橋梁墩柱加固施工關(guān)鍵技術(shù)研究

徐海明

（唐山公路建設(shè)總公司，河北唐山 063000）

0 引言

墩柱是橋梁結(jié)構(gòu)中的重要組成部分之一，其主要作用是承受橋梁上部結(jié)構(gòu)傳遞的荷載，當墩柱出現(xiàn)病害時，會對橋梁結(jié)構(gòu)的穩(wěn)定性和耐久性造成影響，因此必須采取有效的方法和措施處理墩柱病害問題，從而達到加固的效果，使結(jié)構(gòu)更加穩(wěn)定。

1 工程概況

某橋梁工程為立交橋，上跨快速路，2009年8月末正式建成通車。該橋主跨采用的是變截面預應力混凝土箱梁，下部基礎(chǔ)為嵌巖樁，按照城-A級荷載設(shè)計，行車速度為80km/h。經(jīng)過長時間的運營，該立交橋出現(xiàn)一些病害，由相關(guān)檢測機構(gòu)出具的檢測報告可知，該橋梁底局部露筋，并存在麻面現(xiàn)象，T梁伸縮縫兩側(cè)存在豎向移位的情況，T形剛構(gòu)的最大沉降量為6.8cm，邊跨尾端上翹，幅度為20mm。較為嚴重的病害為結(jié)構(gòu)裂縫，出現(xiàn)在右幅T形剛構(gòu)墩柱與梁體結(jié)合部位，呈現(xiàn)為橫向分布，數(shù)量較多，分布范圍在3.0m左右，最寬的裂縫為0.2mm。梁底板位置處有4條斜向裂縫，寬度約為1.0mm。為確保橋梁結(jié)構(gòu)的整體穩(wěn)定性，要采取有效的方法，加固墩柱，消除裂縫。下面重點對橋梁墩柱加固施工關(guān)鍵技術(shù)展開分析。

2 橋梁墩柱加固施工關(guān)鍵技術(shù)

通過現(xiàn)場勘察，結(jié)合橋梁檢測報告，經(jīng)過分析后找出該橋墩頂開裂的原因，具體如下：恒載不平衡、剛度變化不合理、車輛超載等。因此決定采用增加截面、植筋、體外預應力綜合加固的方法對該橋的病害加以處理，提高其結(jié)構(gòu)穩(wěn)定性。

2.1 裂縫修補技術(shù)要點

針對該橋梁墩柱頂部及附近梁體的裂縫病害，通過表面封閉的方法予以修補，具體的操作要點如下：

（1）沿著裂縫方向，使用風鎬開出V形槽，深度控制在3.0cm，外口的寬度為4.0cm[1]。開槽時，先沿著裂縫打開，然后向兩側(cè)擴寬。通過壓縮空氣，將槽內(nèi)及周圍的碎石屑吹掃干凈，松動的塊體必須除掉，以免影響裂縫修補質(zhì)量。用鋼絲刷蘸丙酮，擦洗縫隙兩側(cè)并保持槽內(nèi)干燥。

（2）按照適宜的配比，配制環(huán)氧樹脂砂漿，水泥選用42.5#普硅水泥，砂選用中砂，用前以清水沖洗，烘干。將加入丙酮的環(huán)氧樹脂通過水浴的方法加熱融化，向其中加入水泥和砂，攪拌均勻即可。

（3）涂抹環(huán)氧樹脂砂漿前，可以再用丙酮對槽壁和槽底擦拭一遍，待干燥后，用抹刀將砂漿填入槽內(nèi)，抹壓同步，填滿V形槽后，刮平，消除小孔和氣泡。槽內(nèi)填入砂漿的厚度應控制在2.0cm[2]。當裂縫封閉完畢后，待環(huán)氧樹脂砂漿完全固化后，采用無損檢測中的超聲波檢測法檢查橋墩，結(jié)果顯示無裂縫，說明裂縫修補成功。

2.2 植筋加固

2.2.1 基層處理

植筋加固前，先在新老混凝土接觸面上開設(shè)寬度為22.5cm、深度為2.0cm的剪力槽。由專業(yè)的測量小組負責在墩柱上測量放樣，準確標出剪力槽的位置后，用砂輪機切線，通過電錘開鑿，達到尺寸要求為止。剪力槽開好后對墩柱加厚混凝土的一側(cè)做鑿毛處理，將混凝土表面清理干凈。

2.2.2 定位鉆孔

（1）以設(shè)計要求作為主要依據(jù)，在現(xiàn)場準確標示出鉆孔位置，當孔位處的基材內(nèi)部有受力鋼筋存在時，要對孔位適當調(diào)整。需要注意的是，孔位必須在箍筋或分布筋的內(nèi)側(cè)。

（2）本工程中，植筋鉆孔選用的風鉆成孔的方法，當鉆進過程中遇到鋼筋時，可適當調(diào)整孔位避開鋼筋。根據(jù)設(shè)計要求，合理確定鉆孔深度，當設(shè)計無特殊要求時，可采用15d。若是實際所需的錨固力較小，則可依據(jù)螺栓的長度來確定鉆孔深度，需要注意的是，最低不得小于5d[3]。

（3）當孔位鉆設(shè)完畢后，對孔徑、孔深進行檢查，確認合格后，用壓縮空氣掃孔，將孔底的粉塵清除干凈，使用毛刷將孔壁上的浮灰刷凈，再用壓縮空氣吹掃，如此反復3次左右即可達到清孔效果。當孔內(nèi)無灰塵和碎屑時，用丙酮擦拭孔壁，并對孔口臨時封閉。

2.2.3 植筋

（1）在植筋前，對鋼材除銹，并將表面的油污清除干凈，使用角磨機打磨出金屬光澤。隨后按照產(chǎn)品說明書配制錨固膠，在配膠的過程中，為確保攪拌均勻，可以采用機械攪拌器。

（2）對垂直孔植筋時，可將植筋膠流入孔內(nèi)；水平植筋孔用鋼筋配合干凈木板，向孔內(nèi)搗膠。當膠液充滿孔內(nèi)便可插入植筋，操作時，旋轉(zhuǎn)鋼筋，或是用水錘將鋼筋打入植筋孔。

（3）植筋膠在孔內(nèi)需要一段時間后才能徹底固化，在這個階段，不得擾動孔內(nèi)植筋，當植筋遭到較大幅度的擾動時，必須重新植入，以確保植筋質(zhì)量。植筋施工完畢后，要隨機抽檢，可采取拉拔試驗的方法，加載至設(shè)計值即可，按照檢測結(jié)果判斷植筋是否可靠[4]。

2.2.4 注意事項

（1）作為植筋的鋼筋要以螺紋鋼作為首選，使用前必須將表面的油污、銹跡清除干凈；為使孔壁具有足夠的粗糙度，要采用沖擊鉆鉆孔，且保證孔徑、孔深與設(shè)計要求相符。

（2）植筋膠必須充分攪拌，混合均勻后方可使用；插筋時不宜用力過猛，可旋轉(zhuǎn)緩慢插入，當植入的鋼筋直徑較大時，可對裸露在外的端部進行敲擊，保證鋼筋能夠全部插入孔內(nèi)。

2.3 體外預應力

（1）采用千斤頂張拉，油泵為高壓電動油泵，壓力表的精度應達到1.5級以上，最大量程為60MPa[5]。

（2）由專人負責使用和管理施加預應力所用的機具設(shè)備，并定期校驗和維護，同時還要對千斤頂、壓力表等配套情況進行校驗，以此來確保張拉質(zhì)量。經(jīng)過標定后的千斤頂、壓力表，要根據(jù)標定結(jié)果配組使用，避免錯用[6]。

（3）在體外預應力施工過程中，張拉機具要與錨具配套，設(shè)備進場時應檢查校驗，確認合格后才能使用。對于長期不用的張拉設(shè)備，在重新使用前必須校驗，看是否符合使用要求。張拉機具使用期間，可按照實際情況確定是否需要校驗。存在以下情況下時必須校驗：千斤頂使用6個月以上或使用次數(shù)超過200次[7]。

（4）在對預應力筋下料時，可按照設(shè)計要求，使用切割機將預應力筋切割成所需的尺寸，隨后以人工的方法穿束，此項工作必須在混凝土澆筑施工前完成；張拉預應力前，要對參與施工的人員以書面的形式開展技術(shù)交底，要配備專業(yè)的預應力施工人員，確保預應力張拉質(zhì)量。需要特別注意的是，操作張拉機械設(shè)備的人員要培訓后方可上崗。

（5）當混凝土強度達到設(shè)計強度的95%以上時，便可進行張拉。正式張拉前，要對鋼絞線的理論伸長值準確計算，當張拉時，超出伸長值要及時查明原因，處理后方可恢復張拉。安裝張拉機具，確定預應力張拉程序，本工程中采用的是單端分級加載張拉的方法，張拉將要達到控制應力時，將張拉端拉至應力100%，持續(xù)施加荷載2min[8]。為確保張拉質(zhì)量，張拉現(xiàn)場要安排專人與兩端張拉施工人員聯(lián)系，互報油表讀數(shù)，使兩端保持平衡。

（6）當千斤頂回油，壓力表讀數(shù)歸零后，便可對鋼絞線的伸長值進行測量，并將測量結(jié)果如實記錄，隨后將兩端的工具錨退去，卸下千斤頂，本次預應力張拉完畢。在本工程中，該部位的體外預應力設(shè)計為可更換，因此無需注漿封錨。

3 結(jié)語

橋梁墩柱加固是一項復雜且系統(tǒng)的工作，為達到預期中的加固效果，應結(jié)合工程實際情況，選取最為適宜的加固措施。同時施工人員要掌握加固施工關(guān)鍵技術(shù)及實施要點，確保加固質(zhì)量，提高橋梁結(jié)構(gòu)的整體穩(wěn)定性，節(jié)約養(yǎng)護維修費用。