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        高速公路橋梁維修加固技術(shù)

        2021-04-09 10:25:34莫峰
        工程建設(shè)與設(shè)計 2021年5期
        關(guān)鍵詞:環(huán)氧粘貼支座

        莫峰

        (中交路橋建設(shè)有限公司華中分公司,武漢 430000)

        1 工程概況

        某高速公路總長度為55.924km。沿線硬路肩、土路肩及路緣帶均為2 條,單條寬度分別為2.5m、0.75m 和0.5m,中央分隔帶的寬度為2m。公路的路面結(jié)構(gòu)形式是18cm 瀝青混凝土路面,且橋隧比為47.7%。經(jīng)統(tǒng)計結(jié)果表示,該條公路共有38 座橋梁。為滿足擴建工程的需要,確保行車的安全性,施工人員應(yīng)以橋梁的調(diào)查結(jié)果和試驗結(jié)果為依據(jù),對存在病害的橋梁進(jìn)行維修和加固。

        2 橋梁病害與成因分析

        2.1 板、梁病害

        調(diào)查結(jié)果顯示,部分梁、板的底部有裂縫出現(xiàn),同時還出現(xiàn)了鋼筋銹蝕和出露的情況。從總體來看,裂縫的寬度很小,最寬的裂縫有1.0mm 寬。產(chǎn)生裂縫的原因主要是下梁、板在行車荷載的作用下出現(xiàn)了一定程度的彎矩,且超過了抗彎極限,因此產(chǎn)生了梁、板開裂的情況。如果裂縫沒有出現(xiàn)明顯的滲水,則表明裂縫并未完全貫穿,裂縫的寬度也在養(yǎng)護(hù)的規(guī)定值內(nèi)。寬度大、滲水多的裂縫不僅會對斷面的整體性造成影響,還會對橋梁的內(nèi)部結(jié)構(gòu)造成損害[1]。

        2.2 支座病害

        橡膠支座的應(yīng)用優(yōu)勢在于結(jié)構(gòu)簡單、操作便捷。但其也存在容易開裂變形、耐久性差等局限性[2]。支座開裂主要受動、靜荷載的影響,在動、靜荷載的作用下,實際應(yīng)力遠(yuǎn)高于支座的抗壓極限,由此導(dǎo)致支座出現(xiàn)形變和開裂。支座的損壞還與其受力有關(guān),當(dāng)墊石與支座結(jié)合不規(guī)范導(dǎo)致其受力不均時,會大大減少支座壽命。此外,脫空是支座常見病害形式之一,產(chǎn)生脫空現(xiàn)象的原因主要有2 個:(1)支座底部無調(diào)平鋼板或鋼板的厚度不合理;(2)吊裝主梁的過程中,支座受到強烈撞擊,因此與設(shè)計位置相偏離。此時,橋梁受損程度加劇,不利于車輛的安全通行,甚至引發(fā)交通事故。圖1 為支座脫空病害示意圖。

        圖1 支座脫空病害示意圖

        2.3 墩、臺病害

        墩臺基礎(chǔ)病害的出現(xiàn)與行車荷載、上部結(jié)構(gòu)荷載、風(fēng)力等因素有關(guān)[3]。當(dāng)高速公路上出現(xiàn)嚴(yán)重的重載和超載情況時,墩臺容易因此而受到損壞。

        2.4 橋面病害

        橋面病害較為普遍,直接表現(xiàn)有裂縫、局部破裂等。橋面病害產(chǎn)生的原因主要是,橋面板在荷載和沖擊的影響下,因剛度不足而產(chǎn)生形變,并最終導(dǎo)致了裂縫的產(chǎn)生。

        3 維修處治施工要點

        3.1 粘貼鋼板

        當(dāng)裂縫病害出現(xiàn)在鋼筋混凝土中時,施工人員應(yīng)先修復(fù)裂縫,再進(jìn)行鋼板的粘貼。嚴(yán)格控制粘貼方向,應(yīng)始終與裂縫方向呈垂直的位置關(guān)系。詳細(xì)的施工工藝流程具體為:清表(保證粘貼鋼板的區(qū)域具有潔凈性)→鉆孔填埋螺桿→鋼板粘貼面表面處理→安裝鋼板→封邊→注入結(jié)構(gòu)膠→防腐。

        3.1.1 施工準(zhǔn)備

        (1)全面清理加固構(gòu)件的表面,可利用硬毛刷配合洗滌劑刷除雜物,再利用冷水沖洗干凈,進(jìn)一步打磨黏合面,清表厚度以2~3mm 為宜,以保證被處理區(qū)域可裸露出新鮮面。若局部存在不平整現(xiàn)象,需進(jìn)一步去除凸出部分或利用環(huán)氧樹脂砂漿填補凹陷部分。(2)若混凝土表面過于陳舊,可直接打磨黏合面,利用壓縮空氣清理粉塵,使該處維持潔凈,再利用棉花沾適量丙酮,用于擦拭。(3)遇新混凝土黏合面時,可利用角磨機處理,提高黏合面的平整性,再利用鋼絲刷清理該處的浮渣,達(dá)到潔凈狀態(tài)后用棉花沾丙酮擦拭。

        3.1.2 鋼板黏合面處理

        (1)鋼板無銹跡或僅存在少量銹跡時,可利用平砂輪打磨,生成的打磨紋路應(yīng)與鋼板受力方向呈垂直的關(guān)系,再利用棉花沾丙酮擦拭。(2)對于鋼板明顯銹蝕的情況,應(yīng)將其置入鹽酸內(nèi)浸泡約20min,此舉目的在于使銹層脫落;再利用石灰水沖洗干凈,以達(dá)到中和酸離子的效果;最后方可利用平砂輪打磨并擦拭丙酮。(3)考慮到粘貼鋼板存在應(yīng)力、應(yīng)變滯后的特點,在粘貼過程中應(yīng)加強交通管制,無關(guān)車輛不可駛?cè)?,避免過往車輛對粘貼效果帶來不良影響。

        3.1.3 配黏結(jié)劑

        環(huán)氧類黏結(jié)劑包含甲、乙2 組,各部分材料進(jìn)場時均要組織質(zhì)量檢驗,合格后方能使用。按比例配制,利用抹刀將產(chǎn)生的黏結(jié)劑刮涂至前期處理完成的混凝土表面和鋼板上,做到中間厚而邊緣略薄,厚度在1~3mm 區(qū)間內(nèi)合理調(diào)整,然后將鋼板貼于預(yù)定位置。對于立面粘貼,鑒于黏結(jié)劑易向下流淌的情況,須增設(shè)一層脫蠟玻璃絲布。鋼板粘貼到位后,利用手錘小幅度敲打,若無空洞聲,則表明鋼板粘貼具有密實性,反之則需要再次粘貼,直至達(dá)標(biāo)為止。

        3.2 支座更換

        支座存在老化或開裂現(xiàn)象時,已經(jīng)不具備使用價值,需對其進(jìn)行換新。更換過程中使用的工具主要是千斤頂。橋梁在千斤頂?shù)淖饔孟卤豁斊?,此時施工人員可對支座進(jìn)行更換。

        1)搭設(shè)支架、施工平臺。對橋臺支座進(jìn)行更換的施工平臺為橋臺。當(dāng)部分位置空間不夠時,施工人員還可進(jìn)行支架的搭設(shè)。更換的操作平臺應(yīng)穩(wěn)定在墩身上,給更換作業(yè)提供安全保障。

        2)臺帽、蓋梁頂面清理。施工人員應(yīng)對臺帽和蓋梁的頂面進(jìn)行清理,既要清理掉土石塊和混凝土塊,又要清理掉混凝土垃圾。清理的主要工具為鋼絲刷。不僅如此,由于伸縮縫內(nèi)有大量的垃圾和雜物,容易造成頂升內(nèi)梁體之間的擠壓,因此,同樣需要進(jìn)行清理。

        3)梁體同步頂升。分階段依次頂升到位,每步頂進(jìn)量以2mm 為宜。施工人員應(yīng)對頂高差進(jìn)行嚴(yán)格控制,使其不超過0.5mm。梁體頂升期間應(yīng)通過位移傳感器檢測,及時掌握實際頂升量,當(dāng)監(jiān)測到高差與控制值不符時,施工人員應(yīng)及時對其進(jìn)行調(diào)整,調(diào)整到位后方可進(jìn)行下一步的操作。

        4)支座更換。舊支座的取出應(yīng)通過鐵鉤或人工進(jìn)行。但是由于在長時間的使用過程中,舊支座往往已經(jīng)與墊石黏結(jié)在一起,取出過程存在一定的困難。此時,施工人員可利用鋼纖或鐵錘輔助操作。取出前,施工人員應(yīng)對其進(jìn)行拍照,將其存在的缺陷情況記錄下來。取出后,施工人員在鋼絲刷的作用下對支座墊石表面進(jìn)行清潔,并利用環(huán)氧砂漿將墊石頂面抹平,以便進(jìn)行標(biāo)高的測量。測量結(jié)束后,施工人員可采用環(huán)氧砂漿加高或鋼釬鑿除的方法分別進(jìn)行加高或降低處理,待完成后利用環(huán)氧砂漿進(jìn)行抹平。隨后進(jìn)行支座更換作業(yè),施工人員在設(shè)計圖紙的指導(dǎo)下標(biāo)出各處的中心線,并更換舊支座,換新后做全面的檢查,要求各項指標(biāo)均達(dá)到要求。

        3.3 支座脫空修復(fù)

        當(dāng)脫空量小于2cm 時,施工人員應(yīng)選擇水平夾角灌注環(huán)氧水泥砂漿調(diào)整的方法進(jìn)行修復(fù)。具體來說,施工人員在梁體和支座的空隙部分灌注環(huán)氧水泥砂漿,以達(dá)到調(diào)整支座的目的。

        3.4 結(jié)構(gòu)裂縫處治

        以裂縫寬度為依據(jù),合理選擇裂縫處治方式。當(dāng)縫寬在0.15mm 以下,且裂縫較為細(xì)小時,施工人員通常采用表面涂抹封閉法進(jìn)行處理。若裂縫寬度達(dá)到0.15mm 或更大,則為貫穿性長裂縫,常規(guī)的表面涂抹方法應(yīng)用效果欠佳,以壓力灌漿法為宜。這種方法使用的材料是裂縫修補膠或環(huán)氧樹脂類灌漿材料,操作方法主要是將上述材料通過壓力灌入裂縫中,從而完成修補。

        4 結(jié)語

        對公路橋梁進(jìn)行維修和加固既是交通運輸安全的要求,也是人們利益的需要,有著極其重要的意義。工程實踐中,施工人員應(yīng)準(zhǔn)確掌握橋梁的實際狀況,根據(jù)具體病害情況采取合適的維修加固措施,有效解決問題,使橋梁恢復(fù)正常運營狀態(tài)。

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