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        淺談既有舊線跨度混凝土梁橫向加固施工工藝的實施

        2014-10-21 20:04:24李斌
        建筑工程技術(shù)與設(shè)計 2014年35期

        李斌

        【摘要】既有中小跨度混凝土梁橫向加固方案、施工工藝和技術(shù)要求。

        【關(guān)鍵詞】既有跨度混凝土梁;橫向加固;施工工藝;

        對既有鐵路中小跨度混凝土橋梁橫隔板斷裂病害,提出的梁體橫向加固技術(shù),經(jīng)2011年、2012年兩年來的探索實踐,取得了良好的效果和顯著的經(jīng)濟效益。

        一、概述

        蘭新線烏西-阿拉山口間線路(以下簡稱烏阿線)為1985年建設(shè),1991年全線開通運營。全線有橋梁131座,其中95%以上是中小跨度混凝土T形梁,該種梁型目前已停止使用,按原有的設(shè)計,每孔兩片混凝土T梁之間的橫隔板連接較弱,對低高度混凝土梁而言兩片T梁之間無連接。1996年檢查發(fā)現(xiàn),橋梁出現(xiàn)橫隔板斷裂、梁體產(chǎn)生裂縫等病害,經(jīng)檢定已不能滿足列車運營需要。為確保鐵路運營安全,對裂縫嚴重病害橋的梁體逐年實施了大修更換。1996年-2005年,對15座橋的梁體進行了更換。由于更換梁體工程費用耗資巨大,自2005年-2007年開始嘗試對橋梁梁體進行加固,先后采用梁體表面粘貼鋼板加固、梁體橫向予應(yīng)力加固等方法對6座橋病害梁體進行了加固。目前烏阿線全線仍有35座跨度在10m及24m之間的橋梁未進行處理,為確保列車安全運行,經(jīng)申報烏魯木齊鐵路局批準,自2011年開始,逐步對烏阿線35座橋既有中小跨度混凝土T形梁進行橫向加固。

        二、方案設(shè)計

        1、以2011年加固K2041+103橋四孔普通鋼筋混凝土T形梁為例。加固方案設(shè)計是在已有常用跨度混凝土梁加固方法研究成果基礎(chǔ)上,在梁兩端和跨中腹板中間各增設(shè)一塊橫向聯(lián)結(jié)板。

        2、施工技術(shù)要點

        (1)鉆孔嚴禁損傷既有預(yù)應(yīng)力鋼筋,如果孔位無法避開鋼筋,可適當(dāng)調(diào)整鉆孔位置,移動距離不應(yīng)大于50mm;

        (2)模板應(yīng)與原梁可靠聯(lián)結(jié)并有足夠的剛度;

        (3)預(yù)應(yīng)力筋初張拉應(yīng)力為0.15fpu;

        (4)混凝土須進行配合比試驗,要求三天內(nèi)強度、彈性模量達到設(shè)計值的80%,如砂石料發(fā)生變化,應(yīng)重做配合比試驗,累計20孔梁須做一組彈性模量試驗;

        (5)在混凝土強度、彈性模量達到設(shè)計值的80%后,方可進行預(yù)應(yīng)力筋終張拉,張拉控制應(yīng)力為0.73fpu。

        (6)預(yù)應(yīng)力筋終張拉采用YQD230-100型千斤頂,先張拉至設(shè)計噸位,頂壓錨固后,拉動換向閥重復(fù)張拉至設(shè)計噸位,擰緊承壓螺母,以保證預(yù)應(yīng)力筋回縮量小于1mm。

        (7)應(yīng)采用環(huán)氧砂漿將錨墊板粘于梁體;

        (8)更換千斤頂、油表、油泵的配件后必須重新標定,配套標定使用期為一個月或不超過200次張拉作業(yè);

        三、施工步驟及流程

        1、搭設(shè)作業(yè)平臺

        根據(jù)橋下周圍環(huán)境情況,采用臨時吊籃或搭設(shè)腳手架作為作業(yè)平臺。

        2、測量鉆孔位置

        根據(jù)橋梁加固設(shè)計及施工規(guī)范要求,先在腹板上測量出鉆孔的位置,然后使用電子探測儀器探測鉆孔處鋼筋的情況,如果鉆孔的位置有鋼筋,則適當(dāng)調(diào)整鉆孔的位置,但移孔距離不宜大于50mm。

        3、鉆孔

        當(dāng)孔位確定后,采用鉆機成孔,鉆機用支架固定,鉆孔中避免損傷預(yù)應(yīng)力筋或主筋,并保證鉆孔的水平度和垂直度,同時注意使兩片梁的鉆孔中心在同一直線上。鉆孔完成后,孔內(nèi)用水清洗干凈。

        4、鋼筋綁扎、安裝預(yù)應(yīng)力鋼筋及波紋管

        在鉆孔以及新舊混凝土結(jié)合部位表面鑿毛完成后,在兩片梁腹板之間撐上方木,安裝好模板底板。將保留的橫隔板鋼筋與梁體普通鋼筋用電焊焊接,然后按照加固設(shè)計鋼筋布置圖綁扎鋼筋,同時安放置波紋管,然后將預(yù)應(yīng)力鋼絞線安裝在波紋管內(nèi),使鋼絞線垂直于梁片,最后將其用螺母固定。

        5、安裝模板

        按橫隔板的設(shè)計尺寸制作定型組合模板。模板應(yīng)具有足夠的強度、剛度和穩(wěn)定性,能模板表面應(yīng)平整、接合嚴密并便于拆卸,立模時預(yù)留天窗,便于混凝土入模。

        6、澆注混凝土

        灌注混凝土前,在新舊混凝土的結(jié)合部位噴灑專用界面粘接劑并在模板上涂脫模劑?;炷敛捎脵C械攪拌并加入早強型減水劑,人工灌注,小型振搗棒振搗。當(dāng)養(yǎng)護達到一定強度后,方可拆除模板。

        7、張拉

        張拉分兩步進行:初張拉和終張拉。初張拉在灌注隔板砼前進行,初張拉前用木支撐塊將兩片梁在梁端、梁中上、下緣處支撐緊,撐木做成楔形,使其在列車通過時不易脫落;當(dāng)混凝土強度達到設(shè)計值的80%時,且在砼凝固養(yǎng)護5天后方可進行終張拉。張拉前首先在設(shè)計的專用臺座上對精軋螺紋預(yù)應(yīng)力粗鋼筋進行冷拉及時效處理。張拉工藝采用一端張拉,另一端錨具在墊板外旋緊螺母。張拉時,先張拉跨中段,然后再張拉梁端段,每段兩根預(yù)應(yīng)力筋同時張拉。預(yù)應(yīng)力筋張拉前,先將張拉缸頂出50mm,張拉過程中,油泵進油要緩慢平穩(wěn),當(dāng)張拉力達到預(yù)定的噸位后,鎖緊螺母,即可頂壓回油。

        8、封錨

        錨頭采用細石混凝土封錨,頂面做成流水坡,錨頭與既有混凝土梁結(jié)合部位涂刷2~3道防水涂料。

        四、質(zhì)量控制

        1、混凝土表面鑿毛時,應(yīng)將風(fēng)化、脫落、裂損部分徹底鑿除。

        2、混凝土的澆筑應(yīng)確保其達到設(shè)計強度要求,外表要光滑、平整、無蜂窩,內(nèi)部要密實、均勻。

        3、在既有橋梁上施鉆預(yù)應(yīng)力孔道時,應(yīng)確保兩片T梁同一位置的孔道在同一軸線上。

        4、應(yīng)嚴格控制張拉力,確保達到設(shè)計規(guī)定的噸位。

        5、按規(guī)定制作混凝土、水泥漿試塊及鋼筋試件。

        五、改造加固效果

        2011年安排加固3座、2012年加固16座,經(jīng)過兩年的運營,橋梁使用狀態(tài)良好。2013年7月,路局橋檢隊對部分加固橋梁進行了抽查檢定,梁體橫向剛度顯著增強。

        六、結(jié)論及建議

        按照目前工程預(yù)算費用計算,包括成品梁購置、運輸及架梁安裝,更換一孔梁需要40-45萬。若采用橫向加固方案,加固一孔梁費用只需要10-15萬元,與更換梁方案相比可節(jié)約費用約30萬元。經(jīng)兩年的運營實踐和觀察,按上述設(shè)計方案加固的梁體橫向連接牢固、橫向剛度明顯增強,而且施工速度快,不需要申請施工“天窗”或進行限速,不干擾行車,不僅確保了行車安全,又節(jié)約了大量資金。綜上所述,采用橋梁橫向預(yù)應(yīng)力聯(lián)結(jié)加固技術(shù)對中小跨度混凝土梁進行加固,具有顯著的經(jīng)濟和社會效益,值得推廣和運用。

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