魏建国1! v: B" T4 o9 `! i7 K
李 波2
" q8 p% q2 h. b0 |摘 要:该文通过对湘潭市湘江一桥部分上部结构维修加固的实体工程,根据桥梁病害的不同程度,提出不同维修加固方案和施工工艺,对旧桥的维修加固有参考意义。- ]# T2 F9 e+ t/ M; T% w
关键词:混凝土拱桥;桥梁病害;维修加固;施工工艺
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: H, A& B. i1 u# x' L' M( k1 W湖南省湘潭市湘江一桥跨越湘江,连接湘潭市东西部,是原107国道上的主干桥,日交通量约2万辆。该桥于1959年11月开工,1961年10月建成通车,全长605.22m,主桥为8孔60m的上承式钢筋混凝土肋形拱(每孔5条肋、矢跨比1/6),两岸各接1孔18.5m片石混凝土实腹板拱,图1为大桥全貌。
0 a7 T6 V4 M( ~" Z- B该桥由于当时设计和施工工艺的局限和后期缺乏必要的养护和维修,雨水严重泄漏,造成部分构件表层混凝土剥落、钢筋锈蚀、梁体开裂。经过冬季雨水浸入、冰冻,产生冻胀,降低了桥梁承载能力,如果不及时进行维修加固,可能会造成巨大的经济损失和不良的社会影响。为此湘潭市湘桥股份有限公司委托长沙交通学院对该桥进行检测、可靠度评估和维修加固设计,在对该桥进行全面检测、可靠度评估和墩基础加固后,对上部结构提出如下维修加固措施。
# }/ Q7 g" K* V! z5 |1 上部结构维修及整治
8 {2 A# x. _1 [( I# P1.1 现状检查
8 d2 a0 j' e6 q4 q) H通过对全桥上部结构的行车道板、人行道板、人行道纵梁、横梁、立柱、拱肋、拱肋横撑等构件进行检查发现,其主要病害为雨水侵蚀和风化导致表层混凝土剥落、破损、裂缝、钢筋锈蚀和少量梁体开裂等。针对各构件损坏程度的不同,提出不同的维修、整治方案。
J# n1 S/ {$ i: g1.2 维修整治方案一/ l& C4 F) Y( R$ M' |
此方案适用于混凝土构件表层剥落和露筋(非主筋),且损伤面积较小的情况,如图2所示。5 y( g( k( `. h; x
1)凿毛、清洗。用钢插将剥落、松动的混凝土彻底凿平、凿毛并露出骨料;用钢丝刷刷除钢筋上的铁锈和粗颗粒并用压缩空气清除浮尘,并立即对钢筋作防锈处理,要求混凝土表面无水湿、无油渍、无灰尘及其他污物,无软弱带。5 H% a& B. p8 y" c: j) R% K
2)配制环氧基液、环氧砂浆。将100g环氧树脂(已由70~75℃的水热溶解)、16g二丁酯、18g丙酮放入液体搅拌机充分搅拌,同时加入10g乙二胺继续搅拌30min,使之成为环氧基液;将525#水泥250g、标准砂500g置入小型搅拌机内拌匀,再加入环氧基液搅拌20min,使之成为环氧砂浆。
: [* N s0 U! b. O; W+ r7 O3)涂刷环氧基液、涂抹环氧砂浆。用毛刷将环氧基液涂刷于已凿毛洗净的构件修补位置上,涂刷时力求薄而均匀,钢筋连接和凹凸不平处,应细心反复多刷几次,涂刷基液厚度不超过1mm,必要时用塑料防护罩覆盖已涂刷的环氧基液,防止杂物、灰尘落入;涂刷基液后30~60min,待基液中的气泡彻底消失后,用小铁铲将环氧砂浆分层涂抹其上面,并反复压抹,使表面翻出浆液,如有气泡立即刺破压紧,根据修补部位采取不同的分层厚度:平面涂抹时,分层厚度控制在1.0~1.5cm之间,底层控制在0.5~1.0cm之间;斜立面涂抹时,为防止砂浆流淌,应适当增加砂浆内的填料,使环氧砂浆稠度增大,每层厚度控制在0.5~1.0cm之间;构件底部仰视涂抹时,砂浆极易脱落,环氧砂浆的厚度不宜过厚,分层控制在0.3~0.5cm之间;待环氧砂浆凝固后,再涂两层防水砂浆予以保护。
3 x4 p. w0 }3 _1.3 维修整治方案二
) h/ q- E7 E: B3 X8 q$ L5 O此方案适用于混凝土构件有较深层的剥落、露筋和锈蚀,梁体轻微开裂,而且损伤面积较大的情况,如图3所示。
% {+ X5 n% O0 x. N1)凿毛、钻孔、清洗。用钢插将剥落、松动、开裂的混凝土彻底凿除,使钢筋暴露,并在构件混凝土上凿出粗纹、露出骨料,用钢丝刷清除钢筋铁锈和混凝土浮尘,并立即作防锈处理;在修补位置上钻孔,孔位布置成梅花状,孔深10~15cm,用压缩空气清孔后,埋设直径为8~10mm的膨胀螺丝,再压注膨胀水泥砂浆,如果钢筋横截面积损失大于20%,需在暴露的原有钢筋上点焊补充钢筋,补充钢筋的尺寸和数量根据构件损坏情况决定,一般以恢复原有钢筋横截面积为准。0 h' z- }, N! c1 G
2)配制、涂抹环氧基液。具体操作方法同维修整治方案一。
5 z X, H; E9 g8 o4 W+ Z3)安装铁丝网、装模、浇灌混凝土。将φ4的5cm×5cm镀锌铁丝网用扎丝牢固地绑扎在膨胀螺丝上;根据具体位置立模,并预留浇灌混凝土洞口(洞口尺寸根据具体情况确定),为防止混凝土粘结模板,在模板内侧涂刷一层油脂;将配制好的C25细骨料混凝土用漏斗注入模板内,用钢插向各个方向反复插捣混凝土,使之密实,当修补的部位较大时,则用小型振动棒振捣密实。
- \5 J& `- P2 ~1 w1 s- w4)脱模、养生、防护。待混凝土凝固后(约24h)拆除模板,进行充分养生,为防止新补混凝土表面中性化(碳化),在新筑混凝土表面涂刷两层防水水泥砂浆予以保护。
4 z+ m1 |: A- i% X |4 ~5)由于桥梁两侧人行道铺装损坏严重,导致雨水下漏,侵蚀两侧拱肋,每孔第一和第五条拱肋病害严重,因此在每孔第一、五条拱肋维修整治完成后,对整条拱肋涂刷两层防水水泥砂浆予以保护。, a& b' y* V4 K/ u* _9 X/ {
维修整治方案一和方案二共修补面积为778m2,防水砂浆共6475m2。
- n$ B7 \9 q8 y( |) i1.4 维修整治方案三
5 q% E% p" l( ] ^% T9 s: e9 V- j此方案适用于混凝土构件有严重的开裂、渗水侵蚀、主筋严重锈蚀、构件已基本失去承载能力的情况(主要是少量上下游靠外两侧行车道板和人行道纵梁),见图4。' }# v/ k4 a9 i/ T
处理方式为根据原设计要求更换新的构件。" j) _. Y8 `" z$ v! J4 F6 V$ j
2 结语0 J$ G7 D. t9 l# H. t
该桥上部结构于1998年7月进行维修加固处理,1999年10月完工,经过4年多时间(四个冬季和夏季)对湘潭一桥维修加固情况的跟踪观察发现:维修加固部分混凝土构件工作性能良好,无新剥落、开裂现象。因此,以上维修加固方法简便实用,不失为旧桥维修加固的一种有效方法。0 F7 q5 ]4 m" n9 g% u1 y
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参考文献:1 G% J/ Y8 a: S& P: b$ u. u
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(摘自:《中外公路》) |