建筑设计论文:现阶段桥梁加固技术初探

　　某桥于2000年建成通车,主桥上部结构为3一l0预应力混凝土空心板,下部结构为桩柱式薄壁桥台,该桥的桥墩及桥台桩原基础设计均是磨擦桩。在2007年实行桥梁定期检查时,结果查出该桥的1号和2号桥墩的盖梁底部跨中部位左右两幅均出现贯穿裂缝,而且每个梁的I号与3号柱外侧均出现环状裂缝。该桥盖梁为超静定结构,此位置为负弯矩,不应在底部出现裂缝,测量发现1号桥墩右幅盖梁底部共3个点与桥台承台之差比竣工图分别差0.082m、0.106m、0.046m。一月后,该桥盖梁侧面又出现长73cm宽1.2mm的纵向裂缝(盖梁高80cm),两月后,盖梁侧面裂缝发展至1P4跨径且缝宽有所加大,但盖梁底部标高未变化。

　　3病害原因分析

　　该桥设计荷载为汽车-超2O级,挂车一120。实际桥梁上车辆荷载的超载现象非常普遍,有些车毛重已达100t,却仍按常规方式通过。经专家会诊认为是该桥地基承载力不足,导致基础不均匀沉降,引起盖梁桥墩裂缝。

　　4加固措施

　　4.1提高基础承载力

　　该桥原基础设计为摩擦桩。本次采用高压喷射灌浆是在该桥桥墩桩底以下2m范围内采用旋喷方式,在桩身处采用摆喷方式加固地基,使该桥基础由原来的摩擦桩变为支撑一摩擦桩。

　　4.2加固盖梁和桥墩

　　待桥墩压浆完毕,桥梁整体稳定后再进行封闭盖粱与桥墩裂缝,盖梁底部出现裂缝的部位作环氧砼,增加盖梁截面积,盖梁侧面粘贴钢板;桥墩外侧先纵向粘贴碳纤维片,再环向粘贴碳纤维片将裂缝部位封住。

　　5施工方案

　　5.1提高基础承载力

　　此次高压喷射灌浆无论是旋喷还是摆喷均采用四序孔施工。

　　5.1.1施工参数的确定

　　为保证高压喷射灌浆达到设计要求,预先应做高压喷射灌浆实验,待形成固结体后现场开挖,确定施工参数。本工程经试验确定参数如下表:

　　浆液喷射压力/MPa 20～30

　　喷嘴直径/mm3 2.5

　　注浆密度/g/cm 1.4

　　提升速度/cm/min 12

　　摆速/次/min 12

　　摆角/0 45

　　5.1.2机具准备

　　高压喷射灌浆所需机具包括:高压灌浆台车、钻机、高压浆泵、搅灌机、灌浆泵、潜水泵、电焊机、搅灌桶、发电机。

　　5.1.3水泥浆配制

　　水泥浆的质量是压浆质量控制的关键,要求固结体致密且强度满足要求,水泥浆水灰比为1:l。固结体28天抗压强度应大于5MPa。

　　5.1.4高压喷射灌浆工艺流程

　　按设计要求定孔位,将钻机移至钻孑L位置对准孔位,调整机身反复测试无误后开钻。高喷孔采用岩芯钻机泥浆循环造孔。钻机钻至设计深度泥浆护壁提出钻杆,将高喷台车移至孔口将喷射管下到设计深度。按设计要求制备水泥浆,准确测量浆液密度,浆液制备过程中应保持均匀上料,使浆液比重保持在1.4～1.5。喷射管下至设计深度后开始输入符合要求的浆液,待孔内浆液冒出孔口后,即按设计要求的提升速度和旋转速度自下而上开始喷射作业,直至设计的终喷高程,停喷并提出喷射管。若孔口不返浆应停止提升喷管,通过停喷静喷或加大浆液浓度多次反复直至返浆。喷射结束后,应利用回浆或搅制的水泥浆进行回灌,直至孔内液面不下降为止,并及时冲洗喷射管以防堵塞。

　　5.2加固盖梁和桥墩

　　5.2.1封缝处理

　　先用钢丝刷清除裂缝表面的灰尘、浮碴及松散物,确定需要封闭的范围,用气压为0.2MPa的压缩空气清除缝内浮尘,用工业丙酮将裂缝刷洗干净。沿清理好的缝涂一层环氧树脂胶(留出埋设灌浆底座的位置),待胶干后用树脂胶埋设灌浆底座。灌浆材料选用AB一灌浆材料,在干燥或潮湿环境下固化具有收缩性小、强度高、韧性好、可灌性好等特点,浆液配比均有说明。施工顺序:先将配制好的浆液吸人软管,装好注浆器,逐孔灌浆,如单孔不足可取下灌浆器补充后再继续灌注,灌后及时堵死灌浆孔。灌浆完毕待树脂初凝后凿除灌浆底座,并用环氧树脂胶封缝。

　　5.2.2盖梁加固

　　盖梁侧面粘贴的钢板应预先设计尺寸裁出备用,在盖梁侧面放出粘钢位置大样用切割机沿边线切割砼深1cm,然后用钢钎凿毛,剔出带槽。在剔好的槽内按设计锚固间距钻孔,空压机吹净孔内粉尘后用配好的环氧树脂在孔内植人螺栓。根据盖梁预埋螺栓情况确定钢带钻孔位置,用角磨机对钢板黏合面除锈并打出横纹。黏结前用丙酮对钢板黏结面及砼表面进行擦拭,以去除灰尘及油渍。砼表面用毛刷涂一道环氧胶液,钢板黏结面涂抹配好的环氧砂浆,砂浆涂抹宜中厚外薄,均匀一致,然后对准孔位粘合到砼表面。钢板粘好后立即紧固螺母,交替间隔紧固,同时不断轻敲钢板使砂浆扩散,排出气泡,使钢板平整,浆体饱满密实。粘完钢板30h后,用小锤轻敲钢板表面,判断密实程度。如钢板黏结面小于90%应剥下重粘。钢板黏结合格后应及时刷防锈漆。钢板的环氧砂浆固化后,支立模板在盖梁底部浇筑环氧砂浆。环氧砼应浇

　　筑密实,与原砼结为一体。

　　5.2.3桥墩加固处理

　　设计要求桥墩侧面裂缝封缝后先在侧面纵向粘贴两层碳纤维片,再环向粘贴两层碳纤维片。碳纤维片与其他加固方法相比具有高强、耐腐蚀、不增加构件自重、便于施工等特点。加固前对加固桥面进行交通控制,尽可能对加固构件卸荷。对加固底面的砼表层出现的剥落、空鼓、腐蚀等部位应先凿除,用角磨机、砂纸等除去砼表面的浮浆、油污,构件表面打磨平整,转角处打成圆弧状。砼表面清理干净并保持干燥。将底层树脂均匀刷于砼表面,待固化后(以指触干燥为准),再将构件表面凹陷部位用找平胶填平。

　　浸润胶调好后均匀涂于待粘贴部位,将裁好的碳纤维片粘于构件上用滚筒反复滚压去除气泡,将浸润胶充分浸透碳纤维片,待碳纤维片表面指触干燥后可进行下一层的粘贴。在最后一层碳纤维片表面均匀涂抹浸润胶。碳纤维片端部用横向碳纤维片固定。碳纤维片与砼的粘结质量可用手压碳纤维片表面的方法检查,总有效黏结面积不应小于95%,当空鼓面积小于10000mm2时,可用针管注胶的方法进行修补,当空鼓面积大于10000mm2时应将空鼓部位的碳纤维片切除重新搭接等量的碳纤维片,搭接长度不应小于100mm。加固后的碳纤维片表面应涂一层水泥漆进行保护。

　　6.结束语

　　桥梁是公路交通的咽喉,其使用功能的好坏直接影响整条线路的畅通,既有公路中由于受到当时局限的设计、材料、施工加固等各方面的影响，严重制约了公路运输事业的发展,加上不能适应现在交通量飞速增长，使得旧桥检测和旧桥加固技术显得非常迫切。