呂艷濱

(福建省三明市公路局)

1 工程概況

省道304線坪寨大橋加固工程位于福建三明尤溪縣梅仙鎮(zhèn)，橋面凈寬為9+2×1.5 m(人行道)，跨徑3×60 m，矢跨比1/8剛架拱橋，全橋長210.72 m。

原橋病害情況和病害原因分析:由于車流量的增加及嚴(yán)重的超載，原有橋梁承載力已明顯不足而發(fā)現(xiàn)損壞現(xiàn)象:如微彎板板肋有裂縫、剝落等，影響正常使用;橋梁拱肋間的橫向聯(lián)系較弱，局部穩(wěn)定性不足;荷載作用下主拱肋裂縫有擴展，危及結(jié)構(gòu)安全性，影響橋梁的正常使用，降低橋梁的服務(wù)水準(zhǔn)。

2 粘鋼加固方案

輕型剛架拱橋主要構(gòu)件加固常用方法有兩種:一是粘鋼加固，二是外包混凝土增大截面加固。外包混凝土首先需鑿除老混凝土保護(hù)層，鑿除老混凝土不僅困難，而且對舊橋桿件各截面會產(chǎn)生嚴(yán)重削弱，容易敲裂破壞橫向聯(lián)系的焊點，對舊橋造成進(jìn)一步的損傷，且混凝土加固層的恒載過大，消耗輕型拱橋的承載力，新老混凝土粘結(jié)率及滯后效應(yīng)也使材料利用率很低。在鋼板防銹工藝改進(jìn)之后，粘鋼加固優(yōu)勢突顯，不僅能提高橋梁的承載力，達(dá)到補強效果，且能在短期內(nèi)完成加固工程基本不改變拱橋貌，經(jīng)過充分的方案論證，對原結(jié)構(gòu)主要承力構(gòu)件及大小節(jié)點采用采用ZL-JGN結(jié)構(gòu)膠粘鋼補強的加固方案。加固方案的設(shè)計在現(xiàn)場工程質(zhì)量檢查與復(fù)核的基礎(chǔ)上，以《混凝土結(jié)構(gòu)加固技術(shù)規(guī)范》CECS25:90為主要依據(jù)，并嚴(yán)格遵守現(xiàn)行國家標(biāo)準(zhǔn)《混凝土結(jié)構(gòu)設(shè)計規(guī)范》(GBJ10-89)的有關(guān)規(guī)定。

加固用鋼板:鋼板粘貼所采用的工藝以不損傷拱肋內(nèi)鋼筋為前提，并不引起較大震動以免拱片裂縫發(fā)生或發(fā)展，工藝措施、膠粘劑產(chǎn)品及膠粘層厚度應(yīng)以盡量飽滿和少削弱加固鋼板，并能保證加固鋼板與拱片長期共同受力為原則。鋼板選用鋼號為Q235，厚度8 mm。

膠粘劑:采用中國建筑物標(biāo)準(zhǔn)《混凝土結(jié)構(gòu)加固技術(shù)規(guī)范》推薦的ZL-JGN建筑結(jié)構(gòu)膠，該膠粘劑強度高、粘結(jié)力強、耐老化、彈性模量高、線膨脹系數(shù)小。

防腐膠:由于該工程橋梁高不易維護(hù)，在粘貼鋼板的外露部分，選用ZL-HP型高性能防腐膠，具有防腐蝕，防銹及裝飾三重功能，有極好的粘附力和防腐功能，使用壽命長達(dá)20年，可大大降低維護(hù)成本。

3 施工要點及質(zhì)量控制

根據(jù)本工程的特點，先對橋梁主肋裂縫進(jìn)行修補。裂縫修補后，在主肋側(cè)面及主拱肋實腹段底粘貼鋼板，以達(dá)到鋼板與主肋共同受力的設(shè)計要求。

圖1 橋跨的粒面圖、跨中附近斷面拱肋加固大樣及弦桿斷面拱肋加固大樣圖

粘鋼加固法屬于技術(shù)性較強的工作，粘鋼加固的效果主要取決于粘結(jié)施工質(zhì)量，進(jìn)行加固時，鋼板表面應(yīng)平整順直，相接觸的鋼板與拱片表面間采用環(huán)氧膠粘劑粘貼。所用粘貼鋼板應(yīng)噴砂除銹，粘貼前再用丙酮清洗時晾干。

鋼板粘貼前，對接觸部位的拱片混凝土表面應(yīng)鑿去2～3 mm，鑿毛面用壓縮空氣去除表面粉塵，并用丙酮擦凈表面。拱肋與鋼板要保持干燥，不宜雨天施工，發(fā)現(xiàn)水濕表面應(yīng)用風(fēng)機及時吹干。鋼板粘貼時，膠粘劑應(yīng)座漿飽滿，不得留有空隙。泌出鋼板邊的膠液應(yīng)及時清理干凈，使外觀整潔。

如圖1示出了橋跨的半立面圖、跨中附近斷面拱肋加固大樣及弦桿斷面拱肋加固大樣圖。鋼帶B在拱片內(nèi)側(cè)與橫系梁沖突處，可在橫系梁位置斷開成幾段;鋼帶C在拱片內(nèi)側(cè)跨中與原橫系梁沖突處，可相應(yīng)做成15×10缺口;跨中附近加固鋼板粘貼順序:先粘貼底板，后粘貼側(cè)板鋼帶C。注意側(cè)板鋼帶粘貼應(yīng)在相關(guān)加密橫系梁鋼筋骨架焊接前進(jìn)行。側(cè)板鋼帶與穿過拱肋的加密橫系梁預(yù)埋筋沖突時，在對應(yīng)部位鉆孔，保證孔洞對位準(zhǔn)確，直徑不得超過20 mm。

考慮該橋梁加固工程的特殊性，鋼板厚8 mm，超出目前規(guī)范的推薦值;拱肋底鋼板設(shè)計要求不允許拼接(尺寸為366 mm×8 mm)，重量達(dá)200多kg。鋼板硬且重，現(xiàn)場情況是12 m高空作業(yè)且又不宜機械吊裝，鋼板安裝時就位困難、一次用膠量大、容易產(chǎn)生空鼓，確保粘貼密實專業(yè)技術(shù)水平要求高，施工難度大。在施工時除應(yīng)遵循工藝要求外，還應(yīng)注意以下幾點:

(1)ZL-JGN建筑結(jié)構(gòu)膠配制完成后的施工時間。配置好結(jié)構(gòu)粘接劑后，必須在其開始凝固前完成涂敷、起吊、固定等項程序;

(2)混凝土基面處理的程度。混凝土基面必須仔細(xì)打磨，去除其表面的劣化部位，直到露出完整的混凝土結(jié)構(gòu)層;

(3)鋼板固定緊密程度。在固定鋼板時，必須充分貼緊混凝土構(gòu)件，至少到鋼板兩側(cè)各處溢出粘接劑為止，不得留有空隙;

(4)在加固前，如對損壞的橋面鋪裝混凝土進(jìn)行卸荷或減荷，則效果更佳(尤其在混凝土梁已產(chǎn)生一定撓度的情況下);如能對混凝土梁進(jìn)行充分卸荷，則可以消除鋼板的應(yīng)力滯后現(xiàn)象;

(5)在原有構(gòu)件上打孔時，先用探測儀測出構(gòu)件中鋼筋的位置，并標(biāo)在構(gòu)件上，檢查孔的位置是否會碰到鋼筋，如果發(fā)生矛盾，及時請設(shè)計根據(jù)現(xiàn)場鋼筋情況調(diào)整孔的位置，以保證不傷鋼筋;

(6)所有螺栓孔(通孔)必須用結(jié)構(gòu)膠填塞飽滿;

(7)為保證粘鋼的質(zhì)量，每道工序均設(shè)專業(yè)人控制檢查，按要求驗收，首當(dāng)其沖作為相關(guān)的驗收記錄，填寫基層處理隱蔽單，嚴(yán)格檢查鋼板打磨情況，焊接質(zhì)量，丙酮涂刷情況，結(jié)構(gòu)膠的飽滿程度，螺栓孔的位置、型號，結(jié)構(gòu)膠配制比例等等，避免發(fā)生諸如空鼓等難以補救的質(zhì)量問題。如發(fā)生質(zhì)量問題，及時返工，以減少損失。

4 加固效果

尤溪坪寨大橋加固工程中，主肋裂縫壓力灌漿修補208 m2，實際粘貼鋼帶186m2，植筋358只，共用35 d如期完成全部加固施工。鋼帶與表面粘貼完好，密實度達(dá)到99.9%，加固的施工質(zhì)量取得了較滿意的效果。

5 結(jié)論

ZL-JGN結(jié)構(gòu)膠粘鋼補強技術(shù)以不更改原結(jié)構(gòu)形式為原則，技術(shù)可靠，工藝簡便，橋梁自重增加較小，不需要特殊空間;在兼顧經(jīng)濟(jì)性的前提下，技術(shù)上可行;借助粘結(jié)性能良好的ZL-JGN高強建筑結(jié)構(gòu)膠，鋼板與混凝土構(gòu)件牢固地粘在一起，形成復(fù)合的整體結(jié)構(gòu)，傳遞應(yīng)力聯(lián)合工作，從而有效地恢復(fù)、提高尤溪坪寨大橋的整體承載能力、強度、剛度和抗裂性能。經(jīng)加固該橋已順利通車，安全可靠，使用情況良好，經(jīng)荷載試驗，完全能夠滿足設(shè)計要求。

ZL-JGN粘鋼補強加固大跨度橋梁結(jié)構(gòu)技術(shù)作為一種新興的、技術(shù)含量高的結(jié)構(gòu)補強加固方法，具有很高的研究、推廣價值和巨大的社會效益、經(jīng)濟(jì)效益。

［1］ 萬墨林，韓繼云.混凝土結(jié)構(gòu)加固技術(shù)［M］.中國建筑工業(yè)出版社，1995.

［2］ 中國工程建設(shè)標(biāo)準(zhǔn)化協(xié)會.混凝土結(jié)構(gòu)加固技術(shù)規(guī)范(CECS25:90)［M］.中國計劃出版社，1992.

［3］ 《建筑結(jié)構(gòu)補強加固技術(shù)》編寫組.建筑結(jié)構(gòu)補強加固技術(shù)［M］.中國鐵道出版社，1987.

［4］ 張有才.建筑物的檢測、鑒定、加固與改造［M］.冶金工業(yè)出版社，1997.

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