張豐

摘 要：本文結(jié)合太倉(cāng)某橋花崗巖欄桿修復(fù)加固實(shí)例，詳細(xì)說(shuō)明了復(fù)合纖維加固系統(tǒng)的應(yīng)用，在保證欄桿安全、美觀的情況下，對(duì)石材欄桿病害予以處理，解決了石材欄桿加固的難題，從而指導(dǎo)類似工程項(xiàng)目施工。

關(guān)鍵詞：花崗巖 石材欄桿 復(fù)合纖維加固

中圖分類號(hào)：TU5 文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼：A 文章編號(hào)：1672-3791（2014）01（b）-0000-00

石材欄桿在近幾年橋梁工程中應(yīng)用廣泛，因其造型美觀大方，結(jié)構(gòu)厚重耐用，沒(méi)有金屬欄桿年久生銹的缺點(diǎn)，廣受建設(shè)單位和設(shè)計(jì)單位的歡迎。雖然石材欄桿已用于橋梁欄桿近千年，但受安裝施工、伸縮變形及不可預(yù)料的影響，造成花崗巖石材欄桿的斷裂、倒塌和墜落，造成災(zāi)難事故。本文結(jié)合太倉(cāng)某橋花崗巖欄桿病害問(wèn)題，對(duì)花崗巖石材欄桿修復(fù)加固進(jìn)行交流和探討。

1 欄桿病害概況及病害分析

1.1 欄桿病害概況

太倉(cāng)市某橋位于G204國(guó)道上，橋長(zhǎng)420m，欄桿均采用花崗巖材料制作而成，欄桿立柱由于受各種外力作用，導(dǎo)致多處欄桿立柱柱身部位花崗巖石材出現(xiàn)斷裂情況，如圖所示。

1.2 病害存在的危害及事故實(shí)例

金華某橋和東關(guān)大橋，新聞報(bào)道的嘉興紫陽(yáng)橋、石家莊子龍大橋都受強(qiáng)風(fēng)或碰撞損毀。

1.3 病害原因分析

1.3.1欄桿榫頭斷裂、脫臼

設(shè)計(jì)時(shí)考慮外觀效果較多，欄桿采用雕刻石板，由于強(qiáng)風(fēng)形成荷載，柱子根部的榫頭無(wú)法承受過(guò)大阻力而斷裂，所以被吹倒。

1.3.2安裝不安全

花崗巖石材欄桿安裝，多以榫接輔以水泥、水泥砂漿，石材易裂易斷，加工尺寸不到位，榫頭太淺，粘接材料強(qiáng)度不足，導(dǎo)致欄桿不夠結(jié)實(shí)。

1.3.3立柱、橫桿斷裂、脫臼

預(yù)留伸縮縫沒(méi)有與下部結(jié)構(gòu)伸縮縫對(duì)應(yīng)并貫通，或考慮線型美觀，造成超出允許偏差，橋梁在熱脹冷縮后，部分位置開(kāi)裂、脫臼，形成不安全因素，在狂風(fēng)、碰撞時(shí)易倒塌、墜落，危及行人、車(chē)輛安全。

2.欄桿病害處理及加固方案

2.1 欄桿加固意圖

欄桿出現(xiàn)的斷裂、脫臼現(xiàn)象易引發(fā)安全事故，修復(fù)加固欄桿需要：1）修復(fù)斷裂部位；2）恢復(fù)傾倒立柱，使連接部位在允許誤差范圍內(nèi)，對(duì)連接部位進(jìn)行約束加固，解決脫臼問(wèn)題；3）加強(qiáng)立柱抗傾覆能力，免受外力損毀。

2.2 欄桿加固方案簡(jiǎn)述

采用美國(guó)原裝TYFO?FIBRWRAP?復(fù)合纖維材料和鋼板組合加固施工方案，花崗巖石材斷裂部位裂縫灌注環(huán)氧樹(shù)脂，地面鉆孔種植Φ10化學(xué)錨栓，粘貼錨固鋼板后，再粘貼復(fù)合纖維材料約束加固，加固后面層刷涂與花崗巖相匹配的特殊涂料。

2.3 欄桿加固示意圖

2.4 欄桿加固施工工藝

2.4.1裂縫灌注處理

a、裂縫的檢查及清理

對(duì)修補(bǔ)的裂縫進(jìn)行詳細(xì)的檢查、記錄，對(duì)縫口兩旁密封部分除污去塵，利用氣壓清除槽內(nèi)浮塵。

b、埋設(shè)灌漿嘴

清理后，用封縫膠騎縫埋設(shè)、粘貼灌漿嘴，間距沿縫25-40cm為宜，至少必須有一個(gè)排氣孔和進(jìn)漿孔，也可離裂縫盡頭10-20mm預(yù)留（不密封），以便查看灌漿效果。

c、灌漿

①灌注膠的配制：將灌注膠按規(guī)定配比配合、攪拌均勻，一次能用完一整套包裝的量時(shí)不必稱量，全部混合即可。初始配制時(shí)粘度低，配制后應(yīng)立即灌注，且要少量配制，配好的漿液應(yīng)在1.5小時(shí)內(nèi)用完，可根據(jù)縫的寬度、深度、使用溫度及注漿時(shí)的進(jìn)漿速率、進(jìn)漿量來(lái)調(diào)整漿液的一次配漿量。②灌漿工藝：先用氣壓縮空氣將裂縫吹干凈，灌漿順序自下而上，由一端向另一端依次連續(xù)進(jìn)行。

2.4.2種植化學(xué)錨栓

定位：按設(shè)計(jì)要求標(biāo)示化學(xué)錨栓鉆孔位置。鉆孔：鉆孔采用電錘沿已標(biāo)記好的位置進(jìn)行鉆孔直規(guī)定深度。清孔：檢查孔深、孔徑合格后將孔內(nèi)粉塵用壓縮空氣吹出，然后用毛刷、棉布將孔壁刷凈。種植化學(xué)錨栓：化學(xué)藥劑放入孔內(nèi)后，用電錘將錨栓旋轉(zhuǎn)或錘擊方式植入。

2.4.3粘貼鋼板

1根據(jù)圖紙所要求的尺寸下鋼板料。2根據(jù)化學(xué)錨栓的分布，在鋼板相應(yīng)位置鉆孔。3清理粘鋼花崗巖結(jié)構(gòu)面。用角磨機(jī)或鋼絲刷打磨花崗巖表面。清理花崗巖表面浮塵。4鋼材粘貼面，需要進(jìn)行除銹和粗糙處理，用砂輪磨光機(jī)打磨出金屬光澤。5嚴(yán)格按照配比配制結(jié)構(gòu)膠，攪拌均勻后方可使用，一次配膠量不宜過(guò)多。6用小鏟刀將配制好的結(jié)構(gòu)膠均勻涂抹在鋼材表面和砼表面上，抹膠厚度1—2mm，中間厚，邊緣薄。將鋼材粘貼到砼表面，粘貼到位后，立即上緊錨栓，使膠從鋼材邊緣擠出，同時(shí)要不斷清理擠出的膠。

2.4.4粘貼TYFO復(fù)合纖維材料

1）基層處理

清理待粘貼的位置，用結(jié)構(gòu)修補(bǔ)膠補(bǔ)平，再磨光使之平整，粘貼前清除結(jié)構(gòu)表面的結(jié)露和凝水，使其干燥。

2）配制特種環(huán)氧樹(shù)脂和浸潤(rùn)纖維布

按比例混合環(huán)氧樹(shù)脂A和B組份，用低速機(jī)械攪拌約5分鐘，期間溫度應(yīng)控制在5-28度之間。按圖紙尺寸裁剪TYFO SEH51纖維布，并用TYFO專用樹(shù)脂浸透均勻。

3）復(fù)合補(bǔ)強(qiáng)層的施工

將待加固的結(jié)構(gòu)表面涂刷底層樹(shù)脂。在規(guī)定的時(shí)間內(nèi)，將浸透的纖維布粘貼在圖紙位置，纖維布經(jīng)向（主纖維方向）搭接長(zhǎng)度不得小于150mm。對(duì)復(fù)合補(bǔ)強(qiáng)層進(jìn)行檢查，氣泡必須在樹(shù)脂硬化前排出，纖維布必須和基層緊密附著。在樹(shù)脂硬化前進(jìn)行拉毛撒砂，增加表面粗糙度，利于二次涂裝。復(fù)合纖維布24小時(shí)即可達(dá)到設(shè)計(jì)強(qiáng)度的80%，48小時(shí)將完全硬化，可以進(jìn)行加載使用。

2.4.5表面涂裝

配置與花崗巖大理石顏色一致涂料對(duì)加固部位進(jìn)行表面涂裝。

3 欄桿加固特色材料

TYFO復(fù)合纖維材料是本次欄桿修復(fù)中采取的獨(dú)特而有效的方法。將纖維復(fù)合材料布包裹欄桿結(jié)合部位，并通過(guò)錨栓、鋼板修復(fù)，使修復(fù)后的欄桿連接成一個(gè)整體，且不影響美觀。纖維復(fù)合材料的物理力學(xué)性能和特點(diǎn)：輕質(zhì)、高強(qiáng)、高模、抗裂、耐腐蝕、耐久等特性，使它用在梁、板、柱、墻及管結(jié)構(gòu)中的功效和增強(qiáng)磚木結(jié)構(gòu)的壓彎穩(wěn)定性，以及在鋼結(jié)構(gòu)的防腐抗銹等方面已為廣泛的實(shí)驗(yàn)和大量的工程實(shí)例所證實(shí)。使欄桿恢復(fù)原有性能，提高抗傾覆能力，實(shí)現(xiàn)花崗巖石材欄桿修復(fù)的防護(hù)目的。

4 綜述

針對(duì)花崗巖石材欄桿橋梁存在的病害，采用TYFO復(fù)合纖維材料，以防斷裂傾覆、防脫臼墜落的目的進(jìn)行方案設(shè)計(jì)和修復(fù)加固，消除了潛在的不安全因素。本加固方案比拆除重裝等其他修復(fù)補(bǔ)強(qiáng)方式，具有創(chuàng)新的工法和經(jīng)濟(jì)的造價(jià)，同時(shí)保證了橋梁的美觀，為以后在類似橋梁修復(fù)中，積累了寶貴的經(jīng)驗(yàn)。

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