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        石拱橋病害及維修加固方法分析

        2015-03-21 23:03:48李戈
        黑龍江交通科技 2015年10期
        關(guān)鍵詞:速凝劑石拱橋噴漿

        李戈

        (銅仁市公路處)

        石拱橋病害及維修加固方法分析

        李戈

        (銅仁市公路處)

        以小河中橋作為主要研究對(duì)象,結(jié)合該工程的設(shè)計(jì)方案對(duì)橋身進(jìn)行了多角度的檢查,通過(guò)檢查發(fā)現(xiàn)該石拱橋存在一定病害,需進(jìn)行維修和加固處理,在此基礎(chǔ)上對(duì)該拱橋的加固維修施工方法(混凝土噴錨)進(jìn)行了詳細(xì)的分析,力爭(zhēng)為實(shí)際施工提供理論基礎(chǔ)。

        石拱橋;常見(jiàn)病害;維修加固;加固方法

        1 工程概況

        小河中橋位于貴州省銅仁市漾頭鎮(zhèn)瓦屋河與錦江交匯處上游約100 m,跨越瓦屋河。該橋橋型為3~25 m等截面懸鏈線石板橋,橋?qū)挒? m(行車道)+2×0.75 m(人行道)+2×0.25 m(欄桿),橋長(zhǎng)99.84 m。主拱圈采用等截面漿砌塊石,拱軸線為懸鏈線,拱軸系數(shù)為2.814,凈矢高為6.25 m,凈矢跨比為1/4,截面高為70 cm。拱上建筑為12跨腹拱,拱軸線采用圓弧線,凈跨徑為3.0 m,凈矢高為75 cm,拱圈截面高0.3 m,拱腹半徑為1.88 m。兩岸均為漿砌塊石重力式U型橋臺(tái),橋墩采用漿砌重力式橋墩,橋臺(tái)和橋墩均采用明挖擴(kuò)大基礎(chǔ)。橋面采用瀝青鋪裝,欄桿及人行道均采用低標(biāo)號(hào)鋼筋混凝土。

        2 工程原設(shè)計(jì)方案及檢查結(jié)果

        (1)橋體主拱圈滲水情況較為嚴(yán)重,少數(shù)灰縫連接不實(shí),局部位置存在空洞現(xiàn)象。

        (2)橋體腹拱位置存在多處滲漏區(qū)域,并有少數(shù)區(qū)域出現(xiàn)水蝕暗黑的現(xiàn)象,少數(shù)灰縫連接不實(shí),局部位置存在空洞現(xiàn)象。

        (3)橋面泥土堆積情況較為嚴(yán)重,部分位置還存在面積較大的坑槽。

        (4)橋面排水孔的堵塞情況十分嚴(yán)重。

        (5)橋面人行道板磨損情況較為嚴(yán)重,并有少數(shù)部分存在開(kāi)裂的現(xiàn)象。

        (6)橋面欄桿存在不同程度的傾斜和斷裂。

        (7)橋墩區(qū)域已經(jīng)出現(xiàn)了明顯的被沖孔的情況,基礎(chǔ)強(qiáng)度已顯著下降。

        (8)橋體左側(cè)墩臺(tái)的墻砌縫存在嚴(yán)重的脫落,脫落區(qū)域草木橫生,影響美觀。

        (9)連桿橋臺(tái)錐坡磨損嚴(yán)重,表面防護(hù)設(shè)施以基本失效。

        檢測(cè)表明,小河中橋已基本屬于二類危橋。此橋竣工以后,還沒(méi)有得到大規(guī)模的整修和翻新。由于小河中橋在該地區(qū)中具有十分重要的作用,所以應(yīng)對(duì)其進(jìn)行全面的維修和加固,并采取先進(jìn)的維修和加固方法,將施工對(duì)人們出行的影響控制在最低的水平。

        3 加固施工——混凝土噴錨

        3.1 施工選材

        (1)混凝土。

        該加固方法所選混凝土的空隙率比傳統(tǒng)意義上澆注法大很多,為了達(dá)到更好的加固效果,混凝土應(yīng)滿足凝結(jié)快、早強(qiáng)好等要求,在該工程中,應(yīng)將硅酸鹽水泥作為優(yōu)先級(jí)選擇,另外還可選用其他類型的水泥,如火山灰質(zhì)硅酸鹽水泥,但無(wú)論哪一種水泥,水泥的實(shí)際強(qiáng)度等級(jí)應(yīng)保持在30.5 MPa之上。

        (2)骨料。

        為滿足小河中橋的加固要求,骨料應(yīng)選用硬度較大的卵石,石料粒徑應(yīng)盡量控制在15 m以內(nèi),如果所用的速凝劑為堿性,則不能選用活性二氧化硅類型的石料,這是該加固工程粗骨料的選取要求。對(duì)于細(xì)骨料而言,應(yīng)選用質(zhì)地堅(jiān)硬的粗砂,所選粗砂的細(xì)度模數(shù)應(yīng)盡量在2.5以上。

        (3)速凝劑。

        速凝劑在混凝土原料配制過(guò)程中具有至關(guān)重要的作用,在該加固工程所用混凝土中添加適量的速凝劑,不僅可以加速混凝土的凝結(jié),縮短施工周期,防止噴射過(guò)程中出現(xiàn)回彈的現(xiàn)象,還可以增加混凝土的早期實(shí)際強(qiáng)度。在選取速凝劑種類時(shí),應(yīng)對(duì)水泥、骨料以及溫度等因素進(jìn)行全面細(xì)致的分析和總結(jié),并在試驗(yàn)中選取最佳方案。

        3.2 原料配合比

        由于所用混凝土中添加了一定量速凝劑,因此在對(duì)混凝土實(shí)施標(biāo)號(hào)時(shí),應(yīng)充分考慮速凝劑對(duì)混凝土造成的影響。如果速凝劑的用量達(dá)到了水泥總量的3%~4%,則對(duì)應(yīng)混凝土的標(biāo)號(hào)應(yīng)調(diào)高一級(jí)。在配合比設(shè)計(jì)的過(guò)程中,可運(yùn)用傳統(tǒng)意義上的澆注配合法。該加固方法所用混凝土的坍落度應(yīng)盡量維持在80~120 mm之內(nèi)。

        3.3 噴錨施工

        (1)在噴錨施工之前,需要對(duì)工作面進(jìn)行細(xì)致的清理與鑿毛,從而確?;炷羾婂^之后達(dá)到更好的粘結(jié)效果。將工作面上的雜物全部處理干凈,并運(yùn)用人力將其鑿成厚度約為0.5 cm,密度的確定需按照其表面的實(shí)際粗糙度決定。

        (2)噴錨施工的流程為:放樣→鉆孔→填孔→插桿。

        ①放樣。施工放樣的過(guò)程中,相關(guān)技術(shù)人員應(yīng)嚴(yán)格按照設(shè)計(jì)規(guī)范進(jìn)行,在選定位置以后,需用粉筆等工具對(duì)放樣位置進(jìn)行標(biāo)號(hào)。

        ②鉆孔。設(shè)計(jì)方案中錨桿的最佳直徑應(yīng)為0.16 cm,鉆頭的直徑為0.25 cm,鉆孔在上述放樣所標(biāo)示的位置進(jìn)行,鉆孔的深度要求為0.5 m,開(kāi)鉆以后,如果遇到鋼筋,切不可盲目繼續(xù),應(yīng)立即將鉆頭取出,換位重鉆。對(duì)于廢棄的孔洞,應(yīng)及時(shí)進(jìn)行清洗,并向其內(nèi)灌注水泥漿將其堵塞。

        ③填孔。在鉆孔完成以后,需使用高壓風(fēng)機(jī)清理孔洞,并將事先制作完成的材料填入清理完成的孔洞中,在混凝土初凝之前將錨桿插入其中。該工程中填孔的材料為525#硅酸鹽水泥,稠密度適中。在填孔灌漿的過(guò)程中,將灌漿筒的出料口對(duì)準(zhǔn)孔洞,同時(shí)推擠壓縮棒,將筒內(nèi)的泥漿灌入孔洞內(nèi),直至灌滿。

        ④插桿。錨桿具有提高抗剪能力的重要作用,插桿也是加固施工中必不可少的環(huán)節(jié)。設(shè)計(jì)方案中,錨桿的最佳直徑為1.6 cm,錨桿插入的深度應(yīng)保持在0.5 m左右,露在外部的長(zhǎng)度應(yīng)為8 cm左右。在填孔操作完成以后,立即將規(guī)格適宜的錨桿插入,如果插入受阻,可使用小鐵錘擊打錨桿頂端,將其插入孔洞的最低端。同時(shí)用泥鏝刀將插桿擠出的泥漿清理干凈。如果在插桿的過(guò)程中出現(xiàn)空隙,則需立即將錨桿取出,帶重新灌漿結(jié)束以后進(jìn)行重插。在錨桿插入穩(wěn)定以后,應(yīng)外泥漿留有充足的養(yǎng)護(hù)時(shí)間,在泥漿強(qiáng)度達(dá)到要求以后方可實(shí)施后續(xù)操作。

        (3)掛設(shè)鋼筋網(wǎng)架。

        設(shè)計(jì)方案要求該加固工程的鋼筋網(wǎng)架應(yīng)分布在拱橋的腹面,網(wǎng)格的平均尺寸為1 dm×1 dm,鋼筋的設(shè)計(jì)直徑為0.8 cm,在掛設(shè)的過(guò)程中,應(yīng)先進(jìn)行綁扎在實(shí)施焊接,從而確保鋼筋網(wǎng)穩(wěn)定固定在錨桿上。

        (4)噴射混凝土。

        ①在噴漿之前,應(yīng)先用高壓水泵反復(fù)沖洗工作面,確保工作面的平整與清潔,一定要確保作業(yè)面的水分已經(jīng)完全蒸發(fā)后才可進(jìn)行噴漿,如果水分沒(méi)有蒸發(fā)干凈就進(jìn)行噴漿,水會(huì)在工作面上形成一個(gè)阻隔層,阻礙漿液與工作面的粘結(jié),嚴(yán)重時(shí)還會(huì)出現(xiàn)脫落的現(xiàn)象。

        ②噴漿時(shí),噴漿機(jī)應(yīng)按照一定操作順序,本工程要求在噴漿機(jī)開(kāi)機(jī)時(shí),應(yīng)事先送分,然后在依次進(jìn)行開(kāi)機(jī)和送料,停機(jī)過(guò)程則與之相反即可。

        ③在制作混凝土拌和料的過(guò)程中,應(yīng)使砂石原料中含有一定量的水分,5%~8%即可,這么做的原因是由于混凝土混合料在拌和的過(guò)程中會(huì)產(chǎn)生一定量的粉塵,如果粉塵的量過(guò)大,不僅會(huì)破壞周邊環(huán)境,可能還會(huì)影響整個(gè)制作過(guò)程,向原料中添加一定量的水分,并不會(huì)改變混凝土混合料的品質(zhì)和設(shè)計(jì)強(qiáng)度,而且還能有效抑制粉塵的產(chǎn)生。

        ④在噴漿時(shí),噴漿施工人員應(yīng)按規(guī)定將勞保用品穿戴齊全,噴漿的用水量既不能太高也不能太低,需要牢牢的把控,如果水量過(guò)小,可能會(huì)引發(fā)噴霧情況,使料柱發(fā)生分散。如果水量過(guò)大,可能會(huì)發(fā)生自動(dòng)脫落等情況。在噴漿的過(guò)程中,應(yīng)將料柱與工作面保持垂直,如果相對(duì)較難,料柱與工作面的傾斜角度也不得超過(guò)300°。另外,噴頭與工作面之間的距離應(yīng)維持在0.6~1.2 m以內(nèi)。待噴料完成后,方可實(shí)施后續(xù)養(yǎng)護(hù)處理。

        經(jīng)維修和加固處理后的小河中橋,其出現(xiàn)的病害問(wèn)題得到了顯著的改善,橋體主拱圈滲水情況得到了顯著的遏制;灰縫連接緊密,并經(jīng)檢查發(fā)現(xiàn)已經(jīng)不存在空洞現(xiàn)象;橋面上的人行道板、平整度以及各種防護(hù)設(shè)施均已完成整修,且效果明顯;橋墩在維修和加固完后裂縫問(wèn)題得到了有效的解決,其質(zhì)量和外觀都能已切實(shí)滿足使用要求。

        4 總結(jié)

        目前,石拱橋的維修與加固逐漸成為公路養(yǎng)護(hù)范疇內(nèi)的重要工作內(nèi)容。危橋如果無(wú)法得到及時(shí)的維修和養(yǎng)護(hù),將會(huì)留下難以估量的安全隱患。為此,相關(guān)部門還需從實(shí)際出發(fā),結(jié)合各地區(qū)石拱橋的基本情況,選取行之有效的維修和加固措施,提高橋體的載荷等級(jí),使其適應(yīng)交通運(yùn)輸?shù)母咚侔l(fā)展,另外,還需堅(jiān)持創(chuàng)新,開(kāi)發(fā)并研究新型技術(shù),力爭(zhēng)提高石拱橋的維修與加固水平。

        [1] 顏向群,李海梁.石拱橋常見(jiàn)病害與預(yù)防措施[J].公路與汽運(yùn),2011,(6):69-70.

        [2] 王國(guó)華.石拱橋常見(jiàn)病害與技術(shù)改造[J].廣東交通職業(yè)技術(shù)學(xué)院學(xué)報(bào),2011,(4):48-49.

        [3] 蒙云.橋梁加固及改造[M].重慶:重慶大學(xué)出版社,2011,(4):15-16.

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        [5] 羅英,唐寰澄.中國(guó)石拱橋研究[J].北京:人民交通出版社,2011:21-22.

        U445

        C

        1008-3383(2015)10-0095-02

        2015-01-27

        李戈(1983-),男,貴州松桃人,工程師,主要從事公路管理方面的工作。

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