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小运河桥加固施工工艺

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桥梁加固,就是通过一定的措施使构件乃至整个结构的承载能力及其使用性能得到提高,以满足新的要求。也就是要针对桥梁所发生的不能满足继续使用的状况进行处理。加固的原因有桥梁耐久性差和年久老化、设计失当或施工质量差等。通过桥梁加固后,可以延长桥梁的使用寿命,用少量的资金投入,使桥梁能满足交通量的需求,还可以缓和桥梁投资的集中性,预防和避免桥梁坍塌造成的人员和财产的损失。下面来说一说小运河桥加固施工的一些工艺。



1 工程概况

宁通公路扬江段小运河桥位于K110+800处,建成于 1992年6月。本桥按交通部一级公路技术标准设计,荷载标 准为:汽-20,挂-100,全桥分为上下行双车道的两个半幅 桥,中央设分车道。桥全宽23.5m,全长91m,共计7跨。上 部结构采用L=13.0m钢筋混凝土空心板梁,参照JT/GQS023-80标准图设计。下部结构为双柱式钻孔灌注桩墩台,桩径 除扬州、江都两桥台为Φ1.30m外,其余各墩均为Φ 1.20m。桥面泄水孔除跨扬杭公路孔不设外,其余均在每孔 跨中外缘石处设置一道Ф10泄水孔,全桥为12个。

本次加固内容:原桥面铺装全部凿除,重新施工 14cm钢筋砼铺装层;对于纵向裂缝比较深、宽并且有渗水 现象的板梁,进行换梁(共有7块);对于纵向裂缝较深或 者腐蚀较为严重的板梁,进行局部维修处理,采用粘贴碳 纤维布进行加固(共有24块板梁);对于局部砼破损、钢 筋锈蚀、梁底裂缝进行修补;拆除原护栏和中央分隔带, 外侧现浇防撞护栏,内侧安装波形护栏,并重新安装泄水 孔和PVC集中排水管。同时由于桥面整体抬高了4cm,桥面 伸缩缝全部更换。


2 旧桥病害现状

2008年3月底进驻现场后,对该桥搭脚手架进行了全面 仔 的检查,主要有以下病害:①不少空心板梁底板在空 腔中部出现纵向裂缝,至两端约50㎝处消失,缝隙两侧约 30㎝范围内混凝土霉变严重,且局部钢筋锈蚀;②部分板 梁底板混凝土霉变严重,底板混凝土甚至出现大面积脱 落,露出底板钢筋,且严重锈蚀,回弹强度明显偏低;③ 大部分板梁底板有细微的横向裂缝,且在跨中至1/4处比较 密集,但大多都是断续的;④中央分隔带处局部板梁腹板 有少量的竖向裂缝;⑤桥梁外侧边梁的翼缘混凝土严重剥 落,钢筋锈蚀;⑥部分空心板梁绞缝混凝土开裂;大部分 同一板梁存在以上多种病害;⑦桥面多处有明显纵向、横 向以及网状裂缝;⑧桥面泄水孔均全部堵塞,排水明显不 畅;⑨护栏混凝土大部分明显风化、剥落,且钢筋锈蚀也 较为严重。

针对以上病害分别采取了裂缝处理和修补、梁板加 强、更换梁板、混凝土腐蚀处理和修补、桥面系全部凿除 重新施工等措施。


3 裂缝处理和修补

3.1 裂缝普查标注、分类

施工单位进驻现场后,监理组立即督促施工单位搭建 脚手架,对每片板梁进行病害检查,确定病害的范围、长 度、宽度、是否贯通、含水情况等。对检查出的病害在板 梁上做明显标识、编号,同时也编制了专门的表格对病害 进行示意、分类记录,并拍摄相应照片。对微细裂缝采用 带刻度的放大镜进行缝宽测量;对较宽的裂缝用裂缝测量 卡进行测量,将所检查出的裂缝分为两类即:≤0.15㎜裂 缝、>0.15㎜裂缝。然后与设计文件进行比较,对设计文 件中未列出的病害逐一列表描述,并附处理措施报设计单 位、业主审核认可。


3.2 裂缝清理 

对潮湿的缝隙,提前选择适当的位置钻孔排水,确保 待处理梁板和裂缝的干燥。先用毛刷除去梁底表面的浮 尘、油污,必要时配以手提式砂轮打磨机打磨;然后用小 型吹风机对表面进行清理,并用细铅丝对缝隙进行清理; 最后用棉球蘸工业酒精对裂缝逐条进行清洗,缝隙干燥后 才能进入下道工序。


3.3 裂缝修补

裂缝修补的方式采取了两种措施:封缝法和注浆法。 

1)封缝。对≤0.15㎜裂缝,病害相对较轻的板梁,

采用涂膜封闭法进行处理。其施工布骤如下:①裂缝的找 平打磨。对清理干净并干燥的细微裂缝检查裂缝两侧是否 平整,对不平整处用手提式砂轮打磨机打磨平整并清理干 净;对裂缝修补范围有缺损的地方用腻子找补刮平,用砂 布磨平。②裂缝的封缝处理。本工程采用工程师A6微细裂 缝封闭膏作为封缝材料。工程师A6微细裂缝封闭膏为双组 份灰色膏状胶,采用最新的Lop树脂合金体系,特别针对混 凝土微细裂缝的封闭及表面缺损的修补而研制。具有极强 粘接力和韧性,刚柔结合,有效防止水汽、化学物质和二 氧化碳的侵入,并防止开裂混凝土结构的进一步损坏,提 高建筑物的耐久性。其性能:抗压强度>60MPa,粘接强度 >2.5MPa。施工时只需将工程师A6封缝胶甲、乙两组按 2:1的比例调和均匀成膏状,然后用刮刀均匀涂刮在裂缝 上,厚度约为2mm,宽度为约5cm,一次配量不能太多,防 止膏体固化。


2)裂缝注浆。对于>0.15mm裂缝,采用低压注浆法 进行处理。其施工步骤如下:

①封闭裂缝、粘贴注浆咀。对已清理干净>0.15mm裂 缝进行检查,确认裂缝清理符合要求后,按20cm左右的间 距设置注入口,并用胶带粘贴。配制封缝胶,本工程采用 工程师快干型封缝胶,此胶按照甲:乙=100:2~5的比例拌 匀。将配好的封缝胶沿裂缝表面涂刮,宽度约为5cm,留出 注入口。与主缝相连的细缝也须封闭。封缝胶初凝时间约 为5分钟,每次配量不宜过多,现配现用。揭去注入口的胶 带,用封缝胶将注浆咀严密地贴于注入口处。粘贴时既要 保证注浆咀粘贴严密牢固还要保证注浆咀的通畅。

②试漏。逐条裂缝进行试漏。先将每条连通裂缝上的 注浆咀用铝铆钉堵上,留一个咀用灌浆器压气,在封闭的 裂缝上涂肥皂水进行试漏。漏气处将原封缝胶铲除重新封 缝,直至无漏气现象。

③配制灌浆树脂、连续注胶。试漏合格后,配制灌浆 树脂。本工程采用工程师AB-1改性环氧树脂,主要性能: 粘度60~100,抗压强度≥35Mpa,拉伸强度>15Mpa,粘接 强度>3.0Mpa,延伸率8%。配制时按照甲:乙=4:1的比例混 合均匀。将配好的灌浆树脂注入软管中,再将软管安设在 灌浆器内,把灌浆器旋紧于注浆咀的底座上,平缝施工时 从一端往另一端逐个进行注浆。立缝施工时从最低位自下 而上开始注浆。松开灌浆器的弹簧,使灌浆器处于灌浆状 态。软管内树脂不足时可继续加入。当相邻的咀中流出浆 液时,堵上铝铆钉,继续注浆,直至灌浆器压力处于最 大,浆液不能再压进为止。将灌浆器移到相邻注浆咀注 浆,将前一个压浆咀用铆钉堵住。每条连通的缝注浆应连 续进行,不得长时间间断。

④二次注浆。为了保证浆液充满,在注浆后约半小 时,应对每个注浆咀再次补浆。

⑤清理、复原。灌浆结束后用酒精浸泡并清洗灌浆 器,以便下次使用,待树脂固化后敲掉底座,清除封缝 胶,必要时可用打磨机对表面封缝胶进行打磨,保证基层 平整、清洁。


4 梁板粘贴碳纤维布加固

由于部分梁板纵向裂缝较深或者腐蚀较为严重,其承 载能力较以前有所降低,因此在裂缝进行修补后,还需对 其进行加固补强。本工程采用具有施工较为方便、耐久性 好、易维护、且不增加结构自重等特点的碳纤维布进行加 固。施工前应对碳纤维布及连接材料进行检查确认合格后 才能使用。其施工步骤如下:

1)表面处理。裂缝修补完成后,对被粘贴混凝土表 面进行打磨平整,除去表面的油污、浮尘等杂质,直至完 全露出混凝土结构新面,在转角粘贴处进行倒角处理并打 磨成圆弧状,圆弧半径≥20mm。剥落、疏松、蜂窝、腐蚀

等劣化混凝土用修复材料修复平整,并保持混凝土表面干 燥。在混凝土表面用墨线划出粘贴部位。

2)涂刷底层树脂。在粘贴部位用滚筒刷将底层树脂 均匀地涂抹于混凝土表面。

3)找平。待底层树脂干后,用找平材料对混凝土表 面凹陷部位填补平整,不能有棱角。转角处用找平材料修 复为光滑的圆弧,半径不小于20mm。

4)粘贴碳纤维布。待找平材料干后,在粘贴部位将 配制的浸渍树脂均匀地涂抹。仔细地将按要求尺寸剪裁好 的碳纤维布粘贴上去,用专用滚筒顺纤维方向多次压滚, 使浸渍树脂充分地浸透碳纤维布,挤除气泡,并保持碳纤 维布的平整,不得有空鼓、皱折,使碳纤维与混凝土能够 形成一个复合性整体。滚压时不得损伤碳纤维布。多层粘 贴时应在碳纤维表面浸渍树脂干后立即进行下一层的粘 贴。在最后一层碳纤维布的表面均匀地涂抹浸渍树脂。

5)表面防护。在加固后的表面上粘砂,用107胶调 制水泥浆,涂刷在表面。

6)缺陷的检查与修复。用手压或小锤轻敲碳纤维布 表面的方法检查碳纤维布与混凝土之间的粘接质量。当空 鼓较小时(直径<5㎝),用针管注胶的方法进行修复。当 空鼓较大时,应将空鼓部位的碳纤维布切除,重新搭接贴 上碳纤维布,搭接长度不应小于10㎝。


5 混凝土腐蚀处理和修补

对混凝土腐蚀或钢筋锈蚀部位用钢刷和凿子清除表面 的剥落层和氧化层,直到新鲜的混凝土露出光洁部分。对 露出的钢筋进行除锈处理,清理完成后,在钢筋表面涂刷 钢筋保护剂。对钢筋锈蚀区表面喷涂防锈浸渍剂,直至浸 透。然后用环氧砂浆将破损部位补平,表面用107胶调制水 泥浆涂刷,使之与周围的混凝土色泽一致。


6 更换梁板

对病害严重的梁板采取换梁的方式,本工程共换7片 梁,现场预安装。


7 桥面系整修

将原有的桥面铺装、分隔带、栏杆、伸缩缝全部凿 除,重新施工。桥面铺装采用14㎝厚C40混凝土,构造筋采 用2层Ф12@100钢筋。


小运河桥通过以上一系列方法的加固维修,达到了原 有的设计标准,现已投入使用,确保了宁通公路扬江段的 通畅。

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