張拉碳纖維板加固T梁舊橋技術(shù)

呂大維

(黑龍江省龍建路橋第一工程有限公司，黑龍江 哈爾濱 150028)

1 概 述

隨著我國社會經(jīng)濟的發(fā)展，交通設(shè)施建設(shè)不斷的增長，橋梁工程也進而增加。但隨之而來的通行于橋梁上的車流量也驟然增加，車體自身及其載重量也相應(yīng)增長。如何保障在役橋梁使用安全，提高橋梁使用壽命也逐漸成為一個突出的問題。特別是早期建成的橋梁，因其施工工藝或材質(zhì)較低，在當今大車流的運營狀態(tài)下，已顯現(xiàn)其不能滿足現(xiàn)行發(fā)展需求，成為危舊橋。如拆建既會影響當?shù)亟煌?，又會增加基建成本。故此對那些能滿足現(xiàn)行運營的橋梁采取加固方式。

在舊橋加固技術(shù)幾十年發(fā)展過程中，基建工作者發(fā)揮了充分才智，結(jié)合國內(nèi)外先進理論與現(xiàn)場實際情況，總結(jié)和創(chuàng)造出許多舊橋加固技術(shù)和方法。隨著社會的發(fā)展，舊橋加固技術(shù)也日益增多，例如上部結(jié)構(gòu)整體抬升法、改變結(jié)構(gòu)體系加固法、增大受拉區(qū)梁截面法等等，可根據(jù)現(xiàn)場實際情況、加固部位采用相應(yīng)的加固方法。張拉碳纖維板加固T梁舊橋技術(shù)是在T梁加固施工范圍內(nèi)搭設(shè)施工平臺，梁體裂縫修補，在梁體上鉆孔，植入高強螺栓，在固定端安裝錨固塊，將加固區(qū)域的混凝土進行表面處理，碳纖維板現(xiàn)場下料安裝、張拉碳纖維板，通過頂升鋼板或限位卡板將碳纖維板粘貼，最后進行碳纖維板的表面防護。該技術(shù)具有施工期短，所需人員機械設(shè)備少，但也存在施工時難度系數(shù)較大、工序工種多、特種材料與特種作業(yè)較多，需要前期準備充分，施工時需強化管理的特點。

2 操作要點

2.1 交通封閉

為避免過往車輛對橋梁施工造成影響，在橋頭兩端設(shè)置爆閃燈、減速帶、安全指示牌等安全標志標識，對施工橋梁進行交通封閉。

2.2 腳手架搭設(shè)

首先將橋位下施工區(qū)域進行場地平整，清除原有承臺表面的雜物，定出所要支立鋼管的位置。對于承臺外支立滿堂紅支保架的地面進行硬化處理。先壓實原地面，再用填筑50 cm厚碎石土壓實，必要時在碎石土上澆筑20 cm素混凝土，作為支架底座。滿堂紅支架采用Φ48×3.5鋼管搭設(shè)，橫向排距為0.90 m，縱距為0.90 m，步距為0.60 m。為保證支架整體受力穩(wěn)定，在碳纖維筋錨固端位置加放一組腳手架?？奂B接方式為雙扣件。正、側(cè)面掃地桿與水平、豎向剪刀撐設(shè)置縱、橫跨度為4跨，剪刀撐連接到頂端。每層立桿頂端應(yīng)高出該層墩(臺)高1.5 m。由于支架搭設(shè)、使用、拆除過程中存在高空、水上作業(yè)，所以支架平臺上設(shè)置安全防護網(wǎng)配合使用，以避免人員落水或墜落的危險。

2.3 梁體裂縫修補

(1)基面處理

去除以裂縫為中心線兩側(cè)各5 cm范圍內(nèi)的有機物、油漆等其它粘結(jié)物，清除油污、“鍋耙”等其它不潔物質(zhì)及疏松物。在裂縫部位需用高壓水槍對混凝土基面沖洗或用5%鹽酸清洗；清理過的混凝土基面不得有任何殘留污物。

(2)基面濕潤

為了使水泥基滲透結(jié)晶型系列防水材料更好的滲入裂縫中，在涂刷防水材料前，根據(jù)外界環(huán)境用清水對要處理的裂縫進行基面濕潤處理。一般需浸潤4～12 h左右，手觸裂縫處基面感覺濕潤，即不干燥也不陰濕即可。

(3)制漿

①根據(jù)基面狀況調(diào)整水泥基滲透結(jié)晶型系列防水材料濃縮劑用量。一般情況下第一遍按0.5～0.8 kg/m2，涂刷兩遍，總量達到1.0～1.5 kg/m2。

②水泥基滲透結(jié)晶型系列防水材料濃縮劑灰漿的調(diào)制。

按照水泥基滲透結(jié)晶型系列防水材料產(chǎn)品說明書進行基液的配制。首先水泥基滲透結(jié)晶型系列防水粉料裝入容器中，按照產(chǎn)品說明書加入適量的清水，再用裝有葉片的手電鉆鉆桿探入容器中，開動電機對拌和物進行攪拌。由于水泥基滲透結(jié)晶型系列防水材料初凝時間短，故每次攪拌用量不易過多，且攪拌過程中視拌和物的粘稠狀調(diào)整攪拌頻率，在拌和過程中不得加水或加料。

(4)涂刷

使用半硬尼龍刷將灰漿涂刷在以裂縫中心線兩側(cè)各5 cm范圍內(nèi)的混凝土表面上。涂層作到均勻用力，基面涂料要滿涂，并保證凹凸面均能涂上灰漿。在涂刷過程中要保證涂層厚度均勻。噴涂時噴嘴要靠近基面，并盡可能的保證灰漿噴進裂縫中。在第一遍灰漿初凝后再次制漿進行第二遍灰漿噴涂工作。

(5)養(yǎng)護

基面裂縫修補后，根據(jù)外界溫度采取噴濕或涂養(yǎng)護液的方式對修補基面進行養(yǎng)護工作。必要時用濕麻袋等遮護，決不能用塑料布覆蓋，要通風(fēng)養(yǎng)護。

2.4 鉆孔、植筋，安裝錨固鋼板及錨固座

(1)按照設(shè)計圖紙安裝位置要求及碳纖維板張拉固定端錨固鋼板上圓孔的位置及頂壓板圓孔位置，對混凝土梁進行鉆孔，鉆孔前采取在混凝土上開槽的方法對鋼筋位置進行觀察，調(diào)整鉆孔位置，避免鉆孔損傷主鋼筋和預(yù)應(yīng)力鋼筋。

(2)去除鉆孔內(nèi)的灰塵及碎渣，使用植筋膠植入螺桿，植筋深度為18 cm。植筋膠采用專用灌注器進行灌注，注膠量必須嚴格控制，保證植入螺栓與孔壁之間的膠液飽滿。注膠從孔底部開始，隨著膠液注入緩慢拔出注射器，當孔中膠液達到孔深2/3左右時停止注膠。所植高強螺栓清潔無銹，鉆孔內(nèi)完膠后，即把高強螺栓放入孔口，然后慢慢單向旋入，直到高強螺栓伸入孔底。若螺栓植入后發(fā)現(xiàn)膠量不足或達不到飽滿要求，則必須將螺栓抽出，重新補膠后再植。螺栓植入后，在膠液固化前不能觸動。

(3)待植筋膠固化達到設(shè)計強度后，將錨固鋼板與混凝土槽之間用聚合物砂漿填滿，同時埋入螺栓。將錨固鋼板粘貼在梁底，并用螺母將錨固鋼板固定在預(yù)先植入的高強螺桿上。通過螺母將錨固座固定在錨固鋼板上。加固鋼板采用Q345-B級鋼。

2.5 混凝土表面處理

在錨固鋼板及錨固座安裝完成后，在混凝土表面上標出需要粘貼碳纖維板位置的邊緣線，將其范圍內(nèi)的混凝土基面及鋼板表面進行打磨、修補、找平等表面處理工作。

2.6 碳纖維板現(xiàn)場下料、夾持

(1)根據(jù)錨固塊的位置進一步復(fù)核碳纖維板的下料長度。

(2)根據(jù)下料長度截取碳纖維板。預(yù)應(yīng)力碳纖維板采用高強度Ⅰ級條形板。

(3)在碳纖維板兩端位于預(yù)應(yīng)力錨具的夾持長度內(nèi)，用丙酮將碳纖維板兩面擦洗干凈。

(4)配制錨具膠粘劑，將其涂抹在碳纖維板夾持長度內(nèi)的上下表面，然后放入于預(yù)應(yīng)力錨具中，并迅速用電動扳手及扭力扳手將錨具的上下板擰緊。根據(jù)所加固結(jié)構(gòu)的重要程度，為保證膠黏劑質(zhì)量，原則上采用工廠生產(chǎn)的成品材料，不宜現(xiàn)場試配。

2.7 碳纖維板安裝、張拉及粘貼

(1)通過連接螺桿及轉(zhuǎn)向頭將兩端已經(jīng)被錨具夾持的碳纖維板安裝在錨固座上。

(2)在張拉螺桿末端安裝反力鋼板。

(3)在反力鋼板與錨固塊之間放入千斤頂。

(4)驅(qū)動千斤頂油泵，按照圖紙上標明的張拉應(yīng)力要求將碳纖維板進行預(yù)應(yīng)力張拉。預(yù)應(yīng)力張拉采用張拉力和伸長量雙控，誤差控制在設(shè)計允許范圍以內(nèi)。采用三級張拉的方式，分別為20%，60%及100%張拉總應(yīng)力水平，在每次達到相應(yīng)的張拉應(yīng)力水平時暫停張拉，通過監(jiān)測儀器對混凝土梁體撓度進行觀測，如正?？蛇M行下一步的張拉工作，如果梁體撓度發(fā)生突變，則停止張拉，組織相關(guān)人員查找原因，解決后方可進行下一步的工作。

(5)待碳纖維板張拉完成后，擰緊后錨固螺母，拆下千斤頂和反力鋼板等。

(6)在碳纖維板安裝前，將碳纖維板的粘貼表面擦洗干凈，并均勻涂抹與碳纖維板相匹配的碳纖維板膠粘劑。

(7)用千斤頂頂升的方式使用頂升鋼板或限位卡板或?qū)⑻祭w維板緊貼混凝土表面，擠出多余的膠粘劑，遇碳纖維板與混凝土表面仍有較大間隙的地方，用碳板膠粘劑將空隙填滿。

2.8 錨具、碳纖維板的防護

(1)預(yù)應(yīng)力碳纖維板張拉完成后，固定端和張拉端均需進行封錨，封錨采用環(huán)氧砂漿全包裹。封錨完成后對環(huán)氧砂漿表面進行防水涂刷，一共刷五次，每次用量約0.25 kg/m2。

(2)為避免鋼制錨具與壓板發(fā)生銹蝕現(xiàn)象，采用油漆加環(huán)氧砂漿的方式對其進行防護。

(3)對錨具使用粘結(jié)性、防腐性和耐久性好的環(huán)氧砂漿，涂抹進行隱蔽防護。

(4)碳纖維板因材質(zhì)為樹脂復(fù)合，應(yīng)避免陽光紫外線侵蝕，張拉完成檢驗合格后，先在碳纖維板的表面涂抹一層紫外線防護膠粘劑，再進行厚度為3 mm左右的環(huán)氧樹脂砂漿涂抹，對碳纖維板進行防護。

2.9 開放交通

待所有維修工程全部結(jié)束后，安排工人對橋位處垃圾進行清理，將垃圾棄運出橋位，開放交通。

3 結(jié)束語

此項技術(shù)是通過張拉碳纖維板加固T梁技術(shù)能提高舊橋的使用性能及壽命，隨著科技的發(fā)展，新材料、新技術(shù)的應(yīng)用，將會有更多方便快捷的方法促進危橋的維修加固工作。