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不封閉交通橋梁鉸縫加固技術(shù)在橋梁維修施工中的應(yīng)用

2016-04-26 08:11:54岳慧麗
科技視界 2016年10期
關(guān)鍵詞:施工工藝橋梁

岳慧麗

【摘 要】隨著我國經(jīng)濟的高速發(fā)展,近年來公路路網(wǎng)逐步健全,公路橋梁數(shù)量也逐年增加,而現(xiàn)有橋梁中有很多為板式梁橋,由于板式梁橋在使用過程中受各種因素的影響,易發(fā)生鉸縫失效而導(dǎo)致“單板受力”的病害,如何在大交通量條件下不封閉交通對鉸縫進行修復(fù)是公路養(yǎng)護單位需要積極探索的新課題。本文以蘭州機場高速公路柳忠六橋采用不封閉交通技術(shù)鉸縫加固維修施工為例,簡述了不封閉交通鉸縫修復(fù)技術(shù)的施工工藝和注意要點。

【關(guān)鍵詞】橋梁;不封閉交通;鉸縫修復(fù);施工工藝

0 前言

板式梁橋具有自重輕、結(jié)構(gòu)性能好、施工方便等優(yōu)點,在公路橋梁工程中被廣泛采用。但板式梁橋的空心板間鉸縫在使用過程中收到自然環(huán)境因素、高速行駛車輛沖擊、長軸重載貨車不均衡加載等因素的影響下,很容易出現(xiàn)不同程度的鉸縫病害,尤其是在大交通量“渠化交通”明顯的相鄰兩個車道之間,橋梁極易出現(xiàn)縱向裂縫,進而導(dǎo)致橋梁鉸縫失效的“單板受力”狀態(tài),這種情況不但大大削弱了板式梁橋上部結(jié)構(gòu)的整體性,嚴重降低橋梁的承載能力,很容易導(dǎo)致板斷橋塌的事故,給行駛車輛安全帶來很大的隱患,必須高度重視。

傳統(tǒng)的橋梁鉸縫修復(fù)方法是:先用銑刨機銑刨清除橋面瀝青混合料面層,再用風(fēng)鎬鑿除鋼筋砼鋪裝層,鑿除破損鉸縫;之后再用速凝混凝土修復(fù)鉸縫混凝土,再依次修復(fù)橋面鋪裝層。利用傳統(tǒng)的方法修復(fù)鉸縫不僅費工、材料用量大、工期(含砼養(yǎng)生時間)較長,而且施工時至少要對橋面半幅封閉交通施工,存在安全隱患,特別是在高速公路上施工安全風(fēng)險高,即使是半幅封閉交通也會降低道路的通行效率,引起不良社會影響。傳統(tǒng)加固修復(fù)方法施工的直接成本和邊際成本較高。

不封閉交通交鋒修復(fù)技術(shù)是指在橋下采用梁底注膠和鋼筋網(wǎng)復(fù)合高強度砂漿加固方法,代替?zhèn)鹘y(tǒng)的拆除橋面重新進行鋪裝的方法進行橋梁鉸縫修復(fù)的技術(shù)。由于不必封閉橋面交通,提高了養(yǎng)護維修效率,降低了安全風(fēng)險。

1 不封閉交通橋梁鉸縫修復(fù)技術(shù)應(yīng)用實例背景

1.1 施工實例概況

2015年5月,蘭州公路管理局高等級公路養(yǎng)護管理中心對柳忠六橋的鉸縫應(yīng)用不封閉交通技術(shù)進行了修復(fù)施工,蘭州機場高速公路柳忠段的柳忠六橋為1x8m空心板橋,設(shè)計荷載等級為汽車-超20級、掛車-120。橋面寬度為:(0.50+9.50+0.5)+0.50+(0.50+9.50+0.5)=21.5m。該橋2003年5月開工建設(shè),2004年10月建成。

該橋于2014年進行了處理鉸縫滲水泛堿的養(yǎng)護維修施工,維修方法為對鉸縫注入聚氨酯密封膠進行封閉,并對空心板底面涂刷水泥基聚合物涂料。維修后不久,該橋即出現(xiàn)第6、7、8塊空心板邊緣混凝土腐蝕、鋼筋銹蝕、鉸縫填充物脫落、單板受力等病害。

1.2 不封閉交通修復(fù)方案

利用不封閉交通修復(fù)技術(shù)對柳忠六橋設(shè)計的加固方案為:

(1)鑿除空心板梁間失效鉸縫舊混凝土,板梁縫用高壓水清洗,灌注結(jié)構(gòu)灌封膠,粘結(jié)板縫和修復(fù)破損的鉸縫;

(2)板梁板底掛鋼筋網(wǎng),噴抹高強度復(fù)合砂漿,提高板梁橫向聯(lián)系與縱向剛度,對整個梁底進行加固處理,提高板梁的整體性。

2 不封閉交通橋梁鉸縫修復(fù)技術(shù)施工工藝

結(jié)合柳忠六橋成功的施工經(jīng)驗,對不封閉交通橋梁鉸縫修復(fù)技術(shù)的施工工藝流程總結(jié)如下:

2.1 清理失效的板梁鉸縫

施工前,需要將鉸縫內(nèi)破損的混凝土進行清理,然后注膠。采用電鉆和電動鋼絲刷清理板縫松散混凝土,之后用高壓水從板梁底部對板縫內(nèi)進行沖洗,將板縫內(nèi)的碎屑、粉塵等雜物清理干凈,待板縫內(nèi)干燥后方可進行注膠。

2.2 板梁底表面處理

采用人工鑿毛的方式在板梁底部進行表面處理,使板底的粗糙度增加,以利于后續(xù)高強度砂漿與板底粘接。鑿毛先用拉毛機對板底打毛,用電錘或手錘對打磨后的混凝土表面鑿出麻點,形成深4mm~5mm、間距約50mm的橫向凹槽,從而使得加固砂漿能夠和底板產(chǎn)生有效的結(jié)合。

2.3 鉸縫注膠

在清理干凈的鉸縫內(nèi)注入結(jié)構(gòu)灌注加固膠,加固膠固化后會將相鄰的兩個空心板重新粘合在一起,形成一個整體。施工過程中的難點是注意鉸縫的密封性以及判斷加固膠充滿程度。

2.3.1 預(yù)埋注膠管和測量管

從板梁底部將注膠管(?準(zhǔn)16mm的PVC線管)插入鉸縫內(nèi),并要求盡量插到離原鉸縫填料底部1cm處,便于膠液順暢灌入鉸縫內(nèi)。測量管要求插到離原鉸縫填料底部3cm處。注膠管、測管沿鉸縫長度宜2m各布置一根。

2.3.2 封堵板縫

采用封口膠+塑料板+金屬壓條的方法對鉸縫底板進行密封,防止加固膠漏出,同時在鉸縫兩端頭采用聚氨酯泡沫密封膠進行豎向封堵。

2.3.3 注膠

采用專用的壓力灌注器進行板縫注膠,注膠壓力維持在0.2MPa,分兩次注膠。第一次注膠應(yīng)充滿板縫,注膠至測量管流膠即停止注膠,并排空注膠管與測量管;待首次注膠固化后(25℃,約2小時)進行第二次注膠,第二次注膠膠液滲入鉸縫,注膠至橋面對應(yīng)的縱向裂縫全范圍內(nèi)或板縫兩端封堵處滲膠時方可停止。如對應(yīng)的橋面縱向裂縫局部滲膠,應(yīng)排空注膠管膠液,待固化的膠液封堵橋面局部縱向裂縫后進行再次注膠,確保注膠飽滿。兩次注膠的膠液固化后即形成強度,使得梁板形成整體。

2.4 鋼筋網(wǎng)與高強砂漿復(fù)合提高梁板整體性

在鑿毛的梁板底掛4.5cm厚的鋼筋網(wǎng)噴掛高強砂漿層,高強砂漿與鋼筋網(wǎng)的復(fù)合,可以更進一步的加強空心板橋梁的整體性。

2.4.1 底板鋼筋網(wǎng)布設(shè)

(1)板內(nèi)鋼筋定位與板底鉆孔

在板底植筋前應(yīng)先利用鋼筋定位儀測定空心板內(nèi)的鋼筋分布情況,繪制每塊板底鋼筋分布圖,現(xiàn)場根據(jù)分布圖在板底彈線確定好鉆孔位置,為保證板內(nèi)鋼筋安全,板底鉆孔位置不得與板內(nèi)鋼筋重合,鉆孔后及時用高壓空氣清理孔內(nèi)粉塵。

(2)植筋、布設(shè)鋼筋網(wǎng)

植筋采用?準(zhǔn)8鋼筋制作成“L”型掛鉤筋,掛鉤筋涂植筋膠植入干凈的孔內(nèi),要求植入深度>6cm,掛鉤筋布置為30cm×30cm 的矩形分布。然后與?準(zhǔn)12mm鋼筋網(wǎng)連接,柳忠六橋設(shè)計的鋼筋網(wǎng)間距密度為10mm×30mm。

2.4.2 高強聚合物砂漿噴涂

(1)梁底混凝土水分飽和、面干

布置好鋼筋網(wǎng)后,用高壓水槍在板底間斷性噴水24h以上,使板梁板底混凝土達到吸收水分充分飽和,但表面干燥的狀態(tài)。

(2)梁底噴涂混凝土結(jié)構(gòu)界面劑

為提高高強度抗流掛砂漿與板底的粘結(jié)牢固度,在板底噴抹砂漿之前需先噴涂JN-J混凝土結(jié)構(gòu)界面劑,界面劑采用氣泵噴涂的方式進行施工,要求噴涂厚度達到1mm,并均勻噴涂于鑿毛處理潔凈的板梁底部。

(3)噴抹抗流掛高強度復(fù)合砂漿

在板梁底部噴抹厚度為4.5cm、抗流掛的高強度復(fù)合砂漿。在噴涂完界面劑稍干后即可噴抹砂漿,砂漿要求分三次進行噴抹(即噴-擠-噴工藝):

第一次噴,將砂漿噴射到板底混凝土表面,形成6~7mm厚粗糙的砂漿層;

第二次擠,待4~8小時后,通過設(shè)備將砂漿擠送至鋼筋網(wǎng)格與第一次噴抹的砂漿層之間,厚度控制在與鋼筋網(wǎng)外側(cè)平齊,且厚度控制在20~30mm,并用人工擠實、壓平;

第三次噴,待擠的砂漿初凝后,數(shù)次噴射砂漿至設(shè)計厚度并進行人工抹平、抹光。

2.4.3 養(yǎng)生

噴抹的高強度砂漿終凝后,應(yīng)及時對砂漿層進行灑水養(yǎng)護,養(yǎng)護時間至少7天。養(yǎng)護期間應(yīng)保持砂漿層表面濕潤??刹捎檬謩踊螂妱訃婌F器噴灑水的方式進行養(yǎng)生,以保證砂漿后其強度快速增長。

3 注意事項

3.1 鋼筋網(wǎng)的間距

柳忠六橋施工中發(fā)現(xiàn)原設(shè)計10mm×30mm的鋼筋網(wǎng)密度不能滿足砂漿擠涂的要求,容易脫落,后建議今后應(yīng)用設(shè)計中將鋼筋網(wǎng)密度增加,或采用鋼筋網(wǎng)片,以保證高強度砂漿的掛網(wǎng)后強度增長,形成高強度復(fù)合結(jié)構(gòu)。

3.2 高強度抗流掛砂漿拌和及施工要點

由于噴射砂漿對稠度有較高的要求,偏稀時,無法粘結(jié)在底板上,偏稠時,從噴涂機噴涂時較為困難;鑒于以上要求,在砂漿攪拌制備時,對加水量要求非常嚴格,而且需要熟練工人進行操作,從而積累成熟的經(jīng)驗,攪拌時間以10分鐘為宜。板底高強抗流掛砂漿噴涂采用專用的砂漿噴涂機進行,砂漿一次攪拌量為200~300Kg為宜,滿足工作需要的砂漿需要有較低的稠度和較短的凝結(jié)時間,同時噴涂到底板后和底板有較強的粘結(jié)能力和觸變能力,以便于抹面收光。這一點在不封閉交通加固技術(shù)中砂漿的性能調(diào)整非常重要;此外,砂漿噴涂、抹面收光后必須能夠短時間內(nèi)具有一定強度,以防止行車干擾發(fā)生塑性階段開裂。

噴涂機宜選用較大功率的噴涂機,以滿足噴涂施工要求。噴涂時采用分層噴涂,柳忠六橋施工中采用三層噴涂,但是在鋼筋背后仍會存在無法噴射到的空洞,需要在抹面時用力擠壓消除。

3.3 施工安全注意要點

橋梁下部病害加固時應(yīng)注意施工支架、掛藍的穩(wěn)定,高空及水上施工時應(yīng)系好安全繩,確保施工安全。施工期間設(shè)置相應(yīng)的施工防護網(wǎng),以免施工機具或施工棄渣墜落引起安全事故。

4 結(jié)束語

橋梁病害防治必須依靠科技創(chuàng)新,積極正確使用新材料、運用新工藝,并在已經(jīng)取得施工實踐經(jīng)驗的基礎(chǔ)上,做好經(jīng)驗和存在不足的總結(jié),積極學(xué)習(xí)和借鑒國內(nèi)外的先進方法和經(jīng)驗,結(jié)合我省路況和橋梁養(yǎng)護實際,注重養(yǎng)護橋梁技術(shù)狀況等級的提高。

【參考文獻】

[1]公路橋涵養(yǎng)護規(guī)范 JTGH11-2004[S].

[2]公路橋涵施工技術(shù)規(guī)范 JTG/TF50-2011[S].

[3]公路橋梁加固施工技術(shù)規(guī)范 JTG/T-J23-2008[S].

[責(zé)任編輯:楊玉潔]

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