橋梁裂縫處理及加固技術應用
2015-09-07
1裂縫表面封閉修補法
?。?）填縫：根據(jù)裂縫寬度分別用勾縫刀、抹子、刮刀等工具進行操作，所用灰漿通常采用1：2.5或1：3水泥砂漿，不得低于砌筑灰漿的強度。
?。?）表面抹灰：是用水泥漿、水泥砂漿、環(huán)氧基液及環(huán)氧砂漿等材料涂抹在裂縫部位的磚石砌體或混凝土表面上的修補方法。
1）水泥砂漿涂抹：將裂縫附近的混凝土表面鑿毛，使糙面平整并清潔，為使混凝土表面不能有流水，用純水泥漿涂刷一層底漿，再將水泥砂漿一次或分幾次抹完（應總厚度而定）。
2）環(huán)氧砂漿涂抹：①先在裂縫上口鑿一V形槽并盡量平整；②用鋼絲刷或竹刷清縫，并鑿去浮渣；③在裂縫郊周涂一層環(huán)氧漿液；④嵌入環(huán)氧砂漿，用刮刀使其平面與原混凝土面齊平。
3）鑿槽嵌補：是沿混凝土裂縫鑿一條深槽，在槽內(nèi)嵌補各種粘結材料，如環(huán)氧砂漿、瀝青、甲基丙稀酸脂類化學補強劑（甲凝）等的修補方法，槽形根據(jù)裂縫位置和填補材料而定。
4）表面噴漿：采用無筋素噴漿、技網(wǎng)噴漿，或掛網(wǎng)噴漿結合鑿槽嵌補等修補方法。噴漿的結構表層應仔細敲擊，若發(fā)現(xiàn)剝離的部分應當敲碎并除去。為使噴涂層粘牢固，最好把裂縫鑿成v形槽。噴漿以前先用水沖洗結構物表面，并在始噴漿之前先把基層濕潤一下，然后開始噴漿。
2裂縫壓力灌漿修補法
主要用于裂縫多且深入結構內(nèi)部或結構有空隙的修補，按灌漿材料的不同分為二類：
?。?）水泥灌漿：①.對修補部位裂縫再仔細檢查一遍，以便確定修補數(shù)量、范圍、鉆孔孔眼位置及漿液數(shù)量；②.鉆孔時，不得順裂縫鉆孔，孔深穿過裂縫面0.5cm以上（指墩臺部分），孔眼開好須進行清孔，用大氣泵吹干；③.漿液灌人砌體或混凝土中時，灌漿前應把裂縫和孔隙塞好，進行止?jié){或堵漏處理。
?。?）化學灌漿：主要是防滲止水和加固補強，其施工要求：①.裂縫的檢查及清理；②.鉆眼埋嘴；③.嵌縫止?jié){。封閉嚴密程度是壓漿補強成敗的關鍵，其辦法：可沿縫用人工或風鎬鑿成v型槽，寬度5～10cm，深3～5cm，并清除槽內(nèi)松動的混凝土碎屑及粉塵，向槽內(nèi)塞水泥砂漿。
3表面粘貼修補法
它是指用膠粘劑把玻璃布等材料粘貼在裂縫處混凝土上，既封閉裂縫，又提高結構的強度和剛度。（1）先將混凝土的表面鑿毛，并沖洗干凈，使表面無油污灰塵，若表面不平整，可先用環(huán)氧秒漿抹平；（2）粘貼時，先在粘貼面上均勻則一層環(huán)氧基液（不能有氣泡產(chǎn)生），展開、掄直玻璃和放置并抹平使之緊貼在混凝土面上，再用刷子或其他工具在玻璃布上刷一遍，使環(huán)氧基液浸透玻璃布溢出，接著又在玻璃布上刷環(huán)氧基液；（3）按同樣方法粘貼第二層玻璃布，但上層玻璃應比下層玻璃稍寬1～2cm，以便壓邊。
4橋梁外包混凝土加固法
它是通過增大構件的截面和配筋，以提高構件的強度、剛度、穩(wěn)定性并減少裂縫寬度。對于梁橋、拱橋、剛架橋、墩臺、基礎等，在條件許可的情況下采用該方法加固。外包混凝土加固橋梁時，應滿足以下要求：（1）新澆砼厚度≥40mm，用噴射砼≥50mm，用砼補強受壓新砼的厚度≥150mm，且原砼表面應鑿成凹凸深度>6mm的粗糙面；（2）配制砼的石子宜用堅硬耐久的碎石，其最大粒徑≤20mm；（3）結合面的連結鋼筋面積≥結合面面積的0.2%；（4）當采用鋼筋補強時，縱向受力鋼筋的直徑≥Ф16，封閉式箍筋直徑≥Ф10，U形箍筋直徑宜與原有箍筋直徑相同；（5）用型鋼和鋼板補強時，應將其和原結構的鋼筋進行連結，或用錨栓與原結構鏈接，使參與原結構共同受力；（6）加固的受力鋼筋與原構件的受力鋼筋間的凈距≤20mm，并用短筋焊接連接，箍筋采用封閉的或U形的箍筋。
5橋梁鋼板粘貼加固法
由于交通量的增加，主梁承載力不足，或縱向主筋出現(xiàn)嚴重的銹蝕，或梁板橋的主梁出現(xiàn)嚴重橫向裂縫，此時，用粘結劑及錨栓將鋼板粘貼錨固在砼結構的受拉區(qū)或薄弱部位，使其與結構形成整體，以鋼板代替增設的補強鋼筋，提高橋梁的承載能力與耐久性。其特點為：（1）不需要破壞被加固的原結構的外形；（2）施工工藝簡單，施工質(zhì)量易于控制；（3）施工工期短，較經(jīng)濟，是一種簡便的加固方法；（4）不足之處是粘結劑的質(zhì)量及耐久性是影響加固效果的主要因素。
6噴錨混凝土加固法
它是將錨筋折入待補強部位的結構內(nèi)，掛設補強鋼筋網(wǎng)，再噴射一定厚度的砼，形成與原結構共同受力的組合結構。通過高速噴射到已錨固好鋼筋的受噴面上，凝結硬化后形成一種鋼筋砼；砼在高速噴射時，水泥漿與集料的反復連續(xù)撞擊使砼密實，噴錨砼與舊砼的粘結強度為0.7～2.8Mpa。近年來，鋼纖維混凝土替代了傳統(tǒng)的掛網(wǎng)噴射砼，為橋梁加固提供了更為方便和簡捷的手段。摻入鋼纖維后，除了砼的抗拉強度和主要由拉應力控制的抗彎、抗剪和抗扭等強度有明顯的提高外，特別值得指出的是鋼纖維混凝土的摻入大大提高了混凝土的韌性，將脆性的混凝土材料變?yōu)榫哂形兆冃文芰Φ牟牧?。噴錨砼加固舊橋應遵循以下原則：（1）恒載內(nèi)力（包括新噴射的混凝土）應按原構件的截面進行計算；（2）活載內(nèi)力則按加大后的組合截面計算內(nèi)力；（3）使用極限狀態(tài)仍按彈性理論進行內(nèi)力或應力疊加計算；（4）強度驗算按照噴射截面占原截面的比率；（5）進行加固前，對舊橋的原始情況以及病害原因，對舊橋的基本承載能力作出評估；（6）噴射混凝土與鋼筋的強度等級，要高于原結構的強度等級。
7改變結構受力體系的加固法
它是通過改變橋梁結構受力體系，達到提高橋梁的承載能力的目的，以減少控制截面的內(nèi)力為目的進行加固。就拱橋加固，通過體系轉(zhuǎn)換法將單純拱的受力狀態(tài)改變?yōu)楣傲航M合體系受力狀態(tài)，即將拱上建筑變?yōu)榱菏浇Y構，拱梁組合體系受力狀態(tài)較單純拱更為均勻。改變結構體系加固常用的方法：（1）在簡支梁下增設支架或橋墩；（2）把簡支梁和簡支梁加以連接，即簡支梁結構改變?yōu)檫B續(xù)梁結構；（3）在梁下增設鋼桁架等加勁或疊合梁；（4）在拱橋上增設鋼梁等。 8體外預應力加固法
主要用于梁式橋（包括簡支梁、懸臂梁、連續(xù)體系梁橋等）正常使用極限狀態(tài)超限的結構，通過對舊橋施加體外預應力，能夠達到減少或消除裂縫，減小梁體下?lián)?，改善結構各截面應力狀態(tài)的目的。其優(yōu)點是：（1）在自重增加很小的情況下可大幅度改善和調(diào)整原結構的受力狀況，提高結構剛度、抗裂性；（2）由于自重增加小，對墩臺及基礎受力狀況影響很小，可節(jié)省對墩臺及基礎的加固，節(jié)省加固投資；（3）在不限制通車營運的情況下進行加固施工，有較好的社會效益；（4）預應力加固后使預應力永遠保留。體外預應力加固舊橋的原理是通過在梁體外設鋼質(zhì)的拉桿或撐桿，并與被加固梁體錨固連接，在施加預應力，強迫后加拉桿受力，從而改變原結構內(nèi)力分布，降低原結構應力水平，使結構承載力顯著提高，且可減少結構變形，縮小裂縫寬度甚至閉合。因此，既適用于通行重車時的臨時加固，也可作為提高橋梁承載力的永久加固措施。
9減輕拱上自重加固法
它是一種調(diào)整拱上恒載分布的手段，是為了恢復和提高原橋的承載能力。調(diào)整拱上恒載分布是針對主拱圈變形過大，通過調(diào)整拱上恒載的辦法來調(diào)整拱軸線與壓力線；采用減輕拱上建筑的自重，則主要是針對某些雙曲拱橋的基礎承載能力較低，通過這一措施降低對基礎承載力的要求。其方法：（1）降低橋面標高，減少以至取消拱上填料，或使用輕質(zhì)拱上填料；（2）將腹拱的重力式橫墻挖空，或改建為鋼筋混凝土立柱；（3）用預制的鋼筋混凝土微彎板、空心板等輕型橋面取代笨重的腹拱體系；（4）采用鋼筋混凝土剛架或桁架式拱上建筑。
10橋面補強層加固法
在梁頂上先鑿除舊橋面，加鋪一層鋼筋混凝土層，使其與原有主梁形成整體，增大主梁有效高度和抗壓截面強度，改善橋梁荷載橫向分布能力，從而提高橋梁的承載能力的目的。
總之，在舊橋加固改造工程中，盡管每座舊橋梁的情況不相同，具有各自不同的特點，但也存在一定的共性。我們應遵循橋梁加固、改造工作的共性，既要借鑒《混凝土結構加固技術規(guī)范》，又要結合具體橋梁的特殊性，在實踐中發(fā)揮積極性和作出創(chuàng)造性，不斷進取和探索，采用最先進技術和材料，在舊橋利用、加固、改造中，創(chuàng)造和總結出多種切實可行的方法，使舊橋繼續(xù)發(fā)揮固有的使用功能。
