魏建国12 n$ V; C4 |: B1 D3 M8 H
李 波2
z9 i- w6 `; f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。9 E+ j4 Y4 G9 `9 W; K5 A
关键词:混凝土拱桥;桥梁病害;维修加固;施工工艺 # _, m, T+ ` t( P; Y" E! x) p
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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。
x8 n" x7 w/ L5 K# L) G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。2 U3 S) g5 I, l7 _9 J8 \
1 上部结构维修及整治
( L! _; Z4 d% L: x3 F1.1 现状检查* V% X5 K. Z0 N$ D
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。9 l- B; R8 ~ e- N4 B# k
1.2 维修整治方案一
}! }, T( }3 X6 q2 h% u. g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。) w. b6 L. a+ T0 e# A+ h+ F3 q
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。
1 D1 w, L7 p5 e* E2)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。
+ z' W! J0 ^1 Y7 _. H* r* @5 L3)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。: c/ L" a! [+ G2 V
1.3 维修整治方案二
. S9 u% y/ B( ^# q, E: ~9 g8 e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。
; @8 [' m3 t: Z! m$ x6 Q6 ]& F1 F1)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。
2 P' ?* u6 z0 W& P2)配制、涂抹环氧基液。具体操作方法同维修整治方案一。! X2 L9 P, R$ i9 c- v7 y. C
3)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。1 a; e; m( m5 k$ Q6 |
4)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。8 |! n+ F( J+ k/ T) x
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。
3 S0 ?9 y# E6 b2 d; m! `& P7 |维修整治方案一和方案二共修补面积为778m2,防水砂浆共6475m2。
2 r( M" f+ M+ W" ^# S, k R' |4 O1.4 维修整治方案三, \2 P! b; Y) @" {& n
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。
1 r9 |9 s" O# t+ Z) ?' z处理方式为根据原设计要求更换新的构件。
% f8 ]! J. U, p6 H l2 结语1 Z% D: i s& |3 d- C. o
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。2 [* ]: P- ]$ v" o( F5 @- T+ o
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参考文献:* f$ z# u d; O- c3 J V$ v
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d @4 n0 Q" b1 I$ x(摘自:《中外公路》) |