粘貼鋼板法加固橋跨結(jié)構(gòu)的若干技術(shù)問題

【摘 要】在處理橋跨結(jié)構(gòu)裂縫病害的方案中，粘貼鋼板法應(yīng)用較為廣泛，但由于其質(zhì)控標(biāo)準(zhǔn)不健全等因素，使得部分工程加固效果不理想。筆者結(jié)合工程實例，就粘貼鋼板法加固橋跨結(jié)構(gòu)實施過程中的若干技術(shù)問題進(jìn)行探討。

【關(guān)鍵詞】橋跨結(jié)構(gòu);裂縫;粘貼鋼板

Some technique problem glued to stick a steel plate method to reinforce bridge to across structure

Li Wei

(Fuyang City highway engineering limited liability company Fuyang Anhui 236112)

【Abstract】Glue to stick a steel plate method application in the processing bridge across the structure crack the disease harm of the project more extensive， but because of its quality control standard not sound etc. factor， make the parts of engineering reinforce effect ignore to think.The writer combine the engineering solid example， glue to stick a steel plate method to reinforce bridge to across a structure implement process in of some technique problem carry on study.

【Key words】The bridge across structure;Crack;Glue to stick steel plate

1. 引言

由于國民經(jīng)濟(jì)的飛速發(fā)展，交通運輸量大幅度增長，行車密度及車輛載重越來越大，大多數(shù)運營多年的公路橋梁尤其是中小橋逐漸出現(xiàn)各種病害，橋跨結(jié)構(gòu)裂縫是較為突出的病害表現(xiàn)，部分橋梁的裂縫已超出規(guī)范標(biāo)準(zhǔn)，開裂處有鋼筋銹蝕嚴(yán)重，橋面通過重車時振動較大，明顯感覺到梁體撓度增大，嚴(yán)重影響橋梁通行安全。粘貼鋼板法因其在技術(shù)性、經(jīng)濟(jì)性、運營影響程度等多方面的優(yōu)勢，在橋跨結(jié)構(gòu)加固中應(yīng)用較為廣泛，但由于其加固實施過程缺乏量化指標(biāo)控制、質(zhì)量控制及檢評標(biāo)準(zhǔn)不健全，使得加固作業(yè)隨意性較大，部分工程加固效果不理想。為規(guī)范加固作業(yè)的操作過程，提高加固效果，現(xiàn)就粘貼鋼板法加固橋跨結(jié)構(gòu)實施過程中的若干技術(shù)問題進(jìn)行探討。

2. 工程概況

阜臨路八十里河橋為省道102路線上，上部結(jié)構(gòu)為單孔16米普通鋼筋混凝土空心板，基礎(chǔ)及下部結(jié)構(gòu)為擴(kuò)大基礎(chǔ)、重力式墩臺，由于長期超負(fù)荷運營，出現(xiàn)了以下主要病害:

(1)空心板梁底及邊梁梁側(cè)出現(xiàn)多處不規(guī)則橫向細(xì)小裂縫，并有發(fā)展趨勢;

(2)梁底局部出現(xiàn)保護(hù)層脫落露筋現(xiàn)象;

(3)橋面鋪裝出現(xiàn)裂縫;

(4)伸縮縫區(qū)域混凝土出現(xiàn)不同程度的破壞。

在以上主要病害中，梁底裂縫嚴(yán)重影響橋梁通行安全，需作為關(guān)鍵病害進(jìn)行處理，業(yè)主會同專家及設(shè)計人員經(jīng)現(xiàn)場察看后，確定采用粘貼鋼板法進(jìn)行加固。

3. 加固原理

橋跨結(jié)構(gòu)出現(xiàn)裂縫導(dǎo)致承載力下降，采用粘結(jié)劑及錨栓將鋼板粘貼錨固在橋跨結(jié)構(gòu)的受拉緣或薄弱部位，使其與橋跨結(jié)構(gòu)組成整體，部分或整體替代橋跨結(jié)構(gòu)鋼筋的抗拉作用，充分發(fā)揮鋼材抗拉強(qiáng)度高的優(yōu)點。通過鋼板預(yù)拉、調(diào)整撓度等方法，可以更一步提高原橋跨結(jié)構(gòu)的承載能力，達(dá)到理想的加固效果。

4. 加固作業(yè)程序

4.1 準(zhǔn)備工作。

為便于橋跨下作業(yè)，應(yīng)準(zhǔn)備平坦寬敞的作業(yè)面，如橋下有水，需通過圍堰、筑島、搭設(shè)工作平臺等方法實現(xiàn)，為后續(xù)梁底粘貼鋼板及砂漿噴護(hù)工作提供作業(yè)條件。

4.2 混凝土粘貼面處理。

混凝土構(gòu)件應(yīng)先用硬毛刷或鋼絲刷刷除表面污垢，必要時可使用洗滌劑，然后對表面進(jìn)行打磨，磨去2-3mm厚表層，露出新鮮混凝土面，最用壓縮空氣吹凈粉塵。

混凝土粘貼面如有小坑槽需采用環(huán)氧膠泥抹平，如有大面積坑槽或較大空洞，應(yīng)采用小石子環(huán)氧混凝土修復(fù)。環(huán)氧膠泥和小石子環(huán)氧混凝土的配比可參考表1:環(huán)氧類混合料配合比表。

4.3 梁板撓度調(diào)整

該工序的主要目的是通過減小跨中撓度從而減小跨中彎矩，使加固后的梁板在正常受力狀態(tài)下的彎矩首先通過鋼板承受，避免梁板長期處于超應(yīng)力狀態(tài)，防止裂縫進(jìn)一步發(fā)展。

4.3.1 撓度控制指標(biāo)。

按照《橋規(guī)》規(guī)定，對于鋼筋混凝土及預(yù)應(yīng)力混凝土梁式橋，以汽車荷載(不計沖擊力)計算的上部結(jié)構(gòu)跨中最大豎向撓度，不應(yīng)超過L/600，其中L為計算跨徑。如跨中實際撓度大于規(guī)范允許值，必須進(jìn)行撓度調(diào)整，以保證橋梁安全，并充分發(fā)揮粘貼鋼板的作用。

4.3.2 撓度調(diào)整的步驟。

(1)在梁板跨中正下方1米寬度范圍內(nèi)采用碎石鋪墊，碎石墊層需整平夯實，厚度10cm，長度為橋面寬度兩側(cè)各加1米。碎石墊層上鋪設(shè)20cm厚C25混凝土帶，作為梁板頂支的支點，混凝土帶寬度為80cm，長度同碎石墊層。

(2)在混凝土帶上拼接立體鋼桁架，桁架拼接完成后，在橋面上兩側(cè)采用手拉葫蘆整體吊起鋼桁架，在每片鋼桁架中間設(shè)置鋼板凳支撐，鋼板凳上設(shè)千斤頂頂支鋼桁架，鋼桁架上部采用方木頂支在梁板中部，避免鋼桁架直接與梁底接觸，以防止破壞梁底混凝土。

(3)適當(dāng)頂高鋼桁架，通過調(diào)整方木高度或增加木墊板，使所有梁底均與方木密貼，使千斤頂在頂起過程中整跨全部梁板能夠均勻提升，防止絞縫混凝土受剪破壞。

(4)緩慢均勻地頂支鋼桁架，并在橋面跨中部位進(jìn)行高程觀測，跨中高程提升量即撓度減小量按1cm控制。

4.4 錨固鋼板。

4.4.1 加固用鋼板的加工。

加固用鋼板采用3號鋼或16錳鋼為宜，厚度為5mm，長度約為2/3/跨徑，成條帶狀，鋼板的寬度大致與梁板單側(cè)腹板厚度相同，且不宜大于鋼板厚度的50倍。

鋼板下料宜采用工廠自動、半自動切割方法，切割邊緣表面光滑，無毛刺、咬口及翹曲等缺陷。鋼板下料、切割完成后，需對鋼板黏合面進(jìn)行處理，可用噴砂或平砂輪打磨直至露出金屬光澤，打磨紋路應(yīng)與鋼板受力方向垂直，鋼板黏結(jié)面應(yīng)有一定的粗糙度。

4.4.2 鋼帶預(yù)拉。

采用冷拉方法對各條鋼帶進(jìn)行預(yù)拉，以防止鋼帶受力過程中因塑性變形引起應(yīng)力損失。預(yù)拉應(yīng)力按鋼帶的屈服強(qiáng)度控制。

4.4.3 鋼帶錨固。

(1)鋼帶須對稱于跨中進(jìn)行錨固，首先標(biāo)注出鋼帶的錨固位置。

(2)采用植筋法預(yù)埋螺栓。在鉆孔前使用鋼筋探測儀探明鋼筋位置，并作出標(biāo)記，當(dāng)鉆孔與鋼筋位置沖突時，可適當(dāng)調(diào)整孔位進(jìn)行鉆孔。用潔凈的壓縮空氣清除孔內(nèi)粉屑，保持干燥，并不得有油污。

(3)使用透明紙覆蓋在混凝土面上畫出錨栓孔位置，然后覆蓋在鋼板黏合面上用電鉆鉆取相應(yīng)錨栓孔，將鋼板覆蓋到梁板的混凝土黏合面上進(jìn)行孔位交合，如有偏差則對鋼板上的栓孔進(jìn)行修正，并清除栓孔邊緣的毛刺。

(4)使用專用工具埋入螺栓，安裝就位后，螺栓套筒頂端至混凝土表面的距離約為1mm。

(5)使用抹刀將專用膠黏劑均勻地涂抹在清潔的混凝土和鋼帶黏結(jié)面上，且使膠液中間厚邊緣薄，然后將鋼帶貼于預(yù)定位置。粘貼后，用手錘沿黏貼面輕輕敲擊鋼板，如無空洞聲，表明已粘貼密實，否則應(yīng)剝下鋼板，重新補(bǔ)膠粘貼。

(6)安裝螺帽固緊鋼帶，使鋼帶與混凝土表面貼實，以膠液剛從鋼板邊緣擠出為度。在粘貼鋼板及膠漿固化的過程中，應(yīng)進(jìn)行交通管制，避免重載車輛通行。

4.5 防護(hù)處理。

為防止鋼板銹蝕，需先對鋼板進(jìn)行特殊防護(hù)處理。

(1)首先清除鋼板表面的繡斑和塵污，然后涂一層環(huán)氧樹脂薄漿罩面，再涂兩層防繡漆進(jìn)行保護(hù)。

(2)用高壓水沖洗梁底，充分濕潤擬噴表面，以利噴射砂漿與原結(jié)構(gòu)的粘結(jié)。待表面無積水時，即可施噴。

(3)使用砂漿拌噴射機(jī)對梁底進(jìn)行整體砂漿噴護(hù)。

(4)砂漿噴護(hù)層終凝2小時后，及時進(jìn)行噴水養(yǎng)護(hù)。養(yǎng)生時間不少于7d。

5. 質(zhì)量檢驗

對于粘貼鋼板法，目前尚無權(quán)威的質(zhì)量檢驗標(biāo)準(zhǔn)，一般依靠工程經(jīng)驗進(jìn)行質(zhì)量檢驗，主要采用無破損檢驗或現(xiàn)場做粘結(jié)試驗兩種形式。

(1)一般情況下，可采用無破損檢驗法，該方法操作簡便，效果直觀。

主要檢驗方法:外觀檢查鋼板邊緣溢膠狀況，用小錘敲擊鋼板，檢驗鋼板粘結(jié)密實度。

主要技術(shù)要求:錨固區(qū)有效粘結(jié)面積不得小于90%，非錨固區(qū)有效粘結(jié)面積不少于70%。

(2)當(dāng)結(jié)構(gòu)要求較高時，可采用現(xiàn)場粘結(jié)試驗檢驗，該方法檢驗結(jié)果較為精確，但操作復(fù)雜。

主要檢驗方法:首先分別在每塊100×100mm鋼板中心位置焊一根800mm長的鋼筋，而后按粘貼鋼板的工藝要求將三塊鋼板分別粘在混凝土基面上，待膠固化后(72小時)用現(xiàn)場拉拔儀進(jìn)行抗拉和抗剪試驗。

主要技術(shù)要求:如粘鋼試驗破壞發(fā)生在混凝土上，則粘鋼試驗屬于合格或符合設(shè)計要求，否則為不合格。

6. 結(jié)語

粘貼鋼板法與傳統(tǒng)加固方法相比工藝簡單，周期短，能明顯延長橋梁使用壽命，提高橋梁承載力，具有顯著的技術(shù)優(yōu)勢，應(yīng)用前景較為廣泛，目前已有在簡支梁橋、連續(xù)梁橋、剛架拱橋等多種橋型結(jié)構(gòu)加固的應(yīng)用實例。

參考文獻(xiàn)

[1] 《橋梁工程》姚玲森，人民交通出版社

[2] 《公路鋼筋混凝土及預(yù)應(yīng)力混凝土橋涵設(shè)計規(guī)范》(JTG D62-2004)

[3] 《公路橋涵設(shè)計通用規(guī)范》(JTGD60-2004)

[4] 《公路橋梁加固設(shè)計規(guī)范》(JTG/T J22-2008)

[5] 《混凝土結(jié)構(gòu)加固技術(shù)規(guī)范》(CECS25:90)

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[文章編號]1006-7619(2010)07-17-154

[作者簡介] 李偉(1976-)，男， 工程師，安徽渦陽縣人，阜陽市公路工程有限責(zé)任公司。