拱式橋梁加固施工中的錨噴砼加固技術(shù)

張小剛

摘 要：為了加大橋的受力斷面，并且補(bǔ)強(qiáng)鋼筋，使橋的整體結(jié)構(gòu)性增強(qiáng)，荷載能力加大，利用錨噴砼的方式加固，是舊橋改造中的首選技術(shù)。基于此，文章結(jié)合某雙曲拱橋，在遵循舊橋加固設(shè)計(jì)原則的基礎(chǔ)上，對(duì)其具體施工工藝展開探討，并總結(jié)其施工要點(diǎn)，以此促進(jìn)橋梁事業(yè)的發(fā)展。

關(guān)鍵詞：錨噴砼 橋梁加固 鉆孔

錨噴砼工作的方式是在噴射機(jī)械設(shè)備做依托的前提下，使用空氣壓縮技術(shù)把新的砼混合料，以高速噴射設(shè)備管道為媒介，將這些材料噴射到已經(jīng)錨固好的鋼筋網(wǎng)的受噴面上，一段時(shí)間后在其表面就會(huì)形成施工所需要的鋼筋混凝土。與其他混凝土澆筑方式不一樣的在于錨噴砼是不需要振搗設(shè)備完成的，其是在高速噴射材料的過(guò)程中，管道里的水泥和骨料會(huì)在管道中不停地發(fā)生碰撞，這樣就會(huì)使形成的混凝土材料密度加大。

1.工程概況

某一雙曲拱橋在2016年開始建設(shè)，歷經(jīng)8個(gè)月完成。這座橋橋?qū)挾?.75m，上邊的結(jié)構(gòu)造型是4×20m的雙曲拱橋，如圖1所示。該拱橋在長(zhǎng)時(shí)間的使用過(guò)程中出現(xiàn)了多處病害，為了保證橋梁運(yùn)營(yíng)的穩(wěn)定性，延長(zhǎng)使用壽命，必須對(duì)其進(jìn)行加固處理。

2.錨噴砼加固舊橋的設(shè)計(jì)原則

錨噴砼加固舊橋，這一加固方式離不開加大構(gòu)件截面加固的方法，在計(jì)算內(nèi)力的時(shí)候，按照加大構(gòu)件截面的計(jì)算方法即可，設(shè)計(jì)的原則具體如下所示：

（1）使用加大后的組合體截面模量來(lái)計(jì)算;

（2）在驗(yàn)算強(qiáng)度的過(guò)程中，要依據(jù)噴射界面和原截面的比值來(lái)計(jì)算，在計(jì)算過(guò)程中，依照比值的不同來(lái)決定對(duì)組合截面是否進(jìn)行驗(yàn)算;

（3）不能盲目對(duì)舊橋梁進(jìn)行加固，一定要先觀察和掌握舊橋梁存在的安全隱患及橋梁的整體狀況，對(duì)相關(guān)的構(gòu)架進(jìn)行詳細(xì)的測(cè)量評(píng)估，然后制定相應(yīng)的技術(shù)方案，經(jīng)專業(yè)人員確定后才可以對(duì)橋梁進(jìn)行加固;

（4）加大組合體截面模量，在此基礎(chǔ)上展開計(jì)算，求得活載內(nèi)力，此時(shí)新舊砼被視為整體而展開計(jì)算，針對(duì)各類型砼與補(bǔ)強(qiáng)鋼筋，通過(guò)對(duì)彈性模量的分析，采取截面換算的方式;

（5）控制砼與鋼筋強(qiáng)度，至少要達(dá)到原結(jié)構(gòu)強(qiáng)度等級(jí)，結(jié)合面處較為特殊，若存在兩種不同強(qiáng)度的砼，需要選取較低強(qiáng)度以便展開換算。

3.錨噴砼加固舊橋的施工工藝

3.1受噴面清理與鑿毛

之所以要對(duì)受噴面進(jìn)行清洗和鑿毛，原因是要確保兩種不同的混凝土的受力與設(shè)計(jì)的要求保持一致。在清洗的過(guò)程中，使用的清洗工具是鋼刷、錘子和鑿子等，目的就是將受噴面的垃圾清洗干凈。在鑿毛的過(guò)程中，要讓專業(yè)的鑿毛人員先對(duì)受噴面鑿下去5mm左右。在使用專業(yè)的鑿毛工具時(shí)，工具比較鋒利的一端會(huì)有磨損，這樣可以利用打磨設(shè)備將其打磨鋒利，此操作可以重復(fù)進(jìn)行。

3.2鉆孔

（1）放樣

施工之前，工作人員要對(duì)孔徑做好測(cè)量，當(dāng)鉆孔的過(guò)程中遇到了鋼筋、堅(jiān)硬的石頭或者其他比較硬度較強(qiáng)的材料，孔位要做出相應(yīng)的調(diào)整，以避開這些位置。

（2）鉆孔

鉆孔的過(guò)程由雙重絕緣電錘來(lái)完成，使用的鉆頭直徑是14.5mm，鉆出來(lái)的孔深度是8cm。在工作人員鉆孔的過(guò)程中，要使用雙手將電錘握緊，將鉆頭輕輕地頂住作業(yè)面，給其一定的壓力，再開始鉆孔。如果施工時(shí)遇到了比較堅(jiān)硬的物體，要將鉆頭立即拔出，更換鉆孔的位置，對(duì)于沒(méi)有鉆成功的孔眼，要清理干凈然后再用水泥砂漿澆灌平整。

（3）清孔

孔徑是需要專業(yè)的設(shè)備來(lái)清理的，這一過(guò)程其實(shí)可以選擇農(nóng)民使用的農(nóng)藥噴霧器來(lái)完成。在正式清理孔內(nèi)的碎渣之前，要將噴霧器的噴頭拆掉，換成長(zhǎng)的金屬管當(dāng)噴桿。清空的過(guò)程要將位置和噴灑的力度掌控好，保證孔內(nèi)清洗干凈。

（4）填充孔眼

將孔清理干凈以后，要使用膠結(jié)材料將孔填充好，并且在材料開始凝固之前將錨桿插到孔內(nèi)。填充的材料不管是水凝砂漿還是普通硅酸鹽水泥凈漿皆可，然后加入適量的水，攪拌均勻，當(dāng)材料不再有流動(dòng)的現(xiàn)象時(shí)停止攪拌。在填孔時(shí)可以人工制作一個(gè)金屬的、孔徑比錨桿小一些的金屬管，首先將金屬管內(nèi)填充滿水泥砂漿，再將砂漿通過(guò)金屬管慢慢地注入孔中，當(dāng)砂漿的高度與物體表面持平的時(shí)候，停止注漿。

（5）插入錨桿

當(dāng)孔眼被水泥砂漿填滿以后，將錨桿插進(jìn)孔內(nèi)，然后借助錘子的力量，將錨桿插到孔的最底端。這個(gè)時(shí)候，孔內(nèi)的水泥凈漿就會(huì)從孔中流出來(lái)，然后使用專業(yè)的清除工具，將流出來(lái)的砂漿清理干凈。一旦發(fā)現(xiàn)孔內(nèi)出現(xiàn)空隙，要重新注漿和插進(jìn)錨桿。當(dāng)上述工作都完成以后，要用2d的時(shí)間來(lái)養(yǎng)護(hù)孔內(nèi)的砂漿，要對(duì)插完2d后的錨桿抗拔力進(jìn)行檢測(cè)。

3.3掛設(shè)鋼筋網(wǎng)

要先將縱橫的單鋼筋掛設(shè)起來(lái)，然后隨著掛設(shè)的根數(shù)增多，逐漸地形成單層的鋼筋網(wǎng)。這一過(guò)程的實(shí)施要在錨桿插定2d以后開始操作，掛設(shè)的過(guò)程中要依靠錨桿來(lái)完成，按照從下到上的順序，使用搭接焊的方式將鋼筋接頭焊好。

3.4噴射砼施工

（1）選擇噴射正常的噴射機(jī)來(lái)施工，采用高壓噴水的方式將碎渣清理干凈。

（2）裝進(jìn)濕噴機(jī)內(nèi)的材料要依照設(shè)計(jì)的要求配制合理以后才能放進(jìn)去。

（3）噴射砼。噴射效果最好的噴射距離是0.8～1.5m之間。噴嘴與噴射面呈垂直的狀態(tài)，如果噴射時(shí)遇到了鋼筋網(wǎng)，要將噴射距離減小到合適的位置，并且與受噴面傾斜一個(gè)小角度，這樣就能夠達(dá)到良好的噴射效果。

3.5表面修整

整潔平整的噴射面可以使結(jié)構(gòu)的強(qiáng)度變得更好，并且具有一定的觀賞性。但是如果噴射面比較粗糙，那么就需要專業(yè)的人員來(lái)及時(shí)做出修整。修整的方式一般是使用比較細(xì)膩的砂漿再噴射薄薄的一層，然后使用專業(yè)的刮刀刮掉多余的材料，再噴射砂漿。

3.6噴射砼的養(yǎng)生

在噴射砼徹底凝固2h以后，要開始對(duì)其進(jìn)行為期至少7d的噴水養(yǎng)生，這樣做的目的是保證噴射面形成良好的強(qiáng)度且不會(huì)出現(xiàn)開裂。

4.加固設(shè)計(jì)施工要點(diǎn)

依照本次施工中橋梁的實(shí)際病害情況，相關(guān)的施工人員要在每一個(gè)孔的第一個(gè)腹拱采用錨固鋼筋網(wǎng)后噴射砼的方法對(duì)其加固處理，為了使拱圈的截面變大，在主拱圈的上部澆筑10cm厚的砼。加固設(shè)計(jì)注意事項(xiàng)如下所示：

（1）使用高壓水將腹拱圈表面沖洗干凈;

（2）用高壓水將舊腹拱圈開裂的地方?jīng)_洗干凈，然后澆筑普通硅酸鹽水泥凈漿;

（3）使用長(zhǎng)度為9cm，直徑是10mm的錨桿。每個(gè)錨桿質(zhì)檢的距離設(shè)置為50×50cm。在具體的實(shí)施過(guò)程中，錨固孔位的選擇可以在與之相近的砌縫中設(shè)置完成。

（4）使用專業(yè)的水泥砂漿將錨固鋼筋固定好。

（5）噴射砼施工。在此之前，在高壓水的作用下將待噴面清理干凈，使其保持濕潤(rùn)狀態(tài)，從而提升砼與原結(jié)構(gòu)的粘結(jié)性，當(dāng)表面不存在積水時(shí)，便可正式展開噴砼施工。噴槍的位置要得到合理控制，與構(gòu)件表面保持0.8～1.5m，首先需要噴水泥砂漿，隨后方可噴射砼，通過(guò)此方式提升砼與拱圈的結(jié)合力。單次噴射砼的厚度以2～3cm為宜，持續(xù)施工達(dá)到設(shè)計(jì)厚度后，將表面抹平。結(jié)束所有噴射施工后，噴水養(yǎng)護(hù)。

5.拱圈加固

（1）為了使拱圈的橫向分布能力和承載能力加大，專業(yè)人員要采用錨噴砼加固的方式對(duì)拱底及拱圈側(cè)面做加固處理。

（2）對(duì)于主拱圈和橋臺(tái)開裂的地方，同樣使用高壓水沖洗干凈，并且要澆灌好普通硅酸鹽水泥凈漿。

6.結(jié)束語(yǔ)

綜上所述，使用錨噴砼對(duì)舊橋進(jìn)行加固的實(shí)踐過(guò)程中發(fā)現(xiàn)，這種加固方式的加固效果很好，并且施工的過(guò)程較為簡(jiǎn)便，可有效降低施工經(jīng)濟(jì)成本，減短施工時(shí)間，并且不影響橋梁的正常行駛，有著良好的發(fā)展前景。

參考文獻(xiàn)：

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