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        橋梁抗傾覆加固工程設(shè)計(jì)與施工

        2022-04-26 03:58:14馮永強(qiáng)
        運(yùn)輸經(jīng)理世界 2022年16期
        關(guān)鍵詞:箱梁混凝土

        馮永強(qiáng)

        (河北通宇建筑工程有限公司,河北 張家口 054001)

        1 工程概況

        某互通立交橋位于兩條高速公路相交處,為一座單喇叭立交。該立交包括6 座橋梁,分別為A 線1 號(hào)橋、A 線2 號(hào) 橋、A 線3 號(hào) 橋、B 線 橋、C 線 橋、F 線 橋。其中,B0-B3、C2-C4 箱梁處有獨(dú)柱墩。隨著該地區(qū)的開發(fā)開放,交通量、通行車總重均有較大的增長(zhǎng),因交通量大而導(dǎo)致車輛滯留,橋梁長(zhǎng)期承受滿載情況。原設(shè)計(jì)不能滿足當(dāng)前交通的需要,對(duì)于獨(dú)立墩處的橋梁存在被傾覆的安全隱患,因此必須對(duì)橋梁進(jìn)行抗傾覆加固。

        2 橋梁加固設(shè)計(jì)

        抗傾覆加固設(shè)計(jì)包括兩大部分:中墩增設(shè)抗傾覆支座、邊墩增設(shè)鋼拉桿。

        2.1 中墩加粗加寬,增設(shè)抗傾支座

        該互通立交橋B、C 匝道將獨(dú)立墩截面尺寸由直徑1.2m 加大到4.5m×1.8m,并在墩頂原支座兩側(cè)距離1.5m 各設(shè)置GYZF4 型700mm×114mm 橡膠支座作為抗傾支座(見圖1、圖2)。

        圖1 墩柱斷面示意圖

        圖2 墩柱橫向平面布置圖

        墩柱加粗?jǐn)嗝嬖诔信_(tái)和墩身上的植筋,應(yīng)采用專用打眼錨固植筋膠;植筋時(shí),若與原結(jié)構(gòu)鋼筋沖突,可適當(dāng)調(diào)整植筋位置。

        新舊混凝土相接觸的部分需進(jìn)行鑿毛處理,去除表層混凝土和浮漿,并沖干凈;新舊混凝土間需涂刷界面劑以使混凝土更好地結(jié)合并共同受力。界面劑應(yīng)采用專用新舊混凝土結(jié)合膠。

        2.2 邊墩增設(shè)鋼拉桿

        B、C 匝道橋位于曲線上,拉桿設(shè)置在箱梁曲線內(nèi)側(cè)。橋臺(tái)處被動(dòng)鋼拉桿設(shè)置在箱梁側(cè)面與蓋梁間,連接墩蓋梁處鋼拉桿設(shè)置在箱梁底面和蓋梁側(cè)面,全橋共有4 處鋼拉桿(見圖3)。

        圖3 橋臺(tái)被橋動(dòng)臺(tái)拉被桿動(dòng)箱梁拉側(cè)桿面構(gòu)安造裝示構(gòu)意造示圖意圖

        拉桿構(gòu)件的鋼件須進(jìn)行防腐處理,材料表面應(yīng)進(jìn)行防銹、清潔、平整處理。涂層防腐采用環(huán)氧底漆兩道+環(huán)氧富鋅漆兩道+聚氨酯面漆兩道,各40μm,共120μm。面漆顏色為淺灰色。

        3 加固施工技術(shù)

        3.1 工藝流程

        3.1.1 墩柱加固及支座安裝

        承臺(tái)開挖—測(cè)量放線—承臺(tái)、墩柱鑿毛—標(biāo)定孔位—承臺(tái)、墩柱鉆孔—清孔—涂刷界面劑—植筋膠入孔—植筋—固化、保護(hù)—抗拔檢驗(yàn)—綁扎鋼筋—安裝模板—安裝楔形鋼板、支座、墊石、鋼箍—澆筑混凝土—拆?!B(yǎng)護(hù)。

        3.1.2 拉桿安裝

        搭設(shè)工作平臺(tái)—標(biāo)定孔位—鉆孔—清孔—錨固劑入孔—放置螺栓—固化、保護(hù)—抗拔檢驗(yàn)—鋼板焊接、安裝—拉桿安裝—探傷檢驗(yàn)—防腐。本部分施工技術(shù)不進(jìn)行詳細(xì)論述。

        3.2 施工準(zhǔn)備

        控制點(diǎn)要醒目地標(biāo)注清楚、編號(hào)并涂上油漆。放樣嚴(yán)格執(zhí)行測(cè)量雙檢制,交底嚴(yán)格執(zhí)行復(fù)核簽認(rèn)制。

        3.3 鑿毛

        鑿毛施工宜使用專用鑿毛器,其鑿出的效果好,深度一致,無松動(dòng)石子。鑿毛后用鋼絲刷清除表面浮碴。

        3.4 鉆孔

        施工放樣,標(biāo)出植筋位置及加粗后墩柱的平面位置。鉆孔前探明舊原承臺(tái)、墩柱的鋼筋位置,以避免破壞原有鋼筋。鉆孔時(shí)必須使鉆桿保持平穩(wěn),避免鉆成斜孔,廢棄孔眼及時(shí)用和原混凝土同標(biāo)號(hào)的砂漿封堵抹平。成孔后,利用吹風(fēng)機(jī)將孔眼中的灰塵徹底清除,孔中的灰塵是否清除徹底將影響到植筋質(zhì)量好壞。該項(xiàng)目植筋直徑為22mm、25mm、28mm,分別對(duì)應(yīng)鉆孔直徑為28mm、30mm、34mm。

        3.5 涂刷界面劑

        采用水泥基混凝土界面劑,注意需待第一遍界面劑表干后再涂刷第二遍。

        3.6 植筋

        施工前對(duì)植筋膠材質(zhì)各項(xiàng)性能指標(biāo)進(jìn)行復(fù)試等。

        選用辛普森牌植筋膠(進(jìn)口品牌),注膠量達(dá)到孔深的2/3,并保證插入鋼筋后少許溢出為準(zhǔn)。迅速將鋼筋旋轉(zhuǎn)插入直至孔底,抹平孔口。

        3.7 綁扎鋼筋

        植筋完成后48h 進(jìn)行拉拔試驗(yàn),試驗(yàn)合格方可綁扎鋼筋。

        3.8 安裝模板

        為確保墩柱混凝土外觀質(zhì)量,模板接縫夾雙面膠密封條,防止漏漿。要求拼裝成型的模板無錯(cuò)臺(tái)、接縫緊密、裝飾縫平直,脫模劑涂刷均勻。調(diào)整好模板位置、垂直度,在墩頂和墩柱中部模型四角用纜風(fēng)繩加固,底部3m 處打方木或粗鋼管斜撐,以保證墩柱模板的強(qiáng)度、剛度和穩(wěn)定性以及澆筑成型后墩柱垂直度滿足規(guī)范要求并具有良好的外觀質(zhì)量。

        3.9 安裝楔形鋼板、支座、墊石、鋼箍

        安裝順序:楔形鋼板—墊石—橡膠支座—U 型鋼箍。

        由于吊車不便在橋下作業(yè),經(jīng)技術(shù)比較決定使用挖掘機(jī)安裝楔形鋼板、橡膠支座、墊石、鋼箍。在挖掘機(jī)斗背安裝“加長(zhǎng)臂”(見圖4)。加長(zhǎng)臂采用三角形構(gòu)造,將加長(zhǎng)臂與挖掘機(jī)斗背面焊接,并用鋼絲繩或槽鋼拉緊加長(zhǎng)臂前部。在加長(zhǎng)臂前部連接“凹”字形構(gòu)件,在上相應(yīng)于楔形鋼板開孔的位置,開孔用來固定需要安裝的鋼板、支座等,確保穩(wěn)定、牢固、安全。利用挖掘機(jī)臂和斗均可靈活彎曲、升降,且可以靈活移動(dòng)的特點(diǎn),安全便捷又經(jīng)濟(jì)實(shí)用。

        圖4 加長(zhǎng)臂

        為保證混凝土澆筑完成后楔形鋼板和支座能與箱梁緊密相貼,在安裝過程中制作了升降架,以模板作為底座支撐,由千斤頂控制升降,將楔形鋼板與箱梁頂緊,再與4 根預(yù)埋螺栓錨固。四角厚度根據(jù)箱梁縱橫坡確定,保證安裝后鋼板底面保持水平,使用環(huán)氧樹脂與植入螺栓將楔形鋼板于梁底黏牢和錨固(見圖5、6、7)。

        圖5 安裝楔形鋼板

        安裝支座(見圖8)、墊石高度根據(jù)現(xiàn)場(chǎng)實(shí)際箱梁底橫坡縱坡和實(shí)測(cè)墩頂高程確定。通過墊石鋼板下方可調(diào)螺桿調(diào)節(jié),對(duì)支座給予一定預(yù)壓力,保證楔形鋼板、橡膠支座、墊石間緊密相貼,以確保支座在運(yùn)營(yíng)過程中受力。支座上下均與楔形鋼板和墊石通過環(huán)氧樹脂黏結(jié)牢固。

        圖6 安裝楔形鋼板

        圖7 千斤頂頂緊楔形鋼板

        圖8 橡膠支座安裝

        安裝完成后必須保證支座下鋼板距梁底的垂直距離,這是施工過程中必須控制嚴(yán)格控制的關(guān)鍵工序。為保證墊石的位置牢固,墊石下的螺桿預(yù)先與墩柱鋼筋焊接,焊點(diǎn)要測(cè)量準(zhǔn)確,同時(shí)利用新增墩柱的鋼筋作為支撐,用鋼筋制作平臺(tái),平臺(tái)高度經(jīng)過測(cè)量確定,保證墊石標(biāo)高及橡膠支座的高度,墊石和橡膠支座安裝好后,經(jīng)過調(diào)節(jié)螺桿上的螺母,使支座、楔形鋼板與箱梁頂緊。

        最后加工、安裝U 型鋼箍(見圖9)。將經(jīng)下料校平后的鋼板,經(jīng)卷板機(jī)和工裝臺(tái)加工成規(guī)定直徑的半圓形鋼護(hù)套構(gòu)件,每塊鋼護(hù)套加工標(biāo)準(zhǔn)高度為設(shè)計(jì)高度;在每段鋼護(hù)套構(gòu)件距上下邊緣位置處四周各鉆4個(gè)螺栓孔,用螺栓來定位和保證墩柱加固混凝土的厚度;各段鋼板制作完成后,在工廠內(nèi)預(yù)拼裝,對(duì)接頭焊口做好編號(hào)標(biāo)識(shí)。鋼板拼接時(shí),按施工圖及工藝文件檢查坡口尺寸、根部間隙等,如不符合要求應(yīng)處理改正。封閉焊接完成半圓形鋼箍,焊縫進(jìn)行打磨,保證鋼板平整,鋼箍做防銹處理后,涂?jī)杀榄h(huán)氧富鋅漆,鋼箍外涂?jī)杀闇\灰色面漆。

        圖9 墩頂鋼箍安裝

        3.10 混凝土施工

        為確保混凝土振搗密實(shí)和澆筑高度,應(yīng)分段澆筑,但墩柱頂40cm 混凝土受振搗空間限制,采用自密實(shí)混凝土。自密實(shí)混凝土具有高流動(dòng)性、高抗分離性、高間隙通過性和填充性,依靠自重即可通過密集的鋼筋并保持自身的均勻性,各種力學(xué)性能和耐久性能均能達(dá)到普通混凝土的要求,

        考慮到施工現(xiàn)場(chǎng)環(huán)境受限,選用泵車澆筑混凝土?;炷琳駬v采用插入式振搗器配合附著式高頻振搗器進(jìn)行振搗,振搗時(shí)嚴(yán)格控制振搗時(shí)間,既要保證振搗的密實(shí)度,又不能造成漏振過振。在每個(gè)振搗面以混凝土不再下沉、表面泛漿良好為準(zhǔn)。為保證混凝土振搗質(zhì)量,振動(dòng)棒的操作要做到“快插慢拔”,在振搗過程中,可將振動(dòng)棒上、下略微抽動(dòng),保證振搗密實(shí)。當(dāng)混凝土澆筑至距墩柱頂40cm 時(shí),安裝鋼筋網(wǎng)片,安裝鋼筋網(wǎng)片后墩柱頂鋼筋密集空間狹小不便于混凝土振搗,所以使用自密實(shí)混凝土澆筑。自密實(shí)混凝土澆筑在焊接完好無縫的墩頂鋼箍?jī)?nèi),以此滿足模板拼縫不得大于1.5mm 的要求。澆筑時(shí)在范圍內(nèi)盡可能減少分層,使用鋼筋棍進(jìn)行插搗,并用錘子敲擊鋼箍,輔助混凝土流動(dòng)、密實(shí)。澆筑完成后采用無紡布或塑料布覆蓋,灑水養(yǎng)護(hù)14d。

        4 結(jié)語(yǔ)

        墩柱混凝土拆模后,新老混凝土接茬處無裂縫,外觀質(zhì)量良好,強(qiáng)度滿足設(shè)計(jì)及規(guī)范要求??傊?,經(jīng)過精心設(shè)計(jì)、認(rèn)真施工,橋梁加固技術(shù)在該橋得到了成功的應(yīng)用,為今后橋梁加固設(shè)計(jì)、施工積累了經(jīng)驗(yàn)和數(shù)據(jù)參考。

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