浅谈桥梁加固施工技术
2015-04-14
一、桥梁概述
灞河大桥旧桥全长439.3m，修建于1984年，作为进入西安的咽喉，其使用功能和运营安全直接影响整条线路的畅通，目前交通量飞速增长，原来的设计标准较低，既有的桥宽和桥梁承载面临严峻的考验，使得旧桥检测和旧桥加固技术显得非常迫切。
拆除重建，不仅要耗费大量资金，而且工期也较长；计划、有步骤的对现有旧桥进行加固改造，不但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，而且可以缓和桥梁投资的集中性，为国家带来巨大的经济和社会效益。
二、桥梁结构形式及现状
旧桥为钻孔桩基。双柱式墩基础，上部结构为25孔17.4m先张法部分预应力空心板。设计新建灞河桥一幅，与旧桥结构相统一，将旧桥加固完后，新旧桥连为一体，桥面宽度为24m。旧桥梁承载能力下降，空心板板低出现纵向裂缝及横向贯通裂缝，裂缝有渗水水渍严重.铰缝脱落，空心板板低钢筋外露，锈蚀。
三、植筋加固桥面技术
施工顺序与方法：
1、施工拆除旧桥桥面沥青层混凝土层后对梁板顶凿毛处理。
2、按计算深度钻孔(与原钢筋的间距在满足钻孔操作要求)，要将钢筋植入孔内，植筋孔用电钻成孔。
3、钻进要竖直，钻孔完成后，用电动毛刷把孔壁上的浮尘刷掉，再用细软管将无油压缩空气通入孔底清除2-3遍，孔壁进行干燥处理，化学清孔用丙酮的棉刷反复刷孔壁直至浮沉完全粘到棉刷上。
4、等孔壁干燥后。给孔内注入适量植筋胶，轻轻插入钢筋，钢筋一定要植到孔底，确保植筋锚固效果。
在混凝土桥面加固中，新旧桥面的连接是个薄弱环节，尤其是界面的抗剪强度，采用植筋技术以后，界面的抗剪强度由三部分组成：界面混凝土内部结合力，界面摩擦力植筋的抗剪力，由于植人钢筋的影响，界面的抗剪强度大大提高，而且植入钢筋对旧桥面也起到了一定的加强作用。
四、梁板裂缝治理
选用材料：灌缝胶、结构胶
灌缝胶：技术检测结果为：钢一钢拉伸抗剪强度标准值16.7MP；抗拉强度46.7MP；受拉弹性模量2773MP抗压强度87.2MP；抗弯强度77.9MP
环氧树脂结构胶：劈裂抗拉强度9.1MP；抗弯强度65.3MP，抗压强度88.0MP，
(一)对裂缝宽度在0.15ram以上，采用自动注射器低压裂缝灌注。
施工程序：
1、用钢丝刷或刮刀清除裂缝表面杂物、浮浆，开v型槽后，用0.2MP高压气泵吹净裂缝中的尘土。
2、用丙酮沿缝长洗刷v型槽，用结构胶骑缝埋设粘贴灌浆嘴，灌浆嘴间距40cm，保证结构胶封闭完全。
3、将成品灌缝胶注胶，让胶液在重力和毛细作用下渗入裂隙中。较深的裂缝可以每隔10分钟重复注胶直到相邻灌嘴吸胶饱满为止。
4、注胶完毕后，用环氧树指砂浆罩面、打磨、使修复裂缝表面恢复如新。
(二)小于0.15mm的裂缝处理
1、裂缝检查，用工具沿裂缝开深8-15mm宽5.10mm的v型槽，2、用0.2MP以上的压缩空气清除槽内浮尘，将结构胶用力均匀的填满v型槽，填塞一定要饱满。3、呆结构胶完全固化后，用角磨机打磨裂缝表面，使混凝土平整。五、梁底粘贴钢板加固方法
在梁底粘贴钢板可以显著提高结构的抗弯刚度，对以控制结构变形为主要目的的使用功能加固是十分有效的。可以显著提高原梁的刚度和正截面抗弯承载力。
优点：施工方便，钢板的粘贴密实性不容易控制。缺点：粘贴钢板加固法属于被动加固范畴，极限状态下后加补强钢板的应力发挥程度取决于原梁的配筋率，对原梁高度较小、配筋率较大的情况，后加补强钢板不能充分发挥作用
粘贴材料：钢板采用厚度为6mm的Q345碳索结构钢板。加固所用的粘结剂必须是粘结强度高、耐久性好，并具有一定的弹性。目前广泛采用的环氧树脂类粘结剂(或建筑结构胶)其抗拉强度和抗剪强度一般都能满足粘结的要求。结构破坏时，通常情况下不会沿着环氧树脂界面脱离，而是沿着梁底靠近钢板的混凝土首先开裂破坏。换句话说，在粘结质量得到保证的前提下，钢板与混凝土层之间的可靠粘结是毋须置疑的，截面粘结处于非常安全的状态。
施工顺序为：
1、粘贴区域混凝土表面处理→钻孔埋植化学锚栓→按锚栓位置打好孔的扁钢带涂粘钢胶粘贴→加压固定一固化检验→扁钢带表面防腐处理
技术要点：
①钢板和待加固混凝土表面的清洗处理是保证粘结质量的前提。
本工程实践表明，钢板表面存在铁锈、油污，混凝土表面存在浮尘和松散层等都会严重影响粘结质量。要求钢板在施工前按照施工技术规范打磨，打磨至露出金属光泽，打磨纹路应与钢板受力方向垂直。钢板粘贴面应有一定的粗糙度。
②仔细量量取粘贴钢板长度，保证粘贴长度，用粘钢胶粘贴6mm，涂抹粘钢胶要注意中间涂抹厚，边上均匀。
③焊接钢板注意焊缝的打磨，用化学锚栓锚固钢板，用顶杆加压，两米一个，渐渐加压，螺栓不能一次紧到位，要逐步紧，从本跨的一侧向另外一侧紧，保证钢板下的胶密实均匀。多余的胶从钢板边缘流出。
④先用一般的膨胀螺栓间接固定.再用高强度化学锚栓。将膨力牌高强化学胶管按方向置入孔中，电动工具将螺栓钻入孔中转速不应大于750转/分，静止固化，根据施工现场环境温度，等待足够时间硬化。
2、化学锚栓的植人是一个技术细节，其详细步骤如下：
①.用硬毛刷刷孔壁再用干净无油的压缩空气吹出灰尘，如此反复进行不少于3次。必要时可用干净棉布沾少量丙酮或酒精擦净孔壁。
②.保证螺栓表面洁净、干燥、无油污。
③.确认玻璃管锚固包无外观破损、药剂凝固等异常现象，将其圆头朝内放人锚固孔并推至孔底。④使用电锤或电钻及专用安装夹具，将螺杆强力旋转插入直至孔底，以达到击碎玻璃管并强力混合锚固药剂的目的。电锤或电钻的转速应调至慢速档，且不应采用冲击方式。
⑤.当旋至孔底或螺栓上标志位置时，立刻停止旋转。取下安装夹具，凝胶后至完全固化前避免扰动。超时旋转将导致胶液流失，影响锚固力：
用小锤轻轻敲击扁钢带，若发现扁钢带的固化面积小于90％，则要重新粘贴。
3、钢板防腐处理，不选用防锈柒，原因是重复养护次数频繁，本工程选用环氧树脂砂浆封涂表面。六、砼表面缺陷修补
梁(板)体混凝土表面剥落、渗水、空洞、蜂窝、麻面、表面风化局部破损等病害。
1、将松散部分清除，待接触面完全干燥后，调制环氧砂浆，用比原强度高一级的混凝土、水泥砂浆或环氧树脂砂浆进行修补，新补要密实，与原混凝土结合牢固，表面平整、光洁无裂缝。
2、梁体混凝土露筋、钢筋锈蚀。将松动的保护层凿去，清除钢筋锈迹，用环氧树脂混凝土、喷射高一级强度混凝土进行修补。梁体板有水渍的打孔清除积水后进行表面缺陷修复。
3、全桥的纵向铰缝脱落，用M10普通砂浆填充并勾凸缝。七、维修加固后桥梁运行效果
灞河大桥旧桥加固于2008年8月中旬开始施工，九月中旬开放交通营运，双向行驶，2009年七月中旬竣工验收，使用状况良好，经检测观察，具体体现在：
1、车辆行驶桥上，桥梁无异常振动声。
2、桥下观察，绞缝间无任何渗水现象发生；板缝干燥无潮湿迹象。
3、桥面伸缩缝采用FD－80及FD－40以及用专用防水条，桥面行车无跳车现象，舒适度良好。
4、桥梁检测试验结果表明，桥梁受力力达到设计要求。
5、加固后承藏能力评定
在汽－超20主要组合荷载，挂－120附加组合荷载和特挂－150附加组合荷载作用下，预测各测点应力，变形和裂缝宽度均满足规范规定的容许限值，因此本桥能承受汽－超20，挂－120和挂－150。
结束语
随着时间的推移，任何公路桥梁都将成为旧桥，都会因各种原因不同程度地存在缺陷、病害需要维修、加固和改造。由于旧桥检测、评定与加固技术是一项既综合复杂又在不断发展和更新的技术，所以是施工技术与经验也实在积累和探索中，本文所述只是桥梁加固的部分工艺，但实践证明是符合桥梁的结构受力和安全要求的。
