G309線湟水河橋加固施工技術、施工工藝淺析

李永宏

(甘肅省臨夏公路管理局,甘肅臨夏 731100)

G309線湟水河橋加固施工技術、施工工藝淺析

李永宏

(甘肅省臨夏公路管理局,甘肅臨夏 731100)

由于行車密度及車輛載重越來越大,加之湟水河橋維修加固前結構陳舊老化、破損,病害嚴重,危及行車安全。通過維修加固,該橋目前運營狀況正常。

橋梁加固 施工技術 施工工藝

G309線湟水河橋維護加固工程開工日期2011年6月21日,交工日期2011年10月10日,總工期112日歷天。該工程各分項工程的施工順序為：拆除橋面鋪裝及欄桿;拱波破碎部位修補;主拱肋及橫系梁加固;腹拱圈扶正及維修加固;側墻裂縫修補及涂刷水泥漿;橋面鋪裝及伸縮縫安裝;人行道及欄桿更換;橋頭兩端道路維修及警示欄桿安裝。

1 橋梁概況

1.1 橋梁現狀

湟水河橋位于甘肅省臨夏州永靖縣境內G309線K2300+137處,是永靖縣城至達川通道上的一座重要橋梁。該橋始建于1968年,1969年建成并交付使用,該橋原設計荷載為汽-13,拖-60級,橋梁全長214．24m,寬度為5．5m+2×0．45m,橫坡為1．5%。上部結構為4-45m等截面懸鏈線空腹式雙曲拱,全斷面為四肋三波,沿橋縱向每肋間共設15道12號槽鋼橫系梁,拱波為1/2．85的圓弧拱,腹拱矢跨比為1/2,下部為空腹式U形橋臺,明挖擴大基礎,橋墩為圓端形實體墩,沉井基礎。經過42年的的運營,因交通量增大和車輛載重增加,病害嚴重,對該橋的安全性造成了嚴重威脅。

1.2 橋梁加固前狀況評定

該橋整體性不好,橫向聯系薄弱,橋面防水功能差,拱底滲水,主拱變形嚴重,主拱拱頂下沉,拱軸線變形,部分拱波被壓碎,側墻開裂,腹拱錯位,橋梁線形呈波浪形,人行道欄桿破損,不能滿足交通需要。

1.3 橋梁維修加固技術指標

1.4 加固方案

(1)拱肋鋼箱梁加固;(2)橫系梁增加和補強加固;(3)腹拱圈扶正;(4)拱波環氧樹脂修補;(5)橋面鋪裝層更換和伸縮縫更換;(6)側墻裂縫修補及涂刷水泥漿;(7)人行道及欄桿更換。

2 主要加固施工技術、施工工藝

湟水河橋橫跨湍急的湟水河,橋梁凈空較高,橋下河水湍急,主拱施工中采用安裝施工掛藍進行作業,技術人員根據施工荷載以及橋梁凈高、橋面寬度等因素,自行設計加工了四套安全便捷的掛藍行走設備和掛籃懸吊設備,并搭設操作平臺進行拱肋加固及橫系梁加固施工。對于腹拱圈扶正加固、拱波環氧樹脂修補以及側墻裂縫修補和涂刷水泥漿防腐處理,施工中主要采用定位局部搭設腳手架和小型掛籃懸吊等措施進行施工。

圖1

圖1

圖2

圖3

2.1 主拱加固

主拱采用肋底鋼套箍+鋼箱肋加固的方法,在主肋肋底沿縱向粘貼H型型鋼構件,H型鋼構件由兩塊寬225mm的鋼板和一塊寬300mm的鋼板焊接而成,安裝完H型構件用寬度320mm的鋼板封口在底部形成封閉的鋼箱結構,鋼板均采用厚度為6mm Q235A型鋼板。粘貼在肋底的鋼板沿橋縱向采用膨脹螺栓進行錨固,腹板兩側鋼板用雙頭螺栓進行錨固,在原橫系梁處增設寬為200mm的鋼板,將該鋼板和鋼箱焊接為整體,在新增橫系梁的下方也采用同樣的錨固鋼板,并和鋼箱焊接為整體。

2.1.1 工藝流程(圖1)

2.1.2 施工要點

(1)表面處理。1)鋼板表面打磨除銹露出金屬光澤,打磨紋路與鋼板受力方向垂直,再做除糙處理,然后用酒精或丙酮清洗鋼板表面油污并保持干燥。在鋼板上鉆灌膠孔、排氣孔和錨固孔,鉆錨固孔從鋼板中間開始。注膠孔根據鋼板尺寸、灌注膠類型等進行布置。2)打磨砼表面除去表面風化層直至完全露出新鮮面,對于破壞嚴重的部位對其進行修補后找平沖洗烘干。梁體在鉆孔前探明鋼筋位置并作標記,當鉆孔與鋼筋位置沖突時適當調整孔位,按調整孔位安裝鋼板。鉆孔清理干凈,保持干燥,不得有油污。

(2)粘貼鋼板。1)膠黏劑質量應滿足《公路橋梁加固設計規范》

(JTG/T J22-2008)第4章規定,并按照產品供應商提供的工藝要求配置膠黏劑;2)用密封膠密封鋼板邊緣及錨固螺栓,在灌膠孔和出氣孔上安裝灌膠嘴并用密封膠粘結,并通氣進行防漏試驗。如有漏氣現象,應對漏氣處進行修補密封。3)防漏試驗成功后,以不小于0．1MPa的壓力壓入膠黏劑,當出氣孔有膠液流出時彎折塑料管,用鋼絲捆扎,等待下一出氣孔膠液流出;如鋼板過長,下一出口很久沒有膠液流出,即將灌注口密封后,在下一出氣口繼續灌注,當所有排氣孔出現膠液后停止加壓,并用封邊膠封堵,再以較低壓力維持10分鐘以上。

(3)鋼板焊接。1)焊接前對所焊鋼板進行檢查,焊件是否平整,拼接是否密實,檢查各種焊接設備是否良好,焊接材料是否符合工藝要求。焊劑和焊條在使用前均應烘干,焊劑中的臟物和焊絲上的油漆均作清除。2)施焊采用手工焊。焊條直徑不大于4mm,每焊道的焊角尺寸不大于4mm,前一焊道溫度冷卻至100度以后,施焊下一道,焊條類型使用520電焊條。3)焊接完畢,仔細檢查焊縫質量。4)所有焊縫均采用45°坡口焊縫。

城中，槍聲還在繼續。木排上的戰士們望著城中槍響的方向，心里說不出的悲傷。這時，一名戰士發現躺在身邊的夏國忠哼了一聲，他轉頭看去，夏國忠嘴里涌出一股血，隨即停止了呼吸。

(4)鋼板防腐。先將裸露在外面的鋼板表面除銹,再用丙酮或酒精除去油污,然后在鋼板表面涂刷底漆一遍,中間漆一遍,面漆一遍。

2.2 橫向聯系補強加固

2.2.1 原橫系梁補強

通過在原橫系梁周圍植筋,生成鋼筋網,澆筑高為350mm,寬為250mmC30砼橫系梁來補強,并在砼橫系梁下緣粘貼并錨固一塊20cm寬的鋼板,和加強拱肋的鋼箱焊接,形成整體。植筋采用Ф22螺紋鋼,焊接鋼筋采用Ф16螺紋鋼,混凝土采用C30混凝土,全橋共有180道原橫系梁,全部進行加固。

(1)植筋施工流程(圖2)

(2)施工操作要點及技術要求。1)確定植筋位置：按設計要求確定植筋位置并在砼表面標識出來。鉆孔前用鋼筋探測儀探測橋梁構件植筋部位鋼筋位置,若植筋孔處存在鋼筋,則適當調整鉆孔位置。2)鉆孔：使用專門的鉆孔設備在原砼上按設計位置鉆孔,孔徑大于鋼筋直徑4-6mm。3)清孔：鉆孔完畢后用高壓氣吹出灰塵,同時采用高壓水沖洗并用鋼絲刷清理,第二次采用高壓氣吹出清洗的水并用濕布擦去灰塵。4)注膠：孔干燥后,用手動注射槍開始注入植筋膠。膠從孔洞底部開始慢慢往上注,使孔內空氣排出,注膠量為孔洞的2/3,并保證在植入鋼筋后有少許膠溢出。5)植筋：用鋼絲刷清除鋼筋表面的鐵銹,并用砂紙打磨出金屬光澤,然后將鋼筋慢慢的旋入孔內,直至端頭頂入孔底部,并保證植入鋼筋與孔壁間隙基本均勻,校正鋼筋的位置和垂直度。6)靜止固化。鋼筋植入后需要至少靜止固化24小時,期間不得觸動或振動。

2.2.2 新增橫系梁加固

每隔兩道原橫系梁的位置增設一道新橫系梁,每跨增設12道,全橋共增設48道。在新增橫系梁的下方也采用主拱加固方法錨固鋼板并和鋼箱焊接為整體。

2.3 側墻裂縫修補

當裂縫寬度小于0．15mm時,可采用自然滲透法,直接用橡皮滾子或滾動粉筆刷縫材料,使膠液充分吸收,且裂縫內含膠液飽滿。當裂縫寬度大于0．15mm時,采用環氧粘合劑,用低壓裂縫注入器將高分子樹脂修補材料緩慢持續的壓入裂縫中。

2.3.1 裂縫灌漿施工工藝流程(圖3)

2.3.2 裂縫修補施工工藝及要點

(1)對裂縫的位置、數量、長度進行全面調查核實,對裂縫進行編號并記錄;(2)沿裂縫對砼表面進行處理,處理范圍沿裂縫走向寬30mm～50mm,清除松散灰漿、砂粒、油污,使砼表面保持干凈,密實灌漿過程中,裂縫應處于干燥狀態;(3)裂縫灌膠嘴沿裂縫走向間隔200～300mm,在裂縫端部、裂縫交叉處增設灌膠嘴,貫穿性裂縫需要做開槽處理,且兩端都埋設注膠嘴;(4)灌封前逐一加壓檢查灌膠嘴的連通和裂縫的密閉效果,即做防漏試驗,試漏須待封縫膠有一定強度時進行;(5)灌縫用膠應嚴格按照產品提供單位提供的技術要求進行拌合,準確稱量各組成材料并均勻攪拌。灌縫膠配置好后應盡快將其注入裂縫中,并在該產品規定的使用期內使用完畢;(6)灌縫施工在產品規定溫度下進行。灌膠順序：豎縫自下而上,平縫從一端到另一端;(7)縫隙全部注滿后按所用產品的要求進行養護,待灌封膠液固化后,拆除灌膠嘴,并對砼表面進行打磨整平。(8)對橋梁側墻、立柱及邊肋肋外緣涂刷2mm厚的水泥漿。

2.4 腹拱扶正就位

錯位的腹拱圈要進行扶正,并用植筋的辦法進行錨固,使其位置保持穩定。腹拱圈加固只對橋10個三鉸拱進行植筋加固。植筋采用Ф16螺紋鋼,在植筋處加設6mm厚10×10cm的鋼板作墊板,對腹拱圈進行加固。

3 結語

G309線湟水河橋維修加固工程屬于舊橋綜合加固項目,加固分項工程多、加固工藝復雜。施工中涉及到了封閉裂縫、植筋、鋼板粘貼、混凝土補強加固等多項加固施工工藝,施工難度較大,工藝復雜。因此,施工管理者嚴把工程質量關,是順利完成施工任務的重要保證。經過檢測部門的鑒定,湟水河橋維修加固工程滿足設計文件要求,其外觀質量及維修加固后的強度、剛度、混凝土強度等技術指標均滿足設計要求和使用要求,上部結構的承載力有較大幅度的提高,能夠滿足汽—20級荷載要求。該橋目前運營狀況正常,加固效果良好。其加固施工技術、施工工藝值得總結記取。

[1]G309線湟水河橋維修加固工程施工圖設計.

[2]G309線湟水河橋維修加固工程施工圖設計變更.