常用橋梁加固維護方法施工工法要點研究

岳叢俊

(山西省交通科學(xué)研究院，山西太原 030006)

0 引言

從2008年JTG/T J22-2008公路橋梁加固設(shè)計規(guī)范和JTG/T J23-2008公路橋梁加固施工技術(shù)規(guī)范正式實施后，粘貼鋼板、粘貼碳纖維材料、體外預(yù)應(yīng)力、增大截面等橋梁加固維護方法得到了廣泛的應(yīng)用。但不同的施工企業(yè)在具體的施工細(xì)節(jié)上存在很大差異，有的并不一定能使應(yīng)用的加固維護方法最終實現(xiàn)設(shè)計初衷。筆者在工程實踐過程中，通過實驗觀察分析和同現(xiàn)場技術(shù)人員、作業(yè)工人交流探討，總結(jié)出一些施工要點，在項目實施以前列入施工工法，并作為質(zhì)量控制依據(jù)，取得了良好的效果。

1 混凝土基面的處理

1)裂縫的處治(封閉或灌縫)、粘貼鋼板和粘貼碳纖維布要求混凝土基面是平整的，用角磨機打磨直至打磨出混凝土骨料斷面，并用毛巾蘸丙酮清洗灰塵，要求最后指觸無粉塵。2)粘貼碳纖維布對混凝土基面平整度要求較高，不能有超過3 mm的凹點，包括角磨機打磨所形成的痕跡。否則底膠在該處容易形成滴瘤，不利于后續(xù)碳纖維布的刮抹施工。如果有凹點，應(yīng)先行用修補膠修補平整。3)粘貼預(yù)應(yīng)力錨固鋼板的基面要求為堅實的毛糙面。先用切割機在需處理區(qū)域切割1 cm深，1 cm2單元格的網(wǎng)格線，然后用鑿除設(shè)備將每個單元格逐個鑿除。用鐵刷和角磨機去掉松散層和混凝土細(xì)牙，形成堅實的混凝土毛面。4)粘貼預(yù)應(yīng)力錨固鋼板的混凝土基面處理區(qū)域要比錨固鋼板設(shè)計尺寸大5 mm，一方面考慮錨固鋼板的加工尺寸誤差，另一方面是為了讓切割機在處理區(qū)域邊緣保證1 cm的切割深度。在粘貼鋼板時，可以用鋼板四周擠出的膠劑將多出來的溝槽抹平。5)粘貼預(yù)應(yīng)力錨固鋼板的混凝土基面平整度要求在5 mm以內(nèi)，因為錨固鋼板的厚度較大，不易變形，粘貼鋼板的膠層在5 mm以上的區(qū)域會產(chǎn)生流動，從而引起粘貼空洞。6)如果混凝土基面處有滲水現(xiàn)象，要先行處理滲水，待基面干燥后再進(jìn)行粘鋼操作。有效的一個處理滲水的方法是:打孔放水后，往孔內(nèi)注入滲透結(jié)晶型防水材料，使其在內(nèi)部形成防水層，保證該粘鋼區(qū)域的干燥。

2 膠料的配置

1)膠料的配置要求嚴(yán)格按比例配置。稱量工具必須在施工現(xiàn)場，且必須使用電子秤，以滿足小批量配膠的要求。2)要求施工人員在鋼板上涂抹膠料后報驗現(xiàn)場質(zhì)量監(jiān)督員檢查膠料攪拌質(zhì)量，保證膠料不同組分混合均勻。3)膠料的攪拌不能使用轉(zhuǎn)速過快的電鉆帶動攪拌器攪拌，否則容易在膠料中形成氣泡影響膠層密實度。

3 錨栓施工

1)粘貼鋼板加固的鋼板錨栓不建議簡單采用膨脹螺栓。因為膨脹螺栓的機械原理使得錨栓在加壓錨固后，在梁體內(nèi)形成空腔，破壞了原梁體結(jié)構(gòu)，而且在粘貼鋼板時，如果膨脹螺栓遇上梁體本身鋼筋無法植入，將影響該膨脹螺栓位置的加壓效果，從而導(dǎo)致鋼板粘貼空洞。建議采用化學(xué)錨栓進(jìn)行粘貼鋼板的施工，先行植入化學(xué)錨栓，再根據(jù)化學(xué)錨栓的位置在鋼板上放樣打孔，再進(jìn)行試安裝，最后在鋼板上涂抹粘鋼膠后，進(jìn)行加壓粘結(jié)。鋼板上打孔采用磁力鉆等鋼板打孔設(shè)備，不得使用電焊槍熔穿的方式打孔。2)在梁體鉆錨栓孔時，鉆孔深度誤差應(yīng)控制在3 mm范圍內(nèi)，在鉆頭上標(biāo)記深度位置時應(yīng)考慮除去鉆頭尖的長度。鉆孔過深，會使螺母錨固段不夠;鉆孔過淺，會造成螺母已經(jīng)擰到螺紋盡頭，而螺母還未壓緊鋼板的情況。3)經(jīng)試驗，錨栓孔的直徑應(yīng)比錨栓直徑大4 mm為宜，如錨栓為螺紋鋼，錨栓直徑應(yīng)考慮加入螺紋高度。鉆孔直徑過大，植入錨栓后，錨栓中心線位置在重力作用下下移;鉆孔直徑過小，在注入植筋膠后，會因氣體無法排出而使錨栓無法插入。4)在梁板體底面鉆孔植錨栓，在錨固膠劑初始固化過程中，錨栓會在重力作用下下滑一段距離，從而減少有效錨固長度和在梁體內(nèi)形成空腔。需預(yù)先加工1 cm長的楔形鋼塊楔入錨栓孔和錨栓之間的空隙，以固定錨栓在固化初期不隨重力下滑。5)在穿透梁體進(jìn)行對拉螺栓的施工時，要注意螺栓孔的垂直度問題，尤其是在梁體變截面部位穿透打孔，可加工電錘支架使得鉆頭中心線始終垂直于梁體縱向中心面。如果螺栓端部和要錨固鋼板因某些原因存在一定角度，要使用楔形墊圈調(diào)整，以保證螺母能充分壓緊鋼板。6)對拉螺栓的錨栓采用注膠法錨固，即將對拉螺栓插入清理好的鉆孔中，兩端使用封閉膠封堵，并在一端埋入注膠管，另一端埋入出氣管，從注膠管注膠直至出氣管有膠液流出。注膠管應(yīng)埋在螺栓下方，而出氣口埋在螺栓另一端上方。7)錨栓孔在梁體的放樣如遇梁體內(nèi)構(gòu)造鋼筋和預(yù)應(yīng)力主筋，應(yīng)向旁邊進(jìn)行調(diào)整，但有兩個問題需要注意:錨栓孔向鋼板邊緣方向移動時，應(yīng)保證鋼板上對應(yīng)的錨栓孔邊緣離鋼板邊緣的距離在8 mm以上;另外如果錨固鋼板上焊接有其他構(gòu)件時，應(yīng)避免調(diào)整后的錨栓孔與鋼板上的其他構(gòu)件位置相沖突，還要保證鋼板錨栓孔的邊緣與其他構(gòu)件的焊縫邊緣距離在5 mm以上。8)錨栓孔注入2/3的植筋膠后，錨栓應(yīng)慢慢旋轉(zhuǎn)植入，植入速度太快，孔內(nèi)氣體急速涌出，會帶出大量植筋膠從而影響錨栓孔內(nèi)植筋膠的飽滿度。

4 鋼材的加工和粘貼

1)粘貼的鋼板需要焊接其他構(gòu)件時，厚度在5 mm以上的鋼板必須選用中板，不得使用開平板，否則在焊接過程中變形較大，而使鋼板粘貼面不平整。2)鋼板的粘貼面應(yīng)打磨出金屬光澤，打磨紋理與受力方向垂直，如打磨后暫時不粘貼，可采用保鮮膜覆蓋粘貼面，以延遲粘貼面再次被空氣氧化。3)如果需要粘貼的鋼構(gòu)件形狀比較復(fù)雜，膠層涂抹法不能保證鋼板下膠層密實不出現(xiàn)空洞時，應(yīng)選用注膠法施工。

5 裂縫處治

1)封閉裂縫的膠層厚度應(yīng)在2 mm以上，否則起不到封閉效果。2)灌注裂縫推薦采用低壓慢滲法，不建議采用高壓灌注法。實踐表明，高壓灌注法灌注效果不理想，嚴(yán)重時可能會增加裂縫的寬度。采用低壓慢滲法所要遵循的一個重要原則是，注膠嘴的埋設(shè)和注膠順序要保證裂縫內(nèi)空氣能順利排出。需要灌注的裂縫在封閉并埋設(shè)注膠嘴以前，應(yīng)用氣吹吹掉縫內(nèi)的灰塵和雜質(zhì)。裂縫的端頭一定要埋設(shè)一個注膠嘴作為排氣孔，注膠嘴的埋設(shè)間距以10 cm為宜。注膠針管在注膠嘴上間隔安裝，未安裝注膠針管的注膠嘴如有膠液溢出，要及時用堵頭封堵。

6 防水問題

如果在邊梁粘貼鋼板部位處于橋面排水孔下方，應(yīng)接長橋面排水孔，將水流引往別處，避免橋面排水沿梁側(cè)壁漫流長期腐蝕所粘貼的鋼板。

7 結(jié)語

橋梁加固維護方法都以原有橋梁結(jié)構(gòu)作為基體，需要注重施工細(xì)節(jié)，加強施工工法的研究，讓加固維護方案的設(shè)計意圖得以體現(xiàn)，才能使得原有橋梁性能得到恢復(fù)或加強，同時也是橋梁加固維護施工隊伍的專業(yè)性體現(xiàn)。