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敢为人先!楚天联发采用高压水破除法拆除支座垫石

文章出处:   责任编辑:   发布时间:2019-12-03 09:53:12    点击数:-   【

---楚天联发带你解锁高压水破除法加固桥梁



混凝土桥梁在长期使用后会因为温度、水、外载荷等多个因素造成内部结构变形,耐久性降低等病害,致使本体出现裂纹、脱皮、起砂的损坏现象。因此就需要对混凝土桥梁进行局部破碎并进行重新浇筑加以修复。同样,伸缩缝、支座、护栏等桥梁配件需要进行更换时,也需要对混凝土局部破碎以便拆除原构件进行更换,并重新浇筑混凝土。

传统的破碎方法主要是利用冲击工具进行混凝土破除作业,在环境的保护、破碎的质量、经济的效益、材料的损耗等存在着多方面的缺点。

首先,极其耗时;其次,用冲击夯等工具会伤及钢筋和骨料,造成优质坚固的混凝土产生微裂缝;此外,该方法还需要清理钢筋附着的混凝土残留物;最糟糕的是为了确保作业的彻底性,必须破除大量完好的混凝土。

而高压水破除法在相对于传统的破碎方法具有多方面的优点,在高压水破除法处理粘结面的实施过程中 ,作者观察到: 粘结面被清洁干净、润湿是获得良好粘结的有利条件;处理得到的粘结面凸凹程度均匀性好,利于粘结;不扰动周围老混凝土,粘结面周围混凝土中不会像人工凿毛法那样产生一些新的微裂缝;通过调整喷射水压力,可以控制粘结面的处理程度,便于得到满意的粘结面粗糙度;工作效率高、有成效,特别是在工程实际中,大面积处理粘结面时 ,更显示其高效率处理的优越性。

采用高压水破除法处理的新老混凝土粘结面 ,处理面凸凹程度的均匀性好, 国内学者针对这种情况 ,曾做过实验研究。

采用一种简单实用的灌砂法 ,来测量粘结面的粗糙度,高压水射法三种不同喷射水压力 p处理粘结面的粗糙度用灌砂平均深度来表示 ,见表1, 随喷射水压力的增大 ,反映粘结面粗糙度的平均深度也增大。说明喷射水压力越大 ,处理的新老混凝土粘结面越粗糙。 图1示出了新老混凝土粘结面的粗糙度和喷射水压力的关系。

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表1:不同压力下混凝土表面粗糙程度表

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图1:粘结面粗糙程度与喷射水压力的关系


三种不同喷射水压力处理得到的新老混凝土粘结面 ,在其上浇筑新混凝土,制成 150 m m×150 m m× 150 mm的新老混凝土粘结劈拉试件,用于进行新老混凝土的粘结劈拉特性测试。

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图2:混凝土劈裂抗拉试验示意图

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表2:不同粗糙程度的粘结面混凝土劈裂抗拉强度测试结果


从表 2可以看出,其粘结劈拉强度为老混凝土整体劈拉强度的64.1%~75.5%,为新混凝土整体劈拉强度的63.3%~74.5% ,而且随粘结面粗糙度的增加 ,粘结劈拉强度增大。这是由于粘结面粗糙度的增大,增加了粘结接触面积,从而提高了新老混凝土的粘结性能。

由此可见,高压水破除法处理新老混凝土粘结面 ,工作效率高、有成效 ,在工程实际中 ,是一种有发展前景的粘结面处理方法。

湖北楚天联发路桥养护有限公司在本次桥梁维修加固项目,采用高压水破除法拆除桥梁支座垫石,既有效解决了桥底空间狭小,不宜使用振动破碎设备的问题,也是这种新工艺在桥梁结构加固中一次创新尝试。

据支座安装图纸得知,原支座上下板是由桥梁和桥台预埋螺杆固定连接。在不破坏伸缩缝时,同步顶升位移则需控制20mm以内。如何撤出原和新支座固定成为该项目施工的难点。现场测量9#桥台处,梁体与盖梁间距为34cm,垫石厚约为5cm,支座高为29cm,桥台的钢筋保护层一般约为 5cm,原支座螺栓外露长度约为10cm。现我方拟定将原支座垫石及垫石以下5cm 混凝土进行凿出,原支座下落10cm 后可整体取出。松动支座下钢板螺栓,将支座垫石及桥台以下 5cm 的混凝土进行凿出,然后将下钢板露出的锚固螺栓进行切除,松动上钢板螺栓后,将支座整体取出。这样狭小的空间是无法采用振动凿除设备的,高压水破除则完全不受限制。

支座垫石部位混凝土利用高压水破除设备拆除,在凿除过程中,未破坏钢筋,使得原钢筋骨架完整保存,避免了搭接钢筋造成承载能力损失的风险。

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图3:图中阴影部分为高压水破除区域

测量人员重新在桥台混凝土顶面上将纵横轴线控制点放出,然后固定新螺栓套筒,为了增强套筒与混凝土之间的拉拔抗力,可增设钢板套接在套筒底部,并与周围焊接,再根据中心点位置按设计图搭接钢筋(已切割)加设钢筋网片并用电焊等方式进行固定。

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图4:下部预埋套筒钢片加固平面图

由于本次混凝土凿除采用了高压水破除法,保留了原结构的钢筋,新老混凝土通过原钢筋形成为一个整体结构,且混凝土凿除过程,高压水形成了粗糙的粘结面,来增强新老混凝土之间的抗剪力,大大提升了新混凝土与原混凝土面的结合能力。

同时采用高压水破除法,能去除传统凿除法形成的灰尘污染,高压水在喷射钢筋时也能有效去除钢筋表面的锈蚀。

高压水破除法,具有无污染、操作面整洁、破除不产生二次病害、粘结面更粗糙、不伤害钢筋骨架等有点,是一种具有良好发展前景的新技术。湖北楚天联发路桥养护公司此举不仅丰富了高压水破除法加固桥梁的实践经验,也为此工艺的发展做出了突出的贡献。

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楚天联发路桥养护有限公司采用高压水破除法施工

参考文献:

1)《采用高压水射法处理新老混凝土粘结面的试验研究》——大连理工大学赵志方,赵国藩;

2)《基于超高压水射流的混凝土破碎机理研究》——天津职业技术师范大学王帅;

3)《湖北巴东长江公路大桥支座更换维护方案技术报告》湖北楚天联发路桥养护有限公司


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