玻纖套筒加固技術(shù)在橋梁維修中的應(yīng)用

王建超

摘? ? 要：隨著我國經(jīng)濟(jì)、社會(huì)的發(fā)展進(jìn)步，交通壓力越來越大，許多已建成的橋梁出現(xiàn)各種各樣的問題，存在嚴(yán)重安全隱患，威脅著行車及行人安全，橋梁維修加固已經(jīng)成為一項(xiàng)十分重要的工作。作為整座橋梁的根基，下部結(jié)構(gòu)的維修加固成為橋梁維修加固的重要部分。對(duì)比傳統(tǒng)的下部結(jié)構(gòu)維修加固方式，水下玻纖套筒法加固具有其獨(dú)特的優(yōu)勢，掌握和推廣這種方法對(duì)于橋梁墩柱及樁基的維修加固有著重要的現(xiàn)實(shí)意義。

關(guān)鍵詞：維修加固;水下玻纖套筒法

1? 傳統(tǒng)的維修加固方法

目前傳統(tǒng)的橋梁墩柱構(gòu)件加固方法主要有：①增大截面加固法（在原有橋梁墩柱構(gòu)件基礎(chǔ)上，通過補(bǔ)加鋼筋、澆筑新混凝土，使墩柱截面增大，從而提高墩柱承載力，起到加固效果）。②粘貼鋼板加固法（利用結(jié)構(gòu)膠粘貼劑，將尺寸適宜的鋼板粘貼在墩柱表面，使鋼板與墩柱形成統(tǒng)一受力整體，分擔(dān)原墩柱受到的外力，發(fā)揮加固作用，對(duì)于受力偏心較大的構(gòu)件、鋼筋混凝土受彎等情況較為適用）。③粘貼纖維片材加固法（粘貼碳纖維片材加固法與粘貼鋼板加固法基本一致，但是使用的材料不同。這種加固方法使用的碳纖維片材質(zhì)量輕、強(qiáng)度高、抗腐蝕能力強(qiáng)、耐疲勞）。④體外預(yù)應(yīng)力加固法（體外預(yù)應(yīng)力加固法是在墩柱結(jié)構(gòu)之外，加掛預(yù)應(yīng)力鋼撐桿、拉桿的一種技術(shù)，這種方法可以提高墩柱的剛度、承載力，抵消部分恒載，且不會(huì)有疲勞問題，對(duì)豎向裂縫有較好控制效果）。

2? 水下玻纖套筒法加固方法

現(xiàn)在針對(duì)水下樁基和橋墩柱（可以為混凝土樁、鋼樁或木樁）的腐蝕、沖刷、混凝土脫落、鋼筋露筋等病害有一種更好的方法可以用來修復(fù)和加固原有結(jié)構(gòu)，也可以用來進(jìn)行預(yù)先防護(hù)。這種方法就是水下玻纖套筒加固方法。這種方法源于20世紀(jì)70年代，歷經(jīng)不斷的工程實(shí)踐、改進(jìn)及新材料的使用，目前在世界范圍內(nèi)已經(jīng)修復(fù)了成千上萬的橋梁墩柱及樁基。

2.1? 特點(diǎn)

水下玻纖套筒法，采用具有防水、防腐、抗紫外線，具有良好機(jī)械性能的玻璃纖維套筒作為保護(hù)層，向玻纖套筒和待加固的墩柱之間注入防腐蝕、可水下固化且粘接耐久性高的水下環(huán)氧樹脂灌漿料，即可完成水下樁基修復(fù)工作。優(yōu)勢在于其防護(hù)材料具有高抗腐蝕性、高抗沖擊性、高耐久性，施工過程無需搭建圍堰、無需使用大型機(jī)械設(shè)備，其綜合使用成本低、施工效率高，必然成為橋梁水下樁基修復(fù)新的發(fā)展方向。

玻纖套筒作為外防護(hù)層，直接承受著水流和泥砂的沖擊、紫外線照射甚至船只撞擊，因此該結(jié)構(gòu)的承載力對(duì)結(jié)構(gòu)的安全性至關(guān)重要。

2.2? 主要材料

玻纖套筒加固技術(shù)使用的材料重要有：定制的CFGJ玻璃纖維外套筒、CMEG水下環(huán)氧灌漿料、CCBG水泥基灌漿料、CMSR水下環(huán)氧封口膠、CUCR水下環(huán)氧封頂膠、不銹鋼釘、緊固帶、可壓縮密封條>

3? 施工工藝流程

3.1? 現(xiàn)場調(diào)查

到工程現(xiàn)場調(diào)查病害的墩柱和樁基，需要明確病害部位的尺寸和形狀。根據(jù)現(xiàn)場觀察和測量的結(jié)果，制定符合工程條件的套筒形狀，并用較少的套筒尺寸滿足盡量多的墩柱和樁基。對(duì)于在河床內(nèi)的墩柱和樁基需要測量河床高程，查明河床淤泥及堆石的厚度，以便于制定可靠的維修加固方案。

3.2? 鑿毛待加固構(gòu)件表面

對(duì)墩柱或樁基表面進(jìn)行處理，清除表面雜物、水生物，鑿毛混凝土表面，鑿毛深度視情況而定，查看鋼筋情況，如果鋼筋銹蝕，需要對(duì)鋼筋進(jìn)行除銹處理，確保鋼筋完整。鑿毛后要求混凝土表面干凈、無異物，并符合施工規(guī)范對(duì)鑿毛的工藝要求。

3.3? 玻纖套筒安裝

用不銹鋼釘將可壓縮密封條固定在玻纖套筒底部。密封條放置前應(yīng)量好尺寸，防止長度不符合而影響密封條的密閉效果，導(dǎo)致灌漿料跑漏。密封條的安裝質(zhì)量將會(huì)直接影響玻纖套筒的密封性，必須檢驗(yàn)合格后才能進(jìn)行后續(xù)的施工。定制完成的玻纖套筒由廠家運(yùn)到現(xiàn)場后需檢查尺寸，驗(yàn)收合格后方可使用。安裝前先在預(yù)安裝玻纖套筒位置的上下兩端安裝限位器，使樁基四周與玻纖套筒間有較均勻的間隙，保證灌注環(huán)氧灌漿料后包裹樁基的膠體厚度均勻。如圖所示，安裝時(shí)先在套筒的鎖扣槽內(nèi)注入CMSR水下環(huán)氧封口膠，然后撐開玻纖套筒，包裹樁基，精確定位后使用緊固帶臨時(shí)固定套筒，緊固帶間隔不大于1m固定1條，在套筒鎖扣處每隔10cm～15cm間隔用不銹鋼自攻螺釘進(jìn)行緊固。節(jié)段間玻纖套筒銜接長度為15cm。一般情況下套筒的長度是在損壞區(qū)域上下各延長50cm。

3.4? 拌制并灌注水下環(huán)氧灌漿料

環(huán)氧灌漿料按照A：B：C=2.5：1：9比例進(jìn)行拌制，應(yīng)遵循先A再B后C的添加順序，用電動(dòng)攪拌器充分?jǐn)嚢瑁敝令伾鶆驗(yàn)橹埂Ｒ淮螖嚢枇坎灰顺^30kg。選用高位漏斗重力灌漿法，將漏斗置于套筒上沿，并采取有效的綁固措施，以便于灌注。將環(huán)氧灌漿料注入套筒底部至15cm 高度后暫停灌注，待其固化至少8小時(shí)后將進(jìn)行第二次環(huán)氧灌漿料澆筑，直至一個(gè)節(jié)段的玻纖套筒內(nèi)的水全部排出，灌漿料環(huán)周長方向平齊。

3.5? 使用封頂膠封頂

環(huán)氧灌漿料澆筑完成后，在套筒頂端部用CUCR水下環(huán)氧封頂膠抹個(gè)一個(gè)斜坡，進(jìn)行封頂密封。在灌注水下環(huán)氧灌漿料時(shí)需要留出1cm～2cm的空間，用于涂抹CUCR水下環(huán)氧封頂膠。

3.6? 等待24小時(shí)后

CMEG水下環(huán)氧灌漿料即可完成固化，此時(shí)便可取下臨時(shí)緊固帶，完成此次維修加固工作。

4? 施工注意事項(xiàng)

首先，安裝玻纖套筒時(shí)，可壓縮密封條施工要求比較嚴(yán)格，墩柱或樁身與玻纖套筒之間不允許存在空隙;其次，套筒制作前，應(yīng)在現(xiàn)場逐一測量被加固區(qū)域尺寸，切勿按圖紙尺寸定制套筒;再次，灌注灌漿料時(shí)，應(yīng)緩慢進(jìn)行，并實(shí)時(shí)觀測玻璃纖維套筒的外觀變化，以免出現(xiàn)變形;最后，施工現(xiàn)場附近應(yīng)禁止明火，操作人員應(yīng)使用必要的安全保護(hù)措施。另外，嚴(yán)禁在大雨、大風(fēng)大浪等惡劣天氣條件下施工。

5? 結(jié)論

使用玻纖套筒加固技術(shù)可以明顯提高混凝土結(jié)構(gòu)的防腐性能，同時(shí)起到外表美觀作用。所采用的水下環(huán)氧灌漿料在凝固以后，其力學(xué)性能要優(yōu)于混凝土材料，加固構(gòu)件橫向范圍包裹玻璃纖維套筒， 能夠?qū)蛄憾罩膬?nèi)部的混凝土起到有效的約束作用，使得環(huán)向約束力增大，從而使得混凝土應(yīng)力—應(yīng)變曲線發(fā)生較為平緩的下降，橋梁墩柱的極限壓應(yīng)變也得到了顯著的提高，大大降低了受壓區(qū)混凝土的破壞過程，充分發(fā)揮了縱向鋼筋的塑性變形性能， 顯著改善構(gòu)件的延性。

實(shí)踐證明水下玻纖套筒加固技術(shù)是一種經(jīng)濟(jì)、高效和避免長期維護(hù)的解決方案。它改善加固部位的結(jié)構(gòu)性能，提高了結(jié)構(gòu)的穩(wěn)定性和安全性，增加了其承載力，提升了橋梁的質(zhì)量，延長了其使用壽命，能有效保障貨物運(yùn)輸和人們出行的安全。

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