時(shí),原構件的混凝土強度等級不得低于C20;


        (2) 植筋錨固時(shí),錨固部位的原構件混凝土不得有局部缺陷,若有缺陷,應先進(jìn)行補強加固處理后再植筋;


         (3) 植筋的基本錨固深度和按構造的最小錨固深度應符合《混凝土結構加固設計規范》的要求,承重構件的錨固深度通過(guò)計算確定;


        (4) 植筋直徑與對應的鉆孔直徑設計值參考下表:


        植筋直徑與對應的鉆孔直徑設計值



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