淺談鋼波紋板加固施工在橋涵中的應(yīng)用

趙玨亮

【摘? 要】為有效提升橋涵的承載能力，延長橋涵的使用壽命，最有效、最經(jīng)濟、最環(huán)保的方法之一就是采用鋼波紋板加固橋涵的方法。舊橋涵加固過程無須對上部結(jié)構(gòu)進行改變，加固工期短，造價低，加固完成后即可通車運行，并且加固后的橋涵可以使其承載能力提升為新建的設(shè)計承載力。

【Abstract】In order to effectively improve the bearing capacity of bridges and culverts and extend the service life of bridges and culverts， one of the most effective， economical and environmental protection methods is to use steel corrugated plate to reinforce the bridges and culverts. In the process of strengthening old bridges and culverts， there is no need to change the superstructure， the reinforcement period is short， the cost is low， and after the completion of the reinforcement， the bridges and culverts can be opened to traffic， and the reinforced bridge culvert can make its bearing capacity to improve to the newly built design bearing capacity.

【關(guān)鍵詞】鋼波紋板加固施工;橋涵;應(yīng)用

1 引言

隨著我國迎來了大范圍的橋梁老化現(xiàn)象，再加上受到設(shè)計標準落后、施工監(jiān)管不到位、養(yǎng)護不力以及車輛超速超載、混凝土出現(xiàn)滲水及內(nèi)部腐蝕、外界自然環(huán)境等因素影響，使這些橋涵加速老化或出現(xiàn)結(jié)構(gòu)性損傷而導(dǎo)致承載能力大幅降低，最終提前達到使用壽命成為危橋。可見，我國未來的橋涵安全形勢不容樂觀。為了確保公路橋涵的安全運營，對危舊橋涵進行有效的加固處理，并采用合理的加固方法是目前一個普遍關(guān)注的熱點問題。鋼波紋板加固橋涵方法具有工藝簡單和成本較低的特點。本文采用鋼波紋板加固橋涵的方法，有效提升橋涵的承載能力，延長橋涵的使用壽命。

2 采用鋼波紋板加固橋涵的特點及使用范圍

①從本質(zhì)上，加固結(jié)構(gòu)有效降低因橋梁結(jié)構(gòu)內(nèi)部微破損對結(jié)構(gòu)承載能力造成的影響，避免結(jié)構(gòu)內(nèi)部微破損對結(jié)構(gòu)承載能力的影響。②結(jié)構(gòu)形式的轉(zhuǎn)變，無論加固前的結(jié)構(gòu)形式怎樣，加固后的結(jié)構(gòu)為鋼波紋板混凝土結(jié)構(gòu)。③加固后的橋涵可以使其承載能力提升為新建的設(shè)計承載力。④采用拼裝工藝進行施工，具有施工工藝簡單、施工工期短、無需使用大型設(shè)備、無需改變橋涵的上部結(jié)構(gòu)，施工完成后即可通車運行等優(yōu)點，并且與傳統(tǒng)外包砼工藝相比，施工難度和成本將大大降低，還減少了養(yǎng)護工序，提高了工作效率。⑤鋼波紋板拱可通過集中工廠化生產(chǎn)，有利于降低成本和控制質(zhì)量，還能減少水泥、塊片石、碎石、砂等建筑材料的用量，防止施工周邊的環(huán)境受到污染。⑥有利于改善因軟土、膨脹土、濕陷性黃土等特殊地基結(jié)構(gòu)而造成橋涵不均勻沉降的問題，提高了橋涵的公路服務(wù)性能。

在防災(zāi)、救災(zāi)、應(yīng)急、搶險等方面具有無可替代的作用。根據(jù)我國已建鋼波紋板橋涵與相同截面鋼筋混凝土橋涵結(jié)構(gòu)所作的經(jīng)濟性分析比較，對于跨徑3m以上的涵洞以及各種跨徑小橋，可節(jié)省直接投資20%～30%。

3 主要材料

3.1 混凝土

①水泥：應(yīng)采用高品質(zhì)的強度等級為42.5、52.5的普通硅酸鹽水泥。②粗骨料：應(yīng)采用連續(xù)級配，碎石宜采用錘擊式破碎生產(chǎn)。碎石最大粒徑不宜超過20mm，以防混凝土澆筑困難或振搗不密實。③自流平混凝土：由水泥、礦粉、細骨料、粗骨料、膨脹劑、外加劑、水組成。

自流平混凝土攪拌時間要長于普通混凝土15min以上。

3.2 鋼材

鋼板質(zhì)量應(yīng)分別符合現(xiàn)行國家標準GB/T 700—2006《碳素結(jié)構(gòu)鋼》和GB/T 1591—2018《低合金高強度結(jié)構(gòu)鋼》的規(guī)定。鋼材的基本性能指標應(yīng)符合現(xiàn)行行業(yè)標準JTJ 025—1986《公路橋涵鋼結(jié)構(gòu)及木結(jié)構(gòu)設(shè)計規(guī)范》和國家標準GB 50017—2017《鋼結(jié)構(gòu)設(shè)計規(guī)范》的規(guī)定。

3.3 界面劑

混凝土缺損修補時在舊混凝土與修補用砂漿間涂界面劑，界面劑相關(guān)性能須符合GB 50728—2011《工程結(jié)構(gòu)加固材料安全性鑒定技術(shù)規(guī)范》4.7.1條規(guī)定。

3.4 錨固件及鋼板

錨固件使用的鋼螺桿應(yīng)采用全螺紋非焊接螺桿，鋼材等級應(yīng)為Q345B級。

4 施工工藝流程

裂縫處理→植筋→安裝鋼波紋板→側(cè)墻混凝土澆筑→波紋板頂自流平混凝土澆筑。

4.1 裂縫處理

①對縫寬度<0.l5mm的裂縫，無論縫寬大小，在進行裂縫的灌膠過程中一并封閉，根據(jù)不同裂縫情況，封閉前先對裂縫部位進行處理，然后用封縫材料將裂縫表面封閉。封閉材料固化后必須有效地將裂縫封閉，防止水汽侵入，銹蝕鋼筋。封縫方法：采用ZV膠封縫。具體措施如下：先在裂縫處理面（寬20～30mm）涂一層膠液，后抹一層厚1mm左右、寬20～30mm的膠。抹面膠體時防止產(chǎn)生小孔和氣泡，刮平整，保證封閉可靠。②裂縫灌膠處理。第一，對所有寬度δ≥0.l5mm的裂縫采用化學灌膠處理。第二，對混凝土表面進行處理，清除松散灰漿、砂粒、油垢，使混凝土表面保持干凈。灌縫過程中，裂縫須處于干燥狀態(tài)。第三，灌縫用膠必須按所選用產(chǎn)品確定試驗的配合比進行拌合，準確稱量各組成材料并攪拌均勻。灌縫膠配好后，應(yīng)盡快將其注入裂縫中，并在該產(chǎn)品規(guī)定的適用期內(nèi)使用完畢。③混凝土缺陷修補。第一，混凝土病害處理前，使用高壓水射流對待處理基面進行清洗，去除混凝土表面松動腐蝕表層，利于清晰檢查基面病害。第二，對于外露銹蝕鋼筋，進行高壓水射流或鋼絲刷進行除銹，之后涂刷阻銹劑。第三，對于結(jié)構(gòu)出現(xiàn)的裂縫，在基面清洗后重新檢查其寬度，若裂縫寬度在0.15mm以下，則直接使用裂縫封縫膠對其進行封閉處理，若裂縫寬度在0.15mm以上，則采用裂縫膠注膠處理。第四，混凝土空洞、蜂窩麻面等缺陷在使用聚合物砂漿修復(fù)前，需要對原基面進行去除松動腐蝕表層處理，在新舊混凝土結(jié)合面處涂刷混凝土界面劑。④破損修復(fù)。第一，滲水泛堿維修方案。對梁體及墩臺滲水泛堿嚴重區(qū)域進行鑿除，并用聚合物砂漿進行修補以恢復(fù)原結(jié)構(gòu)尺寸。第二，蜂窩麻面維修方案。對梁體蜂窩麻面區(qū)域進行鑿除，并用聚合物砂漿進行修補以恢復(fù)原結(jié)構(gòu)尺寸。第三，局部混凝土破損維修方案。對與梁體及墩臺局部混凝土破損嚴重區(qū)域進行鑿除，并植入牽釘及鋼筋網(wǎng)，再用聚合物砂漿灌注。

注意事項：在混凝土缺損修補時在舊混凝土與修補用砂漿間涂界面劑。

4.2 植筋

裂縫處理完成后，對板底和墩臺身進行鑿毛，并對板底和混凝土墩臺身進行鉆孔植筋，植筋的位置和規(guī)格嚴格按照設(shè)計圖的布設(shè)方法進行布設(shè)，在植入混凝土的鋼筋部分要涂植筋膠，保證植筋牢固。

4.3 安裝鋼波紋板

波紋板采用200×55的波形波紋板，板厚5mm，Q345鋼材，外鍍鋅84um以上。波紋板每環(huán)寬度為1.3m，環(huán)與環(huán)之間搭接通過單排高強螺栓連接，板與板之間通過雙排高強螺栓連接。涵洞基礎(chǔ)與波紋板采用角鋼連接，角鋼尺寸為L190×180×5，在基礎(chǔ)澆筑混凝土時預(yù)埋地錨，用于固定角鋼。角鋼與波紋板及涵洞基礎(chǔ)采用M20高強螺栓連接，波紋板頂采用C30自流平混凝土填筑，兩側(cè)采用C30普通混凝土填筑。

4.4 混凝土填充

①整個加固混凝土分三次澆筑，第一次為C30基礎(chǔ)混凝土，第二次為C30側(cè)墻部分混凝土，最后一次澆筑C30自流平混凝土。所有混凝土均采用泵送。②澆筑自流平混凝土施工工藝：第一，對舊橋板鉆通直徑2cm的孔，孔數(shù)共為2個，每個孔均設(shè)于半副中間，以便于觀測混凝土澆筑過程。第二，混凝土進入板底前自行加工進料斗，料斗最小容積為0.5m3，以便施工。第三，在混凝土施工完畢后6h之內(nèi)，對車輛進行疏導(dǎo)分流或走便道，盡量減少行車對混凝土的影響。

5 施工注意事項及總結(jié)

①要檢查鋼波紋板固定是否牢固，混凝土振搗是否密實，防止出現(xiàn)砼外觀質(zhì)量差、鋼波紋板拼接不規(guī)范、成型后線形不順暢等問題。②在對波紋板頂采用C30自流平混凝土填筑施工前，要仔細檢查波紋板螺絲孔和模板縫隙封堵情況，及時采取措施，防止嚴重漏漿情況的發(fā)生。③鋼波紋板加固橋涵使其結(jié)構(gòu)受力更合理，荷載分布均勻，并提高了整體的抗變形能力。

因此，采用鋼波紋板加固危舊橋涵是一種值得推廣和借鑒的加固方法。