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        公路橋梁加固施工技術(shù)措施和質(zhì)量控制分析

        2021-12-22 06:10:02葉青海
        四川水泥 2021年12期
        關(guān)鍵詞:橋梁混凝土施工

        葉青海

        (福建漳州城投市政集團(tuán)有限公司,福建 漳州 363000)

        0 引言

        目前公路橋梁多數(shù)為二十世紀(jì)中后期修建的,建設(shè)之初的設(shè)計、施工及材料的質(zhì)量、施工工藝標(biāo)準(zhǔn)都較為低下,在設(shè)計和施工時存在不完善的地方,常年在自然環(huán)境的侵蝕及洪水的沖刷下造成基礎(chǔ)沉降,橋下鋪砌拱起、開裂等情況嚴(yán)重。以前的交通量及車輛載重能力不會有較大的問題出現(xiàn),近年來經(jīng)濟(jì)快速發(fā)展,交通運輸量不斷增加,很大一部分橋梁已無法滿足不斷增加的負(fù)荷要求,橋梁長時間處于超負(fù)荷承載狀態(tài),很大一部分橋梁都有不同程度的破損情況,如混凝土開裂、剝落、鋼筋銹蝕、伸縮縫堵塞、支座變形脫空等,但橋梁整體還較為完好。因此,選用最佳的加固改造施工技術(shù)對破損橋梁進(jìn)行維修,促使道路橋梁運輸承載能力有效提升,確保交通運輸安全具有十分重要的意義。

        1 公路橋梁加固施工技術(shù)

        漳州市東立交橋道路改造連接線連科港小橋位于騰飛路,橋梁起點樁號ZK1+224.970,終點樁號ZK1+242.570,橋長17.6m,交角90°?,F(xiàn)狀橋共三幅,北左幅為8m 寬T 梁,中間幅8.5m 石砌板拱橋,南右幅為6.4m 寬T 梁。石拱橋凈跨15m,T 梁全長16.8m。石拱橋下部為重力式橋臺,T 梁下部為樁柱式橋臺。石拱橋部分建于1966 年,設(shè)計荷載為汽-10 級,履帶-50 級,1994 年拱橋加套9 片鋼筋砼拱肋加固。T 梁橋部分建于1994 年,設(shè)計荷載為汽-20 級,掛-100 級,人群荷載4.0kN/m2。

        業(yè)主委托福州市建筑工程檢測中心有限公司于2015 年10 月對該橋進(jìn)行橋梁承載能力檢測評定。根據(jù)福州市建筑工程檢測中心有限公司的檢測報告《漳州市連科港小橋承載能力檢測評定》,其檢測結(jié)果為∶(1)連科港小橋石拱橋部分的上部結(jié)構(gòu)承載能力不滿足汽-20級、掛100 的使用要求,加鋪瀝青橋面鋪裝前,委托有相應(yīng)資質(zhì)和能力的單位對拱橋進(jìn)行加固。(2)連科港小橋T 梁部分的承載能力滿足滿足汽-20 級、掛100(加鋪10cm 厚瀝青)的使用要求,但橋梁存在一些病害和缺陷,如伸縮縫堵塞;T 梁腹板存在多處砼剝落、裂縫(≤0.2mm)、露筋銹蝕,橫隔板連接鋼板銹蝕、多處砼剝落;T 梁支座多處脫空且均存在輕微剪切變形;拱圈砂漿剝落、存在多處滲水,加固拱肋存在砼脹裂破損、鋼筋銹蝕;橋臺蜂窩麻面、水蝕。影響橋梁耐久性及正常使用,應(yīng)采取相應(yīng)措施修復(fù)處理[1-5]。

        對于橋梁結(jié)構(gòu)中出現(xiàn)的較嚴(yán)重的病害以及較大范圍的缺陷處理應(yīng)達(dá)到恢復(fù)結(jié)構(gòu)的整體性,限制病害的擴(kuò)展,滿足結(jié)構(gòu)的強(qiáng)度、耐久性和承載能力,使其滿足功能和安全運行要求。常見裂縫處理方法包括表面處理法、填充處理法、灌漿處理法、結(jié)構(gòu)補(bǔ)強(qiáng)法等。

        1.1 T 梁混凝土缺陷處理

        (1)缺陷處理:人工鑿除構(gòu)件中蜂窩、麻面、剝落、松散、腐蝕缺陷部位周圍混凝土,露出新鮮密實混凝土;保留原結(jié)構(gòu)鋼筋,對鋼筋銹蝕進(jìn)行除銹處理;將混凝土表面清理干凈并保持干燥。

        (2)在修補(bǔ)面上涂抹一層環(huán)氧膠液等,以增強(qiáng)新、老混凝土之間的粘結(jié);在環(huán)氧膠液涂抹后尚未凝固時,涂抹聚合物砂漿。

        (3)修補(bǔ)完成后,清除新舊混凝土接縫表面浮漿,并清洗干凈后涂抹兩層環(huán)氧樹脂漿液封閉。涂液時第二層的方向與第一層相垂直。

        1.2 T 梁砼裂縫處理

        對T 梁結(jié)構(gòu)中的裂縫可采用裂縫灌漿法或裂縫封閉法,具體施工為:對于裂縫寬度≥0.15mm 采用灌漿封閉處理,對于裂縫寬度<0.15mm 采用涂刷環(huán)氧樹脂封閉。根據(jù)不同的裂縫的分布、走向、寬度、深度等情況,以及不同的結(jié)構(gòu)的承載能力和結(jié)構(gòu)安全情況,分別進(jìn)行加固處理,裂縫封閉灌漿后梁板底面刷兩層涂料處理。

        1.3 石拱橋橋臺新建套拱基礎(chǔ)加固施工

        按設(shè)計要求現(xiàn)場標(biāo)示鉆孔位置,采用100 型鉆機(jī)鉆孔,孔徑為Φ90,鉆孔方向與地面垂直方向,孔深注漿管立面布置圖(見圖1)。注漿管采用Φ70×3.75mm 無縫鋼管。灌漿壓力0.1~0.3MPa,在灌漿過程中若發(fā)現(xiàn)漏漿等溢出現(xiàn)象時,應(yīng)采取措施加濃漿液,降低壓力、間歇灌漿方法處理。在穩(wěn)定持續(xù)壓力下,以不劈裂地基土為原則,控制灌漿量。灌漿孔灌漿結(jié)束后,排除鉆孔內(nèi)積水和污物,采用漿液將全孔封堵密實和抹平。鉆孔灌漿順序應(yīng)按靠近橋臺側(cè)開始跳孔灌注,采用單孔灌注,不得同時多孔灌注。

        圖1 注漿管立面布置圖

        1.4 石拱橋加筑套拱施工

        加筑套拱具體施工示意圖,如圖2 所示。

        圖2 石拱橋拱肋加固立面

        (1)鋼筋安裝前,用鐵絲刷清除縱向加固肋表面的浮漿、松散砼、灰塵、污垢。

        (2)澆筑套拱混凝土前,清理原拱板底松散砂漿,原縱向加固肋表面鑿毛。施工時不得破壞石拱橋拱板結(jié)構(gòu)體系。

        (3)新做套拱澆筑順序從拱腳向拱頂連續(xù)對稱進(jìn)行,橫向按1m寬左右由中間分環(huán)澆筑,必須確?;炷琳駬v密實,拱頂2m 范圍內(nèi)可采用二次壓漿澆筑。

        (4)橋臺前錨固快澆筑至拱腳以下30cm 左右,剩下部分與拱腳一起連續(xù)澆筑,接縫按施工縫處理。

        (5)混凝土強(qiáng)度達(dá)到設(shè)計強(qiáng)度后拆除模板,拆除模板時應(yīng)由跨中向兩側(cè)對稱進(jìn)行。

        (6)在橋梁加固施工過程中,嚴(yán)格按照均衡、對稱、同步的原則進(jìn)行施工,用精密測量儀器全過程監(jiān)測主拱圈、橋臺各結(jié)構(gòu)部位位移、高程變形情況,確保各項偏差值在規(guī)范允許范圍內(nèi)。

        1.5 頂升梁體更換支座施工

        頂升梁體更換支座是一項技術(shù)性很強(qiáng)的工作,為了確保本次梁體頂升支座更換安全順利實施,現(xiàn)場對交通實行管制,采用整體頂升梁體的方案進(jìn)行處理。

        (1)千斤頂選用:在頂升時,要確保順利將梁體頂起,其布設(shè)千斤頂?shù)目倗嵨徊粦?yīng)小于橋梁恒載的2 倍?,F(xiàn)場采用具有自鎖功能的100t 千斤頂,每個千斤頂最大頂升力為100t,頂身高度80mm,底座直徑216mm,行程20mm。

        (2)千斤頂布置:每片T 梁下安放一只千斤頂,在每個施力點位置,千斤頂安放在臺帽上,以臺帽為反力支撐,梁體頂升作業(yè)過程中,先對擬使用千斤頂及配套設(shè)備進(jìn)行試驗,確保其性能可靠安全。

        (3)千斤頂分組:本次同步頂升每側(cè)橋臺將千斤頂分為5 組,使用5 臺液壓機(jī)組進(jìn)行頂升,如圖3 所示。

        圖3 千斤頂分組

        (4)頂升行程監(jiān)測:采用位移傳感器、振弦式傳感器、百分表。

        (5)支座處理施工:頂升到位后,將鎖定螺母擰至緊靠油缸的位置進(jìn)行鎖定,取出原支座。對支座所在位置處臺帽進(jìn)行清理,為保證支座安裝平整度和精度要求,采用環(huán)氧膠找平,然后安設(shè)支座就位,滿足支座更換前后梁體的標(biāo)高一致。

        (6)再次頂升:當(dāng)新支座安裝好之后,再次頂升梁體至能夠解除千斤頂鎖定,將鎖定螺母調(diào)至千斤頂頂端,確保能夠安全落頂。

        (7)落頂就位:梁體回落時也按頂升力和位移雙控的原則進(jìn)行分步回落,待千斤頂完全卸壓后拆除千斤頂及鋼墊塊,頂升過程結(jié)束。

        2 公路橋梁加固施工質(zhì)量控制

        2.1 T 梁混凝土缺陷及裂縫處理

        T 梁混凝土缺陷處理:控制缺陷混凝土鑿除至新鮮密實、堅實平整,鋼筋銹蝕處理干凈完整,保持混凝土表面清潔干燥;環(huán)氧膠液介質(zhì)材料涂刷薄而均勻,厚度不超過1mm,在凝固前完成聚合物砂漿修復(fù);聚合物砂漿修補(bǔ)材料的養(yǎng)護(hù)與水泥砂漿不同,最重要的是控制溫度,夏季工作面向陽時,應(yīng)設(shè)涼棚,避免陽光直接照射,冬季溫度太低,應(yīng)加溫保暖。聚合物砂漿抗壓強(qiáng)度值不小于設(shè)計值,混凝土表面堅實平順,結(jié)構(gòu)表面修補(bǔ)顏色與原結(jié)構(gòu)相近。

        T 梁裂縫處理:環(huán)氧樹脂封閉寬度小于0.15mm 裂縫前應(yīng)在裂縫上開V 形槽,槽上口寬5~10mm,槽深10~20mm,槽口應(yīng)平整光滑。沿裂縫兩側(cè)20~30cm 范圍內(nèi)清除浮渣、松散層、浮漿、油污等,保持干凈、干燥。灌漿完成后要進(jìn)行灌漿質(zhì)量檢查,通入壓縮空氣或壓入水(灌漿壓力的70%~80%)進(jìn)行檢查,也可鉆芯取樣檢查漿體外觀及力學(xué)性能,發(fā)現(xiàn)缺陷應(yīng)及時補(bǔ)救。

        2.2 石拱橋橋臺新建套拱基礎(chǔ)加固施工

        將花管與孔壁間隙封閉牢固之后,再進(jìn)行灌漿,灌漿前基礎(chǔ)頂面覆土厚度不小于1m,應(yīng)在澆筑前墻前注漿,待基礎(chǔ)混凝土達(dá)到設(shè)計強(qiáng)度85%后方可進(jìn)行;灌漿前應(yīng)于新建基礎(chǔ)頂面即原石拱橋橋臺埋設(shè)抬動位移監(jiān)測裝置,新建基礎(chǔ)抬動位移量不大于5mm,石拱橋橋臺不允許出現(xiàn)抬動及位移;單孔灌注量超過1500L 還未達(dá)到灌漿結(jié)束標(biāo)準(zhǔn)時,應(yīng)提高漿液水灰比及砂漿配合比,單孔灌漿量小于105L 時,應(yīng)改用純水泥漿灌注。

        2.3 石拱橋加筑套拱施工

        石拱橋增設(shè)套拱施工應(yīng)嚴(yán)格控制支架模板變形沉降,其合計沉降量不得大于微膨脹混凝土的補(bǔ)償量,確保新筑混凝土與石拱橋拱板底緊密接觸。臺前錨固塊及新筑套拱混凝土應(yīng)采用自密實微膨脹耐腐蝕混凝土。混凝土強(qiáng)度達(dá)到設(shè)計強(qiáng)度后須檢測套拱與石拱橋拱板間間隙情況,如存在較大間隙或脫空,應(yīng)注漿填實。

        2.4 梁體頂升更換支座施工

        頂升前檢查梁體周圍是否被其它填充物卡死,以及梁體有無其它多余約束;千斤頂安裝完畢后先試頂,消除頂升系統(tǒng)的非彈性變形和沉降;頂升過程中,頂升力控制通過千斤頂支撐體系頂升荷載分級,保證整個橋梁體同步頂升;監(jiān)測頂升過程中各梁體位移,實現(xiàn)頂升力和位移“雙控”。通過頂升位移控制來保證各梁體位移的協(xié)調(diào)一致性,確保相鄰梁體百分表數(shù)值差不超過0.2mm;頂升時,對路面結(jié)構(gòu)進(jìn)行監(jiān)測,保證更換支座過程中不損傷橋面結(jié)構(gòu);落梁完成后,檢查支座安放情況及相臨支座是否出現(xiàn)脫空、偏壓現(xiàn)象。同時監(jiān)測新支座在橋面車輛荷載作用下的受力狀態(tài),若更換支座存在不受力或受力不均勻的情況,必須重新頂升,調(diào)整安放支座,保證各支座均勻受力。

        3 結(jié)束語

        連科港小橋加固改造于2016 年9 月完工通車至今五年多的時間內(nèi)運行良好,未發(fā)現(xiàn)橋面及結(jié)構(gòu)表面開裂、不均勻沉降、跳車等不良病害問題。由此可見,采取有效的改造加固措施,恢復(fù)和提高舊橋的承載能力,延長使用壽命,保證舊橋繼續(xù)發(fā)揮使用功能,充分滿足交通發(fā)展需求。

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