蘇賢芬

（貴州橋梁建設(shè)集團(tuán)有限責(zé)任公司，貴州 貴陽(yáng) 550001）

0 引言

高強(qiáng)環(huán)氧灌漿料加鋼板加固技術(shù)是一種實(shí)用性較高的修復(fù)加固技術(shù)，該技術(shù)不受橋梁上部荷載的影響，可在不妨礙正常交通通行的條件下完成對(duì)橋梁的修復(fù)和加固，并達(dá)到理想的加固效果。對(duì)高速公路以及交通量較大的重要交通要道的橋梁加固極為有利，可有效避免阻斷交通帶來(lái)的不良影響，保證車輛的正常通行。

1 工程概況

某橋梁工程，引橋邊跨和次邊跨位置底板混凝土出現(xiàn)剝離質(zhì)量問題，同時(shí)底板位置因保護(hù)層破壞，部分縱向受力鋼筋及箍筋直接暴露在潮濕環(huán)境中，且已開始銹蝕，嚴(yán)重威脅交通安全。為有效確保結(jié)構(gòu)安全性、穩(wěn)定性，通過環(huán)氧灌漿料加鋼板的加固方式對(duì)箱梁底板實(shí)施補(bǔ)強(qiáng)處理。

2 工藝原理

高強(qiáng)環(huán)氧灌漿料加鋼板加固技術(shù)是應(yīng)用較為廣泛的橋梁加固技術(shù)，通過M14 高強(qiáng)化學(xué)錨栓將鋼板及工字鋼固定在病害梁底，然后在梁底和鋼板中間設(shè)置鋼筋，并用環(huán)氧封邊膠對(duì)周圍實(shí)施密封處理，再通過注漿機(jī)進(jìn)行自流環(huán)氧砂漿灌注，待環(huán)氧砂漿徹底凝固后便能與梁體形成整體結(jié)構(gòu)，在增大梁體截面積的基礎(chǔ)上，有效增大了結(jié)構(gòu)剛度和強(qiáng)度，從而全面提升橋梁整體的安全性和可靠性。

3 施工技術(shù)要點(diǎn)

3.1 材料及設(shè)備要求

（1）高強(qiáng)環(huán)氧灌漿料加鋼板加固技術(shù)的主要施工材料見表1。

表1 主要施工材料

（2）材料質(zhì)量檢查要點(diǎn)見表2。根據(jù)施工規(guī)范要求，分別對(duì)鋼板、環(huán)氧砂漿、化學(xué)錨栓等原材料進(jìn)行隨機(jī)取樣檢查，確定材料各項(xiàng)性能滿足施工要求。該項(xiàng)目著重針對(duì)壓注型PG-MX 環(huán)氧砂漿進(jìn)行檢測(cè)。具體檢測(cè)指標(biāo)及標(biāo)準(zhǔn)要求如表2所示。

表2 壓注型環(huán)氧砂漿技術(shù)指標(biāo)

（3）梁底加固采用的主要施工機(jī)具見表3。

表3 主要施工機(jī)械設(shè)備

3.2 梁底加固分區(qū)

（1）實(shí)施梁底鋼腹板加固主要?jiǎng)澐譃槠邆€(gè)區(qū)段，如圖1所示；區(qū)段1：沿橋長(zhǎng)方向，1號(hào)橋墩前后各5m、總計(jì)10m；區(qū)段2~7：沿1、2號(hào)跨橋長(zhǎng)方向，于底板和腹板交接部位。

圖1 梁底加固區(qū)段

（2）實(shí)際分區(qū)加固方案如表4所示。

表4 梁底加固方案

3.3 原梁底鑿毛

（1）采用人工鑿毛對(duì)梁底進(jìn)行處理，對(duì)平整度不符合要求的位置采用尖鑿輕微整平，必要時(shí)可用打磨機(jī)進(jìn)行打磨。

（2）用空壓泵氣管清除表面浮塵，并用清水沖洗干凈。

（3）采用人工除銹的方式對(duì)病害位置處露出的鋼筋進(jìn)行除銹。

3.4 植入錨栓

（1）錨孔定位及鉆孔。在需要灌注加固混凝土的部位標(biāo)明錨孔具體位置（鋼板縱向間隔25cm一道），采用梅花形布置。鉆孔要盡可能躲開內(nèi)部鋼筋。

（2）錨孔清孔。嚴(yán)格按照下列要求對(duì)錨孔實(shí)施清孔：①次數(shù)不低于3次；②錨孔內(nèi)壁不得有污漬；③錨固部位要平整。

（3）安裝錨栓。錨栓安裝必須牢固、穩(wěn)定，保證注漿過程中鋼板牢靠、不松動(dòng)。避免在固化過程中擾動(dòng)錨栓，降低黏結(jié)效果。

3.5 鉆孔植筋

（1）鋼筋定位、鉆孔：鉆孔前，通過鋼筋探測(cè)儀確定出橋梁植筋區(qū)域的內(nèi)部鋼筋位置，也可通過剔除保護(hù)層的方式找出鋼筋位置；鉆孔過程中如遇到鋼筋或預(yù)埋構(gòu)件要停止鉆進(jìn)，適當(dāng)調(diào)整鉆孔位置。

（2）清理孔壁、鋼筋：采用錨栓清孔的方式對(duì)鉆孔及鋼筋實(shí)施清理。

（3）植筋：在待加固的梁底位置沿縱向每間隔500mm植入3根直徑為10mm的L形鋼筋，采用梅花形布置。植入深度不低于10cm。植筋及鋼筋安裝過程如圖2所示。

圖2 植筋和鋼筋安裝

（5）采用專用膠槍進(jìn)行植筋膠灌注施工，嚴(yán)格控制注膠量，以孔深的2/3 為宜，同時(shí)確保插入鋼筋后有少量膠液溢出。

（6）植筋膠灌注后立即順時(shí)針旋轉(zhuǎn)并插入鋼筋，直至插入鉆孔底部，滿足設(shè)計(jì)深度要求；同時(shí)確保鋼筋位于鉆孔中央位置，并進(jìn)行適當(dāng)調(diào)整，確保垂直度滿足要求。植筋膠徹底凝固前，禁止擾動(dòng)鋼筋，以保證其黏結(jié)效果。

3.6 安裝橫向鋼筋和縱向鋼筋

（1）1#橋墩后5m 范圍加固。在兩根工字鋼中間區(qū)域設(shè)置4 根直徑為16mm 的螺紋鋼筋，間隔500mm 設(shè)置一道直徑8mm 的分布筋，與前期植入的L 形鋼筋進(jìn)行綁扎，使其形成一個(gè)整體。

（2）各腹板下寬度0.9m 加固位置。鋼腹板內(nèi)縱向設(shè)置8 根直徑為16mm 的螺紋鋼筋。間隔500mm 設(shè)置一道直徑8mm 的分布筋，與前期植入的L 形鋼筋進(jìn)行綁扎，使其形成一個(gè)整體。

3.7 安裝工字鋼和U形鋼板

（1）1#墩前后5m 范圍加固。在指定位置設(shè)置工字鋼，并和前期植入的化學(xué)錨栓有效連接，工字鋼底面和混凝土粘貼面涂刷環(huán)氧膠實(shí)施密閉處理，然后牢固焊接鋼板和工字鋼。

（2）各腹板下寬度0.9m 加固位置。在設(shè)計(jì)部位進(jìn)行U 形鋼腹板的分段安裝，各連接部位采用焊接方式，并采用環(huán)氧膠對(duì)其周邊位置實(shí)施密封。U 形鋼板施工效果圖如圖3所示。

圖3 U型鋼板施工效果圖

（3）鋼腹板端頭位置實(shí)施焊接處理，并保證其密封性能，同時(shí)將U 形鋼板和1#墩前后5m 范圍加固的工字鋼牢固焊接在一起。并在鋼板表面預(yù)留注漿孔和注漿嘴。

（4）鋼板焊接質(zhì)量。施工中確保鋼板焊縫飽滿。焊接完成后采用環(huán)氧封邊膠對(duì)其實(shí)施密閉處理，保證其密閉性能，確保注漿時(shí)漿液不會(huì)外漏。①所選用的焊接材料必須與母材匹配；②焊接厚鋼板時(shí)，因溶池溫度過高，焊道填充金屬較多，易產(chǎn)生內(nèi)應(yīng)力變形；③焊縫接頭嚴(yán)禁在外加的作用下進(jìn)行焊接，防止產(chǎn)生內(nèi)應(yīng)力而引起延遲裂紋；④焊縫的寬度應(yīng)溶滿坡口邊緣1～2mm，焊縫高度應(yīng)滿足設(shè)計(jì)要求，如無(wú)要求時(shí)，焊縫高度不超過3mm。角焊縫的焊腳高度應(yīng)與較薄一側(cè)鋼材厚度一致；⑤焊接好后的焊縫表面不得有氣孔、裂紋、夾渣、焊瘤、咬邊等現(xiàn)象。對(duì)于飛濺的金屬顆粒應(yīng)清除干凈。

3.8 灌注環(huán)氧砂漿

（1）注漿試驗(yàn)

正式進(jìn)行注漿前要進(jìn)行注漿試驗(yàn)，由試驗(yàn)效果來(lái)確定有關(guān)施工參數(shù)，以有效檢驗(yàn)漿液和原結(jié)構(gòu)混凝土接觸面的結(jié)合效果。

試驗(yàn)具體分為兩部分：試驗(yàn)一（見圖4）：應(yīng)用同種施工方式在梁底及最外部腹板位置制作三個(gè)規(guī)格為150mm×150mm的水泥砂漿試塊，并實(shí)施拉拔試驗(yàn)，以通過試驗(yàn)數(shù)據(jù)來(lái)分析灌注質(zhì)量；試驗(yàn)二（見圖5）：采用同種施工方式在梁底位置設(shè)置1m×1m的試驗(yàn)段實(shí)施對(duì)比試驗(yàn)。

圖4 試驗(yàn)一

圖5 試驗(yàn)二

（2）安裝注漿嘴

分別在鋼腹板兩端及中間位置設(shè)置4個(gè)注漿嘴。注漿嘴采用管徑為40mm 的鋼管加工而成，將其與鋼板上預(yù)留的注漿孔完全對(duì)接并焊牢，鋼管上部安裝D40通徑球閥，充當(dāng)控制開關(guān)使用。

（3）拌制環(huán)氧砂漿

結(jié)合PG-MX 灌注用環(huán)氧砂漿的相關(guān)參數(shù)進(jìn)行環(huán)氧砂漿拌制；實(shí)際拌制比例為PG-SIV 粉料∶河沙∶PGMX 膠料=100∶100∶（25～30），拌制應(yīng)充分?jǐn)嚢瑁员ＷC拌制質(zhì)量。

（4）開始注漿

①注漿前對(duì)全部控制開關(guān)進(jìn)行全面檢查，確保處于開放狀態(tài)。

②注漿時(shí)對(duì)中部注漿嘴及機(jī)身運(yùn)轉(zhuǎn)狀況進(jìn)行實(shí)時(shí)檢查，若注漿機(jī)出現(xiàn)負(fù)荷增大、轉(zhuǎn)速變慢、機(jī)身晃動(dòng)等現(xiàn)象，要及時(shí)變換注漿孔，將注漿管移至中部注漿孔完成注漿作業(yè)。

（5）保壓注漿

待孔內(nèi)氣體全部排出后，將最底端注漿閥門關(guān)閉，在注漿機(jī)正常運(yùn)轉(zhuǎn)的情況下持續(xù)注漿1min，然后將注漿機(jī)及閥門關(guān)閉，確保構(gòu)件內(nèi)部壓力穩(wěn)定。

（6）注漿完成

注漿完成后及時(shí)對(duì)構(gòu)件周圍密封位置進(jìn)行檢查，如未出現(xiàn)漏漿則注漿完成；如出現(xiàn)漏漿現(xiàn)象需進(jìn)行二次密封，并保壓注漿，保證注漿密實(shí)。

3.9 鋼板表面防腐處理

通過檢測(cè)確定注漿固化密實(shí)度滿足要求后，拆除全部注漿嘴及導(dǎo)氣管。并對(duì)鋼板實(shí)施徹底清理，對(duì)裸露在空氣中的鋼板實(shí)施防銹、防腐處理。

5 結(jié)語(yǔ)

該橋梁加固工程歷時(shí)60d，經(jīng)建設(shè)單位、設(shè)計(jì)單位及檢測(cè)單位現(xiàn)場(chǎng)檢測(cè)驗(yàn)收，各項(xiàng)指標(biāo)均滿足規(guī)范及設(shè)計(jì)要求，取得了顯著效果：（1）經(jīng)試驗(yàn)確定，灌注的環(huán)氧漿料能有效實(shí)現(xiàn)與舊梁底的有效結(jié)合，大幅增加了梁體的截面積，并在極大程度上提升了梁體的承載能力和耐久度；（2）鋼板安裝施工不需要阻斷交通，不影響正常交通通行，灌漿過程可在通行量較小的時(shí)段進(jìn)行；（3）該加固方式主要應(yīng)用于橋梁底部，受天氣影響較小，陰雨天氣可正常作業(yè)，能保證工期，從而降低施工成本。