噴射混凝土在橋梁加固上的應(yīng)用

孫桂芹

(沈陽市公路規(guī)劃設(shè)計(jì)院)

噴射混凝土在橋梁加固上的應(yīng)用

孫桂芹

(沈陽市公路規(guī)劃設(shè)計(jì)院)

對(duì)噴射混凝土加固橋梁的施工工藝進(jìn)行了介紹，分析了其應(yīng)用范圍及相應(yīng)特點(diǎn)。當(dāng)采用下?lián)问筋A(yù)應(yīng)力拉桿—噴射混凝土加固方法時(shí)，具有易于施工，保證混凝土與原橋和拉桿之間有良好的粘結(jié)力，減少預(yù)應(yīng)力損失的特點(diǎn)，同時(shí)還具有防止拉桿銹蝕，增大梁的截面積，提高原橋的承載力的優(yōu)點(diǎn);預(yù)應(yīng)力鋼絲束—噴射混凝土加固方法所需儀器設(shè)備較少，對(duì)橋下凈空基本沒有要求，采用合理的施工方案噴射混凝土可使鋼絲束具有良好的保護(hù)層，且加固補(bǔ)強(qiáng)時(shí)可不中斷交通。

噴射混凝土;加固;鋼絲束;張拉

1 橋梁加固中的關(guān)鍵問題

一般來說，對(duì)橋梁常規(guī)檢測(cè)所發(fā)現(xiàn)的橋梁病害問題(碳化、防水性等)進(jìn)行修復(fù)的工作，我們稱之為修補(bǔ);而對(duì)橋梁進(jìn)行專項(xiàng)檢查，發(fā)現(xiàn)承載力下降，為了恢復(fù)承載力對(duì)主要構(gòu)件進(jìn)行加固稱之為補(bǔ)強(qiáng)加固。橋梁加固的最終目標(biāo)是提高與保證構(gòu)件的安全度，其涉及構(gòu)件的承載力與破壞形式等，可采用可靠性指標(biāo)β來進(jìn)行闡述，相同安全等級(jí)下，延性破壞的β值要求應(yīng)稍低，脆性破壞構(gòu)件的β值要求應(yīng)稍高一些。要達(dá)到這一點(diǎn)，除了計(jì)算應(yīng)滿足要求外，最重要的還是通過連接構(gòu)件實(shí)現(xiàn)其要求，因而，加固設(shè)計(jì)中，構(gòu)造及連接問題是應(yīng)引起足夠重視的問題。

2 主梁加固方法

2.1 下?lián)问筋A(yù)應(yīng)力拉桿－噴射混凝土加固

20世紀(jì)80年代左右修建的鋼筋混凝土橋梁較多，對(duì)該種橋梁加固時(shí)，首先需要考慮加固過程中及加固后橋下凈空是否滿足通車、通航要求，當(dāng)凈空允許情況下，可采用主梁下緣設(shè)置預(yù)應(yīng)力拉桿，并相應(yīng)噴射混凝土進(jìn)行防護(hù)。加固設(shè)計(jì)時(shí)可采用粗鋼筋作為拉桿，根據(jù)計(jì)算機(jī)現(xiàn)場(chǎng)情況也可采用其他預(yù)應(yīng)力筋。拉桿兩端在粱頭錨固，中間根據(jù)主梁情況設(shè)單點(diǎn)或多點(diǎn)支撐，后噴射5～8 cm厚的混凝土作為保護(hù)層。

2.1.1 橫向拉緊、張拉法

在粱底兩側(cè)布置兩層鋼拉桿，在粱底支座處附近彎起，用短柱進(jìn)行支撐，根據(jù)粱的實(shí)際情況每隔一定間距設(shè)置支撐及鎖緊螺栓，最后與粱端設(shè)置的U形錨固板焊接。施工程序如下。

(1)粘貼錨固板:保護(hù)層鑿除，使主筋外露，并將碎屑和浮塵清除。然后用環(huán)氧樹脂砂漿將錨固板粘貼在梁端上。

(2)焊接拉桿:待錨固板粘結(jié)牢固，環(huán)氧樹脂砂漿達(dá)到一定強(qiáng)度后，先將拉桿的彎起段按設(shè)計(jì)斜度焊在錨固板上，然后用夾桿將拉桿水平段與彎起段焊接在一起。

(3)安裝張拉裝置:焊接好拉桿后，再在彎起點(diǎn)安放好短柱，然后安裝撐棍和鎖緊螺栓，緊貼鎖緊螺栓安好收緊群。

(4)預(yù)拉:對(duì)拉桿進(jìn)行張拉前，先檢查拉桿地焊接質(zhì)量，檢查的方法是先進(jìn)行預(yù)先張拉來檢查。預(yù)張拉力按設(shè)計(jì)張拉力的80% ～90%控制，預(yù)拉張力保持12 h后卸除。

(5)張拉:待一切準(zhǔn)備工作就緒后進(jìn)行張拉。張拉時(shí)旋緊收緊器，使兩側(cè)拉桿向中間收攏，按設(shè)計(jì)收緊量對(duì)稱地分次收緊。打到設(shè)計(jì)收緊量，再收緊1～2 mm，然后擰緊鎖緊螺栓，用雙螺母鎖住后，再卸除收緊器。

(6)噴護(hù)處理:張拉完畢后，即噴射一層5～8cm厚的混凝土一方面保護(hù)拉桿和錨固板防止銹蝕，另一方面也起到增強(qiáng)結(jié)構(gòu)性能，提高原橋承載能力的作用。

各段拉桿橫向收緊的距離根據(jù)設(shè)計(jì)預(yù)應(yīng)力數(shù)值，計(jì)算出拉桿的總變形值，再以幾何體系進(jìn)行計(jì)算。

2.1.2 縱向張拉法

在粱底縱向布置預(yù)應(yīng)力拉桿，在靠近隔板處向上起彎，穿過翼板至橋面，拉桿端部套有絲扣，錨固在梁頂位置。施加預(yù)應(yīng)力的方法有。

(1)旋緊螺帽。

(2)端部用千斤頂張拉。

(3)拉桿中閥安裝法蘭螺帽張拉。

2.1.3 豎向頂撐張拉法

沿粱底方向安裝拉桿，拉桿兩端焊在粱端的U形板上，三個(gè)施力夾具布置在粱的L/4處與跨中處，給拉桿施加預(yù)應(yīng)力。

有不少地力采用上述三種下?lián)问筋A(yù)應(yīng)力拉桿加固法加固橋梁時(shí)，沒有在加固桿件外加一層保護(hù)層，從而使加固桿件暴露在結(jié)構(gòu)外面，造成拉桿銹蝕，或梁下支撐位移，影響加固效果，，特別是采用橫向收緊張拉法時(shí)，撐棍的變形，鎖緊螺栓在行車振動(dòng)作用下可能發(fā)生松弛等，都會(huì)造成拉桿中的預(yù)應(yīng)力損失，影響加固效果。不僅如此，而且還需隨時(shí)采取防銹措施，進(jìn)行定期檢查、維護(hù)，相當(dāng)煩瑣，且效果還不理想。因此，必須在預(yù)應(yīng)力拉桿表面增一層保護(hù)層，通常采用現(xiàn)澆混凝土的方式，單施工不方便，較難澆筑成5～8 cm的薄層，而且現(xiàn)澆混凝土與原橋粘結(jié)不好，難以保證施工質(zhì)量，達(dá)到設(shè)計(jì)效果。

采用噴射混凝土做保護(hù)層的方法，即易于施工，又能保證施工質(zhì)量，保證混凝土與原橋和拉桿之間有良好的粘結(jié)力，減少預(yù)應(yīng)力損失，同時(shí)還能防止拉桿銹蝕，增大梁的截面積，原橋的承載力得到提高。

2.2 預(yù)應(yīng)力鋼絲束－噴射混凝土加固

在粱腹板側(cè)面按一定線型布設(shè)預(yù)應(yīng)力筋，線型由腹板上的定位箍圈控制，定位箍圈一般每隔50～100 cm一道，最后錨固至粱端。

對(duì)預(yù)應(yīng)力進(jìn)行張拉，保護(hù)層采用噴射混凝土方式完成。該方式會(huì)增加粱上緣壓應(yīng)力，當(dāng)橋面板強(qiáng)度不足時(shí)，可適當(dāng)增加橋面板厚度，增加原橋面板強(qiáng)度，以達(dá)到受力要求。其工藝如下。

(1)鉆孔:在梁端頂面先鑿出錨固槽，再沿梁腹兩側(cè)按設(shè)計(jì)斜度鉆孔。

(2)安裝錨固板:錨固板用15mm厚的鋼板制成，在鋼絲束的位置上鉆出穿絲孔，并用環(huán)氧砂漿將錨固板固定在錨固槽內(nèi)。

(3)安裝箍圈或定位梢:U型箍圈用Φ12～Φ16鋼筋焊制，頂端沒有穿鋼絲束用的套環(huán)。采用定位梢時(shí)，先在梁腹上按設(shè)計(jì)位置鑿孔，再用環(huán)氧砂漿埋值鋼制定位梢。

(4)布設(shè)鋼絲束一般用Φ5的冷拔鋼絲，在主梁兩側(cè)各設(shè)一束，絲數(shù)通過計(jì)算確定。錨絲由一端錨固板穿入，經(jīng)過各箍圈，再經(jīng)過另一錨固板穿出。然后再收緊各絲，用軋絲錨頭臨時(shí)錨固。

(5)張拉在一端用千斤頂張拉，也可用絞車張拉。待達(dá)到設(shè)計(jì)預(yù)應(yīng)力值后，再進(jìn)行錨固，澆筑混凝土封口。

(6)噴護(hù)處理張拉完畢后，在鋼絲束上涂上一層紅丹防銹漆，然后噴射一層5～8cm厚的混凝土作為保護(hù)層，防止鋼絲束銹蝕，并增大了梁的截面積，補(bǔ)強(qiáng)效果進(jìn)一步得到提高。

3 結(jié)論

(1)橋梁維修加固，限于一定的工作條件(橋下通車等)可采用噴射混凝土的方法。

(2)下?lián)问筋A(yù)應(yīng)力拉桿—噴射混凝土加固主要有三種方法，橫向拉緊張拉法、縱向張拉法、豎向頂撐張拉法，闡述了其施工特點(diǎn)，即易于施工，又能保證施工質(zhì)量，保證混凝土與原橋和拉桿之間有良好的粘結(jié)力，減少預(yù)應(yīng)力損失，同時(shí)還能防止拉桿銹蝕，增大梁的截面積，提高原橋的承載力。

(3)預(yù)應(yīng)力鋼絲束—噴射混凝土加固方法所需儀器設(shè)備較少，對(duì)橋下凈空基本沒有要求，采用合理的施工方案噴射混凝土可使鋼絲束具有良好的保護(hù)層，且加固補(bǔ)強(qiáng)時(shí)可不中斷交通。

U445.7

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1008－3383(2014)04－0104－01

2013－10－16

孫桂芹(1966－)，女，高級(jí)工程師，從事公路橋梁設(shè)計(jì)工作。