某大跨徑鋼筋混凝土拱橋的加固實(shí)例

鄒 玉 生

(山西省吉縣公路管理段，山西 吉縣 042200)

壺口大橋位于國(guó)道309線K1293+512處吉縣境內(nèi)，該橋設(shè)計(jì)荷載汽車—20級(jí),為1-90 m鋼筋混凝土拱橋，橋梁全長(zhǎng)142 m，全寬8.5 m，設(shè)計(jì)荷載汽—20，掛—100，承載能力相對(duì)較低。經(jīng)過10余年的運(yùn)營(yíng)，橋梁部分主體結(jié)構(gòu)及附屬設(shè)施出現(xiàn)了不同程度的病害。采用主拱圈全斷面加鋪10 cm厚鋼筋混凝土套箍加固，對(duì)銹蝕的鋼板進(jìn)行防腐處理，對(duì)有脫落跡象的鋼板進(jìn)行補(bǔ)焊；對(duì)拱圈所有滲水部位進(jìn)行處理，對(duì)裂縫灌漿封閉，對(duì)腹拱板連接縫的混凝土剝落部位進(jìn)行灌封閉膠，并在伸縮縫端增設(shè)牛腿；拆除更換損壞、缺失的護(hù)欄，修補(bǔ)護(hù)欄缺失的部分構(gòu)件，對(duì)護(hù)欄基礎(chǔ)露筋、混凝土剝落進(jìn)行修補(bǔ)等措施對(duì)該橋進(jìn)行加固改造處理。加固處理措施分為以下幾種。

1 主拱圈加固

1)鑿除拱箱拱底連接處的泛堿混凝土，深度0.5 cm～1 cm，至新鮮混凝土面露出，用環(huán)氧砂漿補(bǔ)平。對(duì)于滲水的部位采用鉆孔插入直徑15 mm，長(zhǎng)度為80 mm的PVC管，外露20 mm，PVC管插入箱體部分鉆以小孔，以利于透水。2)對(duì)裂縫及混凝土剝落部位灌封閉膠。3)對(duì)鋼板銹蝕部分進(jìn)行防腐處理，并對(duì)部分有脫落跡象的鋼板進(jìn)行補(bǔ)焊。4)在主拱兩側(cè)近端部的4孔腹拱內(nèi)的主拱圈頂面，采用全斷面加鋪10 cm厚C40鋼筋混凝土套箍加固。鉆孔植筋后，采用綁扎鋼筋網(wǎng)，其橫向間距為150 mm的Φ10鋼筋，順橋向間距為150 mm的Φ12鋼筋以增強(qiáng)主拱圈整體性，改善受力條件。5)混凝土澆筑用商混，采用泵送澆筑。施工前，先把主拱圈頂部打毛處理，將舊混凝土面濕潤(rùn)，然后植筋，綁扎鋼筋網(wǎng)，支側(cè)模，澆筑時(shí)采用從下往上澆筑，人工分層振搗，待初凝后灑水覆蓋塑料薄膜養(yǎng)護(hù)，養(yǎng)護(hù)不小于7 d。

2 腹拱圈及橫墻加固

對(duì)腹拱圈所有滲水部位進(jìn)行處理；對(duì)裂縫采用結(jié)構(gòu)膠封閉;對(duì)腹拱板連接縫的混凝土剝落部位進(jìn)行灌漿勾縫，并在伸縮縫端增設(shè)牛腿，防止腹拱板落梁。

根據(jù)裂縫寬度分別進(jìn)行抹縫、灌縫處理。橫墻基礎(chǔ)有偏位的，植筋后現(xiàn)澆15 cm厚C35混凝土，處理高度150 cm。

2.1 裂縫封閉

1)裂縫檢查。修補(bǔ)前對(duì)裂縫進(jìn)行詳細(xì)檢查記錄。

2)開V型槽。用工具沿裂縫開深8 mm～15 mm、寬5 mm～10 mm的V型槽。用高壓空氣將槽內(nèi)的浮塵清除。

3)接觸面處理。用丙酮等清洗劑沿縫長(zhǎng)洗刷V型槽，由于丙酮具有高度易燃性,必須嚴(yán)格按照規(guī)范規(guī)定使用。清洗完畢后，對(duì)接觸面進(jìn)一步進(jìn)行處理。

4)封縫。將配置好的砂漿，用力均勻填滿V型槽。填塞一定要飽滿。

5)表面處理。待砂漿徹底固化后，對(duì)裂縫表面進(jìn)行清潔、去毛刺，并用角磨機(jī)對(duì)裂縫表面進(jìn)行打磨，使其平整。

2.2 裂縫灌注

1)準(zhǔn)備工作。a.在灌注前，要對(duì)需要修補(bǔ)部位的裂縫進(jìn)行詳細(xì)的檢查，并做好記錄，對(duì)裂縫病害進(jìn)行分析，大致掌握所用材料量及裂縫現(xiàn)狀。b.在裂縫兩側(cè)30 mm～50 mm之內(nèi)進(jìn)行工作面處理，用工具沿縫鑿成深2 mm～4 mm，寬4 mm～10 mm的V型槽，并鑿毛裂縫內(nèi)混凝土的表面。鑿除完畢后，如有外露鋼筋，則需要對(duì)它進(jìn)行除銹處理。c.隨后除掉V型槽及裂縫周圍及表面的松散雜物，用高壓空氣清除槽內(nèi)浮塵。d.將槽周圍用清洗劑進(jìn)行清洗，最后擦拭并晾干。2)封縫。同時(shí)封閉壓漿區(qū)域內(nèi)的裂縫，防止相互貫通導(dǎo)致的跑氣跑膠。用毛刷涂刷一層環(huán)氧樹脂漿液，涂刷要平整均勻，防止出現(xiàn)氣孔和波紋，再用封縫膠封閉。

3 植筋

1)按圖紙要求，測(cè)量放線定出植筋位置，做好標(biāo)記。

2)用鋼筋探測(cè)儀探測(cè)橋梁構(gòu)件，確定植筋部位的鋼筋位置；若需植筋位置存在鋼筋，應(yīng)適當(dāng)調(diào)整鉆孔位置。

3)根據(jù)植筋鋼筋的直徑和深度選擇合適的鉆頭進(jìn)行鉆孔。鉆孔直徑應(yīng)大于植入鋼筋的直徑5 mm，成孔的深度應(yīng)大于設(shè)計(jì)深度8 mm。

4)成孔后，首先把橋梁構(gòu)件表面的粉塵除掉，然后用電動(dòng)毛刷把孔壁上的浮塵刷掉，最后再用高壓空氣通入孔底，將孔內(nèi)浮塵徹底清除。

5)孔內(nèi)及孔壁不允許殘留水和油等液體。在進(jìn)行植筋前，要對(duì)孔內(nèi)及孔壁進(jìn)行干燥處理，處理完畢后，才能進(jìn)行植筋。

6)清孔：用蘸丙酮等清洗劑的棉刷反復(fù)刷洗孔壁，直到孔壁的浮塵完全粘到棉刷上。當(dāng)棉刷刷臟后應(yīng)換新棉刷，不允許用臟棉刷反復(fù)清洗，以保證孔壁完全清潔。用清孔膠清孔。待孔內(nèi)丙酮完全揮發(fā)后，使用在現(xiàn)場(chǎng)按照比例配制的清孔膠清孔。先給孔內(nèi)注入適量膠體，然后用鋼筋充分?jǐn)嚢?，直到把孔壁上的浮塵全部粘在膠體上，此時(shí)清孔完成。

7)鋼筋加工：下料前，先去除鋼筋上的鐵銹，油漬等雜物，然后按照設(shè)計(jì)尺寸下料。加工嚴(yán)格按配料表進(jìn)行，配料表須注明需加工鋼筋的型號(hào)、形狀、尺寸及使用部位和數(shù)量。

8)植入：當(dāng)所有準(zhǔn)備工作都完成后，此時(shí)可以進(jìn)行植入鋼筋工序。先給孔內(nèi)注入達(dá)孔深2/3量的植筋膠，然后慢慢、勻速轉(zhuǎn)動(dòng)植入鋼筋。植入的鋼筋必須植到底。當(dāng)鋼筋完全植入并穩(wěn)定后，將遺留在洞外多余的植筋膠及時(shí)刮掉。

9)廢孔及缺陷處理：施工中如果出現(xiàn)廢孔或結(jié)構(gòu)構(gòu)件缺損，插入鋼筋，并采用高于構(gòu)件混凝土一個(gè)強(qiáng)度等級(jí)的水泥砂漿填密實(shí)。

4 在伸縮縫端增設(shè)牛腿

在腹拱圈內(nèi)搭設(shè)牛腿施工腳手架，支架高度以方便施工為宜，施工人員進(jìn)入支架在伸縮縫端牛腿尺寸范圍內(nèi)鑿毛、植筋、綁扎鋼筋，支模、澆筑混凝土，澆筑完成后及時(shí)進(jìn)行養(yǎng)護(hù)。

5 采用高性能復(fù)合砂漿對(duì)主拱圈破損、麻面等缺陷進(jìn)行處理

1)清理。對(duì)主拱圈出現(xiàn)的蜂窩麻面、松散、剝落等缺陷的部位以及鋼筋外露區(qū)域，人工鑿除同時(shí)采用氣動(dòng)工具將松散、破損的混凝土清除干凈，直至露出堅(jiān)硬的表面，保證需要處理部位無油污、灰塵等雜物；

2)對(duì)于深度不小于10 cm或面積不小于100 cm2的缺損部位，在其表面鑿成鋸齒狀，要鑿至能夠看見混凝土粗骨料的堅(jiān)實(shí)層；清理時(shí)，不要損傷梁體原有鋼筋；

3)高性能復(fù)合砂漿材料要求：是一種新型無機(jī)材料，具有強(qiáng)度高、收縮小，與混凝土黏結(jié)性能好等優(yōu)點(diǎn)，根據(jù)試驗(yàn)確定材料的配合比；

4)在清理完成以及鋼筋除銹處理完畢后，采用高性能復(fù)合砂漿對(duì)缺損部位進(jìn)行修補(bǔ)，要求修補(bǔ)后的結(jié)構(gòu)表面平整密實(shí)，不松散；

5)修補(bǔ)完畢后，應(yīng)及時(shí)做好養(yǎng)護(hù)工作，確保高性能復(fù)合砂漿表面平整、光潔、無裂縫。

6 結(jié)語(yǔ)

通過對(duì)大跨徑鋼筋混凝土箱型拱橋加固施工的難點(diǎn)和重點(diǎn)進(jìn)行分析,提出了對(duì)主拱圈套箍加固、混凝土剝落及裂縫處理的技術(shù)方案及施工過程,為同類橋梁的加固施工提供了借鑒。通過如上加固措施處理,該橋承載力明顯增強(qiáng),經(jīng)過橋梁專項(xiàng)檢測(cè),達(dá)到了一類橋的標(biāo)準(zhǔn)，實(shí)現(xiàn)了經(jīng)濟(jì)效益和社會(huì)效益雙贏的效果。

[1] 周建廷.鋼筋混凝土套箍封閉主拱圈加固拱橋研究[J].公路雜志，2002(1):96-98.

[2] 潘寶林,廖 軍,王潤(rùn)建.某大跨徑鋼筋混凝土箱形拱橋的加固技術(shù)研究[J].公路交通科技(應(yīng)用技術(shù)版)，2012(11):43-47.