預(yù)應(yīng)力碳板在橋梁加固工程中的施工工藝及控制重點分析

陳建軍

(貴州橋梁建設(shè)集團有限責(zé)任公司，貴州 貴陽 550001)

1 工程概況

某橋梁工程始建于1999年12月，于2002年1月開始通車，橋梁總長約1.554 km，上部結(jié)構(gòu)共分三段，第一段為5×30 mT梁，第二段為63 m+2×110 m+63 m連續(xù)剛構(gòu)，第三段為5×30 mT梁。橋梁經(jīng)長時間通車使用，連續(xù)剛構(gòu)的底部產(chǎn)生損壞，為保證結(jié)構(gòu)安全和行車安全，應(yīng)立即予以加固，通過對不同加固措施的綜合考慮，決定采用預(yù)應(yīng)力碳板進行加固。先以該橋梁為例，對其加固過程中預(yù)應(yīng)力碳板實際使用作如下深入分析。

2 施工工藝與控制重點

2.1 施工測放

放樣嚴(yán)格按照設(shè)計圖紙進行，找出碳板及其兩端錨具具體為止。首先，使用鋼尺進行定位，以支座具體位置為依據(jù)，找出設(shè)計位置。需要注意的是，碳板上的固定端與張拉端必須處于同一直線，若未處在同一直線，在后續(xù)張拉過程中碳板將產(chǎn)生扭曲或開裂，使施工質(zhì)量受到極大的影響，造成材料損失。

2.2 混凝土鑿除與表面預(yù)處理

通過放樣準(zhǔn)確找出固定端及張拉端錨具具體位置，然后對梁體表面的混凝土進行鑿除，鑿除深度按2.5 cm嚴(yán)格控制，使梁體表面保持水平，和錨具的表面緊密粘貼。另外，在粘貼碳板處，應(yīng)使用角磨機持續(xù)打磨混凝土的表面，然后用干布將其擦拭干凈，使粘貼面保持平整，并沒有粉塵附著。

2.3 造孔植筋

螺栓安裝方法為植筋法，造孔時，需使用和螺栓直徑良好匹配的鉆頭，在碳板施工過程中，所用螺栓應(yīng)為化學(xué)螺栓。

鉆孔開始前，先將梁體上鋼筋的具體位置探明，并做好相應(yīng)的標(biāo)記，如果鉆孔和鋼筋的位置有沖突，需對孔位進行適當(dāng)調(diào)整。在鉆孔過程中，孔應(yīng)和梁體保持垂直，對于具體的鉆孔深度，應(yīng)以相關(guān)規(guī)范為依據(jù)確定。

鉆孔完成后，在孔底部插入吹風(fēng)機的噴嘴，持續(xù)向孔中吹入無油且干凈的空氣，并不斷將噴嘴拉出，如此反復(fù)；然后在孔內(nèi)插入毛刷，往返旋轉(zhuǎn)多次，將鉆孔清刷干凈；再用吹風(fēng)機進行吹孔。檢查確認(rèn)鉆孔干凈后，即可進行化學(xué)螺栓的植入。完成植入后，需要用手將螺栓扶住，當(dāng)孔內(nèi)膠體強度達到要求后，即可放手。

2.4 錨具安裝

錨具和混凝土之間利用專門的粘貼膠進行粘貼，把配制好且檢測合格的膠體均勻涂抹于清潔干凈的混凝土表面，粘貼膠的涂抹應(yīng)按照從上到下的順序進行。抹膠時，應(yīng)做到中間厚和兩邊薄，其中間部位的涂抹厚度應(yīng)達到5 mm；涂抹好粘貼膠后，將錨具上的預(yù)留孔和螺栓對準(zhǔn)，然后迅速將螺帽擰上，使混凝土和錨具之間的粘合保持緊密，用工具把擠出的膠體清理干凈。

2.5 碳板安裝

先在固定端進行碳板的安裝，再于張拉端進行碳板及轉(zhuǎn)向板的安裝。碳板安裝過程中，應(yīng)由人工對張拉與固定兩端碳板實際松緊程度進行調(diào)整，避免碳板其中一側(cè)出現(xiàn)偏載而產(chǎn)生扭轉(zhuǎn)的現(xiàn)狀，若如此，可通過對擋板上螺母的適當(dāng)調(diào)整來處理。

2.6 碳板張拉

先在安裝好的碳板表面涂抹一層厚度在2～3 mm范圍內(nèi)的碳板專用膠。在正式張拉之前，要對碳板嚴(yán)格按照設(shè)計張拉力的10%實施整體預(yù)緊，再分別按照20%、60%和100%進行逐級張拉，在每一級張拉過程中，都應(yīng)持荷5～10 min，并且要將張拉螺母完全鎖緊，密切注意張拉和固定兩端及原結(jié)構(gòu)上是否產(chǎn)生異常狀況。施工中，張拉必須在碳板表面粘接膠完全固化之前完成。對于張拉控制，需采用張拉力與伸長量雙重控制的方法。除此之外，如果千斤頂?shù)膶嶋H行程相對較短，則以伸長量為依據(jù)確定更換行程的數(shù)量與墊板的實際厚度。張拉時，做好對張拉端夾具具體位置的記錄，并對計算值和實測值間存在的偏差進行對比。將預(yù)應(yīng)力連續(xù)施加至100%，即實際張拉力達到100 KN以后，對碳板在張拉時產(chǎn)生的伸長量進行計算，同時持荷5 min。在張拉完成后，使用雙螺帽對張拉螺桿進行固定，檢查完成并確認(rèn)無誤后，即可將千斤頂卸除。

2.7 壓緊條設(shè)置

在張拉到位以后，將千斤頂和張拉機具拆除，認(rèn)真檢查碳板上的粘貼膠是否在邊緣的部位擠出，如果碳板和混凝土表面有間隙存在，則要使用粘貼膠及時填充，同時對邊緣進行適當(dāng)?shù)恼蓿巽@孔設(shè)置壓緊條與碰撞螺栓，根據(jù)實際的設(shè)計要求確定壓緊條的適宜間隔距離。

2.8 錨頭防腐處理

對于外露出的張拉與固定兩端的夾角和錨具，應(yīng)切實做好封端防護，另外，對于外露的碳板表面，應(yīng)均勻涂抹一層環(huán)氧水泥膠液來有效防護。

2.9 檢查驗收

預(yù)應(yīng)力碳板施工中，應(yīng)重視并做好檢查驗收，只有通過檢查驗收并確認(rèn)合格后，方可交工，未經(jīng)檢查驗收和檢查驗收不合格的，均不可交工使用。在實際的檢查驗收過程中，應(yīng)注意下列幾點：

(1)因預(yù)應(yīng)力碳板在橋梁工程領(lǐng)域?qū)儆谛鹿に嚰夹g(shù)，所以現(xiàn)階段還沒有形成統(tǒng)一規(guī)定，相應(yīng)的工藝規(guī)范也不夠成熟，所以在實際的施工過程中，應(yīng)根據(jù)設(shè)計意圖，結(jié)合相關(guān)標(biāo)準(zhǔn)制定一套嚴(yán)格的控制標(biāo)準(zhǔn)，并在具體的施工操作中予以嚴(yán)格執(zhí)行。

(2)對于錨具鋼構(gòu)件，在加工過程中使用的材質(zhì)、厚度，以及螺孔的具體位置和長度，是保證錨具達到設(shè)計要求的關(guān)鍵，因此必須在現(xiàn)場予以嚴(yán)格檢查和驗收，以保證滿足設(shè)計提出的各項要求。

(3)根據(jù)工程的設(shè)計要求，結(jié)合預(yù)應(yīng)力混凝土施工相關(guān)技術(shù)規(guī)范，對碳板進行張拉的過程中，必須采用伸長值和張拉力雙重控制，因碳板是采用多層碳纖維布通過粘結(jié)制成的，所以它的彈性模量會有很大的差異，即差異系數(shù)很大，所以確定它的張拉伸長量可以有±6%的誤差，在施工中要對此進行嚴(yán)格檢驗。

3 結(jié)束語

通過對該橋梁工程加固施工中預(yù)應(yīng)力碳板的合理使用，經(jīng)檢查驗收，施工成果達到了預(yù)期效果，加固的效果良好，而且這項加固工藝的操作比較簡單，安全可靠、工藝簡捷、質(zhì)量可控，是屬于體外施工且能提高梁體自身承載力的理想技術(shù)措施，值得大范圍推廣應(yīng)用。