摘要:本文結(jié)合工程實踐及施工經(jīng)驗,介紹了橋梁工程施工中混凝土的病害處理方法,分析裂縫封閉、壓漿和粘貼鋼板的加固等施工技術(shù)措施,供同行參考。
關(guān)鍵詞:混凝土橋梁;病害處理;加固;探討
1、混凝土橋梁病害現(xiàn)象及產(chǎn)生原因
1.1混凝土橋梁病害現(xiàn)象
常見的病害現(xiàn)象有裂縫、撞損、剝落、蜂窩、沖刷、鋼筋銹蝕等,其中,裂縫是混凝土橋梁最常見的病害現(xiàn)象;炷翗蛄翰『χ饕憩F(xiàn):①裂縫是影響橋梁的承載力和耐久性的重要因素,混凝土裂縫引起鋼筋保護層破壞,致使空氣侵入,導致鋼筋銹蝕現(xiàn)象;②鋼筋銹蝕是鋼筋混凝土構(gòu)件破壞的主要原因,鋼筋銹蝕產(chǎn)生的體積膨脹使混凝土承受拉力而開裂剝落,造成鋼筋混凝土構(gòu)件的病害;③混凝土的剝落與剝離,減少了構(gòu)件的截面積,增大了應(yīng)力,并使得有害化學物質(zhì)更容易向內(nèi)侵蝕;④車輛、船只等對橋梁的撞擊,造成橋或橋墩開裂、破壞;⑤河水的沖刷會導致橋梁樁基外露,降低基樁的承載力,影響橋梁的穩(wěn)定性和抗震能力。
1.2混凝土橋梁病害產(chǎn)生原因
在橋梁的建造過程中,設(shè)計不合理、截面尺寸和鋼筋配置不符合力學要求、施工質(zhì)量問題達不到設(shè)計要求、建筑材料使用不當、品質(zhì)不良等問題都會使橋梁在使用開始就存在質(zhì)量隱患。橋梁在使用過程中,混凝土的干縮、徐變現(xiàn)象以及預(yù)應(yīng)力構(gòu)件的預(yù)應(yīng)力損失不可避免,造成構(gòu)件強度降低;同時,環(huán)境中有害的化學物質(zhì)會對結(jié)構(gòu)造成侵蝕,導致混凝土強度降低,鋼筋產(chǎn)生銹蝕。此外,交通超載、車輛與船舶的撞擊損壞、橋面磨損等人為因素的破壞也是產(chǎn)生裂縫的原因;嚴寒酷暑的溫度影響、洪水的沖擊、地震造成的破壞也是不可避免的。
2、混凝土橋梁病害處理方法
1)加大截面加固法。增大截面加固法是在原結(jié)構(gòu)基礎(chǔ)上再澆筑一定厚度的鋼筋混凝土,這是對鋼筋混凝土橋加固的一種常用的改造技術(shù)。增大混凝土截面一般采用兩種方式:一種是加厚橋面板;另一種是加大主梁梁肋的高度和寬度。該法施工工藝簡單、適應(yīng)性強,并具有成熟的設(shè)計和施工經(jīng)驗,適用于較小跨徑的T梁橋或板橋的加固。采用此法加固后橋梁剛度明顯提高,承載能力也能取得較好的效果。
2)粘貼鋼板加固法。以樹脂粘接鋼板與混凝土的結(jié)構(gòu)加固法,主要用于建筑、工廠、橋梁等土木工程中。該法施工快速、現(xiàn)場無濕作業(yè)或僅有抹灰等少量濕作業(yè),對生產(chǎn)和生活影響較小,且加固后對原結(jié)構(gòu)外觀和原有凈空無顯著影響,但加固效果在很大程度上取決于膠粘工藝與操作水平。
3)粘貼碳纖維增強塑料加固法。粘貼碳纖維加固技術(shù)是采用專門的樹脂將碳纖維粘貼于混凝土結(jié)構(gòu)受拉表面時碳纖維與原結(jié)構(gòu)形成新的受力整體,碳纖維與鋼筋共同承受荷載,降低了鋼筋應(yīng)力,從而使結(jié)構(gòu)達到了加固和補強效果。粘貼碳纖維加固技術(shù)的主要特點是:幾乎不增加結(jié)構(gòu)自重和截面尺寸,不改變凈空高度,施工方便,對原結(jié)構(gòu)幾乎不會造成新的損傷,具有良好的耐腐蝕性、耐久性和抗疲勞性能,根據(jù)受力分析可進行多層粘貼并進行補強,其方向性也可以靈活掌握。
4)體外預(yù)應(yīng)力加固法。體外預(yù)應(yīng)力加固法是指對布置于承載結(jié)構(gòu)主體之外的鋼束張拉而產(chǎn)生預(yù)應(yīng)力的后張法。體外預(yù)應(yīng)力體系由體外預(yù)應(yīng)力孔管、漿體、錨固體系和轉(zhuǎn)向塊等部件組成。體外預(yù)應(yīng)力技術(shù)能大大縮短施工工期。
5)噴凝土加固法。噴凝土加固法是在原有結(jié)構(gòu)上噴涂一層高品質(zhì)的混凝土,以恢復(fù)對鋼筋的保護,提高已剝離或變質(zhì)的混凝土強度,提供美觀表面的功能,是目前常用的維修加固方法。
6)置換混凝土加固法。該法的優(yōu)點與加大截面法相近,且加固后不影響建筑物的凈空,但同樣存在施工濕作業(yè)時間較長的缺點。適用于受壓區(qū)混凝土強度偏低或有嚴重缺陷的梁、柱等混凝土承重構(gòu)件加固。
7)有粘結(jié)外包型鋼加固法。該法也稱濕式外包鋼加固法,特點是受力可靠、施工簡便、現(xiàn)場工作量較小。適用于使用上不允許顯著增大原構(gòu)件截面尺寸,但又要求大幅度提高其承載能力的混凝土結(jié)構(gòu)加固。
8)錨栓錨固法。該法適用于混凝土強度等級為C20~C60的混凝土承重結(jié)構(gòu)的改造、加固,不適用于已嚴重風化的上述結(jié)構(gòu)及輕質(zhì)結(jié)構(gòu)。
3、裂縫處治措施
3.1裂縫表面封閉處理工藝
裂縫表面封閉處理工藝過程:①用切割機(鋸片厚度1.8mm)沿裂縫方向開出深5~10mm的小槽;②用鋼絲刷清除裂縫周邊的松動物質(zhì),再用高壓空氣將裂縫清吹干凈,最后用丙酮清洗一遍;③用毛刷將裂縫表面涂一層環(huán)氧漿液,待漿液半干后用刮刀將環(huán)氧膠泥刮涂在小槽內(nèi),并壓實、處理平整。
3.2裂縫壓力灌漿工藝
裂縫壓力灌漿工藝過程:①用切割機沿裂縫方向開出深5~10mm的小槽;②用刮刀將粘在裂縫周邊的灰漿及縫內(nèi)異物清除干凈,再用壓縮空氣清吹并用丙酮清洗裂縫表面;③粘貼壓漿咀,將壓漿咀底板粘貼面用砂布擦亮,用丙酮清洗干凈后,再用502膠將壓漿咀騎縫粘貼在裂縫表面,每隔15~50cm布置1個壓漿咀;④將膠帶貼在裂縫表面,用配制好的環(huán)氧膠泥將壓漿咀四周及裂縫封閉密實;⑤待環(huán)氧膠泥固化后,在封縫處涂肥皂水,用壓縮空氣檢驗封縫效果,確保壓漿不泄漏,同時,檢查每相鄰的2個壓漿咀間是否暢通,并作好記錄,如有泄漏清況,再補刮環(huán)氧膠泥;⑥配制壓漿液。根據(jù)現(xiàn)場氣溫和裂縫的情況,每次配漿不宜過多,以免短時間內(nèi)使用不完,膠液粘度增高而無法施工;⑦壓力灌漿。將壓漿液倒入壓漿罐,蓋上蓋子,用板手擰緊螺栓,不得漏氣。先打開空氣壓縮機送氣閥,再打開出漿閥門進行壓漿。在壓漿過程中,始終注意觀察漿液是否流動及流速大小。終壓時罐內(nèi)壓力要達到0.2MPa以上,并保持3~5min。壓漿從低位向高位依次進行,水平縫不可以從兩端同時進行,應(yīng)從一端開始依次進行。⑧待漿液固化后,敲掉壓漿咀,用環(huán)氧膠泥對粘貼壓漿咀處抹平。
3.3鋼板粘貼工藝
、俑鶕(jù)裂縫情況,確定鋼板尺寸,并按該尺寸下料;②用打磨機將待粘的混凝土表面磨出新鮮表層,凸出的地方要磨平,若表面潮濕,則用碘鎢燈烘干;③用電鉆在鋼板上鉆孔,孔徑為Φ12mm,孔位呈梅花型布置,相鄰孔間距為20~30mm;④將鋼板上的孔位錨在待粘的混凝土表面,再用電錘在確定的孔位上鉆Φ14mm的孔,孔的深度約7cm;⑤用打磨機在鋼板待粘面上打磨,直到露出金屬光澤,要求打磨粗糙,打磨紋路應(yīng)與鋼板受力方向一致;⑥用壓縮空氣將混凝土粘貼面清吹干凈,再用丙酮清洗一遍,同時也將鋼板待粘面洗干凈;⑦將Φ10mm膨脹螺栓安裝在Φ14mm的混凝土孔中;⑧用毛刷在混凝土和鋼板待粘面上分別涂上一層環(huán)氧漿液,待漿液半干時,再用刮刀將配制的環(huán)氧膠泥刮涂在己處理好的鋼板粘貼面上。緊固螺帽時要從中間的螺栓向兩端依次進行,并以膠泥剛從鋼板邊緣擠出為度;⑨用手錘輕輕敲擊鋼板,如發(fā)現(xiàn)空洞聲則應(yīng)拿下鋼板,補刮膠泥后重新固定;⑩貼好鋼板后,若鋼板周邊存在縫隙,則用膠泥抹實。
4、結(jié)束語
對于大量存在質(zhì)量安全隱患的橋梁,如果拆除重建,不僅資金耗費巨大,而且會造成長時間交通封閉。如能采取有效的加固維修措施,恢復(fù)和提高它們的承載能力,消除質(zhì)量隱患,使其能夠繼續(xù)服役,將會帶來巨大的社會和經(jīng)濟效益。舊橋的補強加固比新建橋梁難度更大,因為舊橋的補強加固沒有現(xiàn)成的設(shè)計規(guī)范,又沒有現(xiàn)成的施工驗收標準,需要廣大技術(shù)人員通過對舊橋的實際情況進行評估。因此,應(yīng)高度重視公路舊橋的管理工作,加大資金投入,使其保持良好的工作狀態(tài),確保公路運輸?shù)陌踩?nbsp;
參考文獻
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