淺析橋梁加固粘貼鋼板施工的質(zhì)量控制

魏利強(qiáng)

橋梁結(jié)構(gòu)在受到運(yùn)營(yíng)時(shí)間的不斷推移,混凝土的不斷老化,重車超載的現(xiàn)象普遍存在,施工水平不一產(chǎn)生的質(zhì)量問(wèn)題等因素影響,結(jié)構(gòu)在不堪重負(fù)的狀態(tài)下,會(huì)不斷地尋求釋放點(diǎn),導(dǎo)致自身各部件出現(xiàn)不同程度的病害;其病害的主要表現(xiàn)形式為出現(xiàn)裂縫,對(duì)于橋梁主要構(gòu)件的裂縫,除作封閉或灌膠處理外,還需對(duì)構(gòu)件進(jìn)行粘貼鋼板、粘貼碳纖維布或玻璃纖維布等的加固,以加強(qiáng)構(gòu)件整體性或抗剪強(qiáng)度、改善整體受力狀況等等。而粘貼鋼板加固常用形式為粘貼鋼板條。粘貼鋼板分為粘膠型和灌膠型,對(duì)于粘貼鋼板施工的質(zhì)量控制,作者認(rèn)為主要從以下幾個(gè)方面進(jìn)行控制。應(yīng)編號(hào),為確保無(wú)誤,進(jìn)行鋼板的預(yù)安裝,若出現(xiàn)偏差導(dǎo)致孔位無(wú)法一一對(duì)應(yīng),可用鋼管適當(dāng)調(diào)整螺桿端部位置,但不宜過(guò)大調(diào)整影響灌膠厚度;如偏差過(guò)大應(yīng)重新鉆孔,直至全部吻合為止,鋼板重新鉆孔宜縱向位移,以免影響鋼板條整體受力。c.質(zhì)量控制。量測(cè)錨栓孔位應(yīng)對(duì)應(yīng)鋼板定位線逐孔量測(cè),即每孔應(yīng)有獨(dú)立數(shù)據(jù),不宜將孔位串聯(lián)量測(cè)數(shù)據(jù),否則容易出現(xiàn)多孔或全部孔位偏差(如圖1所示,L1和 B1,L2和B2分別對(duì)應(yīng)孔位放樣);出現(xiàn)局部孔位偏差后,如需重新對(duì)鋼板鉆孔,操作工人為省工時(shí),往往采用氣割開孔,將會(huì)影響鋼板粘貼質(zhì)量和孔位偏大影響錨固質(zhì)量等。

1 施工基本順序

灌膠型:施工放樣→植(化學(xué))螺栓→鋼板現(xiàn)場(chǎng)配套打孔→鋼板預(yù)安裝→混凝土基面及鋼板粘貼面處理→安裝鋼板→封邊→封邊密實(shí)性檢查→灌注膠體→固化檢查→鋼板表面防腐處理→驗(yàn)收。粘膠型:施工放樣→植(化學(xué))螺栓→鋼板現(xiàn)場(chǎng)配套打孔→鋼板預(yù)安裝→混凝土基面及鋼板粘貼面處理→鋼板抹膠及緊固安裝→固化檢查→鋼板表面防腐處理→驗(yàn)收。

2 各工序施工方法及質(zhì)量控制

1)施工測(cè)量放樣。根據(jù)設(shè)計(jì)圖紙的要求并結(jié)合現(xiàn)場(chǎng)測(cè)量定位,在需粘貼加固的混凝土表面對(duì)鋼板進(jìn)行定位放樣,并利用鋼筋探測(cè)儀查明混凝土內(nèi)部鋼筋或鋼絞線的分布情況,結(jié)合設(shè)計(jì)圖要求,對(duì)螺栓孔位采用十字線定位放樣。放樣應(yīng)盡可能的精確,以避免鉆孔時(shí)碰及鋼筋和鋼絞線需反復(fù)改變孔位。

2)植(化學(xué))螺栓。a.植筋(螺栓)。植螺栓通常有植筋膠和化學(xué)錨栓植入兩種,注入的植筋膠必須根據(jù)產(chǎn)品使用說(shuō)明書,按照正確的方法配制;膠體要注滿孔洞的2/3左右,以保證植筋孔內(nèi)膠體飽滿。b.固化、檢驗(yàn)。在規(guī)定的植筋膠固化時(shí)間內(nèi)不得擾動(dòng)鋼筋,否則需重新植入;植筋后2 d～3 d可隨機(jī)抽檢,檢驗(yàn)可用千斤頂、錨具、反力架及壓力表組成的檢測(cè)系統(tǒng)作拉拔試驗(yàn),檢測(cè)數(shù)值應(yīng)滿足《混凝土化學(xué)植筋(螺栓)工藝質(zhì)量標(biāo)準(zhǔn)及驗(yàn)收規(guī)程》的規(guī)定。c.質(zhì)量控制。實(shí)際施工操作中容易出現(xiàn)以下情況:操作工人在鉆孔時(shí)若碰及鋼筋或鋼絞線,為節(jié)省工時(shí),未達(dá)到設(shè)計(jì)孔深即結(jié)束鉆孔,導(dǎo)致孔深不足;在清孔時(shí)未反復(fù)清孔或未用丙酮充分擦拭孔壁,殘留灰塵將膠體與孔壁隔離;注入孔內(nèi)膠體不足,錨栓插入孔中未見膠體溢出;以上幾點(diǎn)均會(huì)直接導(dǎo)致錨栓抗拔力不足,影響加固效果。

3)鋼板打孔及預(yù)安裝。a.鋼板打孔。根據(jù)錨栓位置及鋼板定位線,精確量測(cè)錨栓孔位并記錄,并在擬裝鋼板粘貼面上放樣鉆孔,孔位放樣采用十字線,鉆孔設(shè)備宜采用臺(tái)鉆或剪板沖床。合理選用鉆頭大小,鉆出的孔徑宜略大于螺桿直徑,為鋼板安裝留有一定空間。b.鋼板預(yù)安裝。將鉆好孔的鋼板與粘貼位置對(duì)

4)混凝土基面及鋼板粘貼面處理。a.混凝土基面處理。混凝土剝落處理:先清理混凝土破損基面,鑿除松散混凝土;然后對(duì)外露銹蝕鋼筋進(jìn)行除銹,直至露出金屬光澤;再將混凝土基面或缺陷部分用清水清洗干凈,使基面保持干燥、無(wú)雜物;最后采用環(huán)氧混凝土對(duì)混凝土剝落位置進(jìn)行修補(bǔ),修補(bǔ)混凝土必須與原混凝土保持平整、密實(shí)。混凝土表面(粘貼面)處理:在需粘貼加固的混凝土表面鑿除2 mm～5 mm厚的表層砂漿及碳化層,使堅(jiān)實(shí)的混凝土石外露,并形成平整的粗糙面,表面不平處應(yīng)用尖鑿輕鑿整平,再用鋼絲刷刷毛,剔除表層疏松物,最后用無(wú)油壓縮空氣吹除表面粉塵或清水沖洗干凈,待完全干燥用脫脂棉蘸丙酮擦拭表面。b.鋼板粘貼面處理。將鋼板條用方木支架架空平放,用磨光砂輪機(jī)或鋼絲刷磨機(jī)對(duì)粘貼面進(jìn)行除銹和粗糙處理,打磨粗糙度越大越好,打磨紋路應(yīng)與鋼板受力方向垂直;打磨完畢后先用干凈棉布將表面灰塵擦除,再用脫脂棉蘸丙酮將鋼板表面擦拭干凈。c.質(zhì)量控制。為避免混凝土基面及鋼板粘貼面打磨產(chǎn)生的灰塵污染已處理好的粘貼面,打磨和清理作業(yè)均應(yīng)批量作業(yè);為避免處理好的基面及鋼板粘貼面受到污染,應(yīng)盡量減短停放時(shí)間。

5)鋼板安裝、封邊及密實(shí)性檢查。a.鋼板安裝。將鋼板固定在螺栓上,螺桿處應(yīng)加設(shè)3 mm墊片,以保證鋼板與混凝土表面的間隙在3 mm以上,即灌注膠層的厚度在3 mm以上(墊片厚度視設(shè)計(jì)膠層厚度而定)。并事先在鋼板兩側(cè)邊緣,用砂輪片刻出灌膠管凹槽,灌膠管管徑通常會(huì)大于灌膠層厚度,以便安裝灌膠管且不影響膠層厚度,灌膠管間距一般按0.5 m～1.5 m設(shè)置,并且在鋼板的最頂部必須設(shè)置一灌膠排氣孔,以便空氣排出。b.封邊及密實(shí)性檢查。封邊:按照膠體產(chǎn)品說(shuō)明書要求的比例配制封邊膠,將灌膠管用封邊膠粘結(jié)在刻好的凹槽上,在鋼板最頂部插入排氣管,然后封閉鋼板所有邊緣及錨栓孔位置,完成封邊。密實(shí)性檢查:待封邊膠完全固化后(固化時(shí)間一般在6 h～12 h之間),封閉灌膠管及頂部排氣管,并在鋼板邊緣涂抹肥皂水,用無(wú)油壓縮空氣接入底部灌膠管,檢查所有封邊膠部位是否冒泡,如有則在冒泡位置重新封邊再檢測(cè),直至完全符合為止。c.質(zhì)量控制。施工中操作人員容易用鐵絲替代上述螺桿墊片,鐵絲在螺栓擰緊過(guò)程中容易掉落,影響膠層厚度的控制;施工人員往往忽視鋼板最頂部排氣管的設(shè)置,會(huì)導(dǎo)致鋼板頂部局部未灌滿膠體即結(jié)束灌膠作業(yè),影響粘貼效果。鋼板打磨清理完畢后,應(yīng)及時(shí)進(jìn)行鋼板安裝及封邊,合理安排工序,盡量減少打磨好的鋼板在大氣中的暴露時(shí)間。

6)灌膠及固化檢查。a.灌膠。按照膠體產(chǎn)品說(shuō)明書要求的比例配制粘貼膠,用壓力泵將膠體從最底部灌膠管開始灌注,當(dāng)上一排灌膠管有膠體流出時(shí),即封閉下一排灌膠管,改由上一排灌膠管進(jìn)行灌注,由此類推,直至最頂部排氣管冒膠后將其封閉,再以較低壓力維持10 min以上,灌注完成。b.固化檢查。在鋼板灌膠(粘貼)完成24 h后,用小錘輕輕敲擊鋼板表面,從音響上判斷膠體密實(shí)效果,若發(fā)現(xiàn)鋼板內(nèi)膠體空洞面積大于10%,則此灌注(粘貼)鋼板無(wú)效,應(yīng)剝下重新灌注(粘貼)。c.質(zhì)量控制。根據(jù)鋼板灌膠作業(yè)的快慢程度,合理安排鋼板安裝封邊批量,避免大量囤積未灌注鋼板,導(dǎo)致鋼板粘貼面產(chǎn)生銹斑,影響粘貼效果;灌膠作業(yè)中,當(dāng)上一排灌膠管冒膠時(shí)隨即封閉下一排灌膠管,封閉動(dòng)作應(yīng)連貫,避免其撤離注膠管后冒膠過(guò)多,造成鋼板內(nèi)膠體產(chǎn)生空洞。

7)鋼板表面防腐處理。將鋼板非粘貼面噴砂處理St2.5級(jí)后進(jìn)行單面鍍鋅(熱噴鋅)80 μ m以上,用鍍鋅層取代上述三種漆層,具有操作方便、工序簡(jiǎn)化、不受現(xiàn)場(chǎng)環(huán)境影響及質(zhì)量監(jiān)督環(huán)節(jié)少等優(yōu)點(diǎn),且批量鋼板條將在鍍鋅工廠操作,鋅層厚度等質(zhì)量有保證。目前此種防腐處理方式在京珠高速?gòu)V珠段橫瀝、海隆與東河特大橋維修加固工程得到應(yīng)用,防腐效果較好。

3 結(jié)語(yǔ)

本文針對(duì)目前橋梁加固施工中常見的粘貼鋼板施工工藝,對(duì)鋼板粘貼各工序操作進(jìn)行了敘述,列出了施工中容易出現(xiàn)的問(wèn)題,并提出了解決方法和控制措施;對(duì)每道工序均列舉了質(zhì)量控制點(diǎn),基本上解決了粘貼鋼板加固施工常見的質(zhì)量控制難點(diǎn)。本文在最后還推薦了鋼板單面鍍鋅的防腐處理新工藝,并且已在部分加固工程得到了應(yīng)用,效果良好。

[1] JTG H11-2004,公路橋涵養(yǎng)護(hù)規(guī)范[S].

[2] JTG J23-2008,公路橋梁加固施工技術(shù)規(guī)范[S].

[3] 中國(guó)鐵道科學(xué)研究院.京珠高速公路廣珠段橫瀝、海隆與東河特大橋維修加固工程施工圖設(shè)計(jì)[Z].2009.

[4] 馮永利.淺談橋梁加固[J].山西建筑,2008,34(2):326-327.