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“壁可”法和钢板贴合法在危桥加固中的应用
台州市江河金属结构有限公司  发表时间:2008-10-10 14:04:10

    1.应用前景
  随着我国公路建设的加快,公路运输能力逐年提高,这就要求公路桥梁承载力相应加大,但目前我国“文革”及其以前的公路桥梁设计承载力普遍偏低,且年久失修,其实际承载力已大大下降,我国仅重庆地区就已有八座大中桥梁已处于危桥状态,加固补强技术有着广阔的应用前景。
  本文以重庆合川市涪江一桥排危加固工程为例,介绍一下混凝土结构裂纹修补“壁可”注入法及混凝土桥梁结构钢板贴合加固法的应用。
    2.工程概况
  合川市涪江一桥系一九七一年竣工通车,为4-60m钢筋混凝土拱桥,拱高16.9m,宽12m,其设计荷载为汽-10、人群3.5KN/㎡及全桥满布人群3.5KN/㎡。一九九九年六月经重庆公路勘察设计研究院现场检测鉴定,该桥为危桥,需作排危加固处理。
    3.加固工程措施
  以往我国对混凝土构件补强方式一般采用环氧树脂及压浆法注入混凝土裂缝,这两种方法虽能较好地达到封闭的效果,但强度较低,故本桥加固采用BL-GROUT高分子树脂灌注粘合剂之“壁可”注入法处治,其抗拉强度在35Mpa以上,抗剪切强度在10Mpa以上,补强后能达到设计荷载要求。具体措施如下:
  3.1.对拱肋拱顶段宽度大于0.15㎜裂纹,采用BL-GROUT灌注材料之“壁可”注入法处治,对拱肋拱顶段小于0.15㎜宽度裂纹采用表面骑缝涂复法处治。
  3.2.采用混凝土桥梁结构钢板贴合加固法,对主拱顶段下缘进行加固补强。
    4.补强材料的性能
  4.1.密封材料
  101#高分子树脂粘合剂,适用于混凝土、金属、木材、陶瓷、木料等材料间的粘合:
  养护时间:5℃用24小时;15℃用14小时;30℃用6小时
  抗拉强度:35MPa以上
  4.2.粘接材料
  使用BL-GROUT高分子树脂粘合剂,适用缝小于1.5㎜以下至0.02㎜的细缝,在20℃养生7天后的物理力学性能:
  抗弯强度:500㎏/㎝²以上
  抗压屈服强度:600㎏/㎝²以上
  压缩弹性率:(1.5-3.5)×104㎏/㎝²
  抗拉强度:350㎏/㎝²以上
  冲击强度:3㎏/㎝²以上
  抗剪切强度:100㎏/㎝²以上
    5.施工步骤及工艺
  首先悬吊施工挂篮平台然后逐孔逐肋进行以下工序:
 5.1.采用“壁可”法修补拱肋拱顶段大于0.15㎜宽裂纹,其施工工艺:
  5.1.1.裂纹表面处理
  用砂轮机、钢丝刷沿裂纹走向宽约3-5㎝范围打磨混凝土表面,清除水泥浮尘、砂粒及疏松的混凝土块。如有油污要用丙酮擦净;如潮湿要用喷灯吹干。
  5.1.2.粘结注入座
  确定需设置注入座的裂纹,将101#胶抹少许在注入座底面四周,将注入孔对正裂纹中心稍加力按压,使其从底面的四个小孔中挤出,注意不要堵塞注入孔。根据裂纹的宽度和深度,沿裂纹走向按30-40㎝间距布置注入座,裂纹分岔处也要布置。
  5.1.3.裂纹封闭
  采用101#胶沿裂纹走向密封3-5㎝宽范围,涂抹层厚度>1.5㎜,要尽量一次完成,避免反复涂抹。
  5.1.4.密封材料101#胶的固化
  经10-24小时其自行固化。
  5.1.5.注入BL-GROUT混合粘结剂
  将专用注入器安装在注入座上,用黄油枪或其它小型泵类工具注入BL-GROUT混合剂。当橡胶管膨胀充满限制套时停止注入;如注入器的橡胶限制套膨胀后很快收缩,说明缝内空间大,需补灌。
  5.1.6.完成后用丙酮清洗注入工具
5.1.7.注入材料BL-GROUT的固化
  一般经10-24小时可自行硬化。硬化后敲掉注入器和注入座。如有必要,用砂轮机把密封胶打磨平整。
  对拱肋拱顶段小于0.15㎜宽裂纹采用表面骑缝涂复法处治,按照前述裂纹封闭方法及工艺进行。
 5.2.“壁可”法的优点:
  5.2.1.裂缝中的任何凹槽和角落都能进行可靠的注入:借助注入器的内部压力,注入过程可持续很长时间,而无需人力。注入材料可以完美地渗入到裂缝的最末端,甚至包括钢筋与混凝土间的缝隙。渗透能力之强,最小缝隙可达0.02mm处,而其它工艺和材料一般可灌注的最小缝宽为0.05mm。
  5.2.2.均匀而可靠的压力控制:当注入器外径膨胀至28㎜,即充满注入量限制套时,橡胶管将被阻断,此后开始在由管的均匀收缩作用产生的压力下进行注入,这就实现了简单而可靠的压力控制。
  5.2.3.注入工作时间大大缩短:注入工作简单到只是用泵使注入器达到规定直径,无论操作是不是技术工人,都能很快掌握。
  5.2.4.注入材料的硬化容易确认:检查留在注入器中的材料即可知道缝中材料的硬化状态,使工艺控制得到了简单而精确的保证。
   5.3.采用混凝土桥梁结构钢板贴合加固法,对拱肋拱顶段下缘进行加固补强,见钢板贴合图:
  其施工工艺:
  5.3.1.在悬吊施工挂篮平台上,对拱顶段拱肋底表面进行清理,凿除贴合面上已疏松的混凝土,用角向砂轮打磨贴合面,除去灰尘、油污,用压缩空气彻底喷吹一遍,清除浮尘,表面要保持干燥。缺损处用101#胶修补,如缺损大,可在悬挂钢板时充填粒径5-10㎜干燥、洁净的石子,使其与GROUT胶结合为一体。暴露或锈蚀的钢筋要除锈并刷防护涂料;
  5.3.2.在钢板上钻膨胀螺栓孔和注入孔(直径10㎜),注入孔数量一般按4~5个/㎡确定;
  5.3.3.采用放样法确定拱肋底表面上悬挂钢板螺栓的钻孔位置;
  5.3.4.对钢板的两面进行喷砂除锈,用丙酮擦拭,除去灰尘、油污;
  5.3.5.在钢板贴合面上每个螺栓孔周围用101#胶粘贴上厚4㎜小螺母,用于控制灌注胶层厚度和保证螺栓时钢板不变形;
  5.3.6.在支架上将钢板托起悬挂在各螺栓上,拧紧螺母;
  5.3.7.在钢板的两长边每隔约50cm插入一根长约12cm,内径7mm的软塑料管作为排气管,插入钢板内约8㎝,钢板的四角处也应设排气管;
  5.3.8.在注入座、钢板周边、螺栓与钢板间间隙处,用抹刀抹101#胶,密封要认真仔细,杜绝气泡、砂眼等缺陷;
  5.3.9.密封材料固化后,采用脚踏泵或其它注入工具,由位置低处到高处逐一注入GROUT,注入压力要求大于10㎏/㎝²。一边注入一边用橡皮锤敲击钢板,由声音判断是否注满。最后一个排气管要在维持注入压力的情况下封堵,以防胶层出现空洞;
  5.3.10.GROUT胶自然养生约24小时后,切断排气管,铲除注入座;
  5.3.11.在钢板表面作钢板防护防水面层。
  钢板贴合加固方法的优点:
  我国贴钢板技术一般均是采用稠状的粘接剂,像贴纸张一样的作业办法,它不可避免的会产生气泡及粘接面积最多只能达到65%,而我们采用钢板固定封边压力灌注法,显然以上的两个缺点转换成了相对的优点,由下而上的液体赶走了型腔中的气泡,液状的高分子粘接剂通过压力及重力自动地充满任何一缝隙空间,使混凝土、粘接剂、钢板混为一体,接合率至少在95%以上。不言而喻,此方法完全能够保证补强的质量。
    6.检测结果
  该桥加固完成后由重庆市公路质检站进行静动载检测,加固后本桥荷载可达汽-20标准,拱肋处封闭裂缝无开裂现象且无新裂缝产生。远远超过加固设计汽-10级标准,达到了加固的预期目的。施工中采用的混凝土结构裂纹修补“壁可”注入法及混凝土桥梁结构钢板贴合加固法得到了专家的认可。
    7.结束语
  利用“壁可”注入法加固技术对有裂缝桥梁加固是延长旧桥使用寿命的一种较好方法,可延长其使用寿命达50年之久。有很好的推广价值,主要表现在:
    7.1.安全可靠:灌注裂缝胶水可通过注入器压力达到任何可通过孔洞,达到密闭效果,同时其强度超过C30砼。
  7.2.适用面广:对于公路路面、桥涵、铁路桥涵、港口、水道等维修工程都可应用。
  7.3.快速经济:本方法加固工程施工工期短,恢复通车快,同时节约了再建费用。

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