箱梁加固技術(shù)在高架橋中的應(yīng)用

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一、箱梁加固的背景

橋梁是確保馬路暢通的咽喉，而其承載能力和通行能力，更是交流全線的關(guān)鍵。然而有時(shí)由于設(shè)計(jì)施工的某些不合理性，需要對(duì)橋梁重新舉行加固處理。相應(yīng)地，自20世紀(jì)七、八十年月以來，橋梁加固技術(shù)在世界范圍內(nèi)已成為橋梁建設(shè)中的一項(xiàng)重要討論課題。大量的文獻(xiàn)表明，橋梁加固能帶來顯然的經(jīng)濟(jì)效益和使用價(jià)值。

二、工程簡(jiǎn)介

仙岳路是廈門市東西走向的迅速路，銜接廈門島的兩條重要出島通道——翔安隧道與海滄大橋，與勝利大道構(gòu)成廈門市道路網(wǎng)的主要干道。按照廈門市仙岳路改造工程的總體部署，改造部分的仙岳路段有三座跨線橋：嘉禾路跨線橋、蓮岳路跨線橋、湖濱東路跨線橋。這三座跨線橋施工設(shè)計(jì)為實(shí)行頂升的方式調(diào)節(jié)現(xiàn)有跨線橋的標(biāo)高和曲線，從而實(shí)現(xiàn)與新建高架橋的相接。因?yàn)闃蛄喉斏笙淞喉斆娓叱膛c設(shè)計(jì)高程仍存在一定的差值，為使改造后的橋梁縱斷面現(xiàn)行滿足迅速路要求，需利用設(shè)置混凝土調(diào)平層來調(diào)節(jié)，設(shè)置后最大調(diào)平層厚度為41cm。因?yàn)檎{(diào)平層較厚，勢(shì)必增強(qiáng)箱梁自重，經(jīng)過對(duì)現(xiàn)狀混凝土箱梁舉行檢算后，邊跨原有預(yù)應(yīng)力布置不能滿足受力要求，必需對(duì)既有箱梁的邊跨舉行加固處理，加固計(jì)劃采納體內(nèi)預(yù)應(yīng)力法。

三、施工計(jì)劃

本次改造工程共涉及第五聯(lián)、第三十聯(lián)兩聯(lián)，第五聯(lián)為4×35m預(yù)應(yīng)力混凝土箱梁，第三十聯(lián)為4×36m預(yù)應(yīng)力混凝土箱梁。其中兩聯(lián)的兩個(gè)邊跨需要舉行體內(nèi)預(yù)應(yīng)力加固。在每個(gè)邊跨的每條中腹板兩側(cè)布置2束12φs15.20mm型預(yù)應(yīng)力索，按體內(nèi)預(yù)應(yīng)力束布置，即沿箱梁縱向設(shè)置一道縱梁，將預(yù)應(yīng)力束包裹在內(nèi)。預(yù)應(yīng)力束端部設(shè)置齒塊，張拉錨固后，對(duì)預(yù)應(yīng)力管道舉行壓漿處理。

第五聯(lián)兩個(gè)35m跨每箱室均布置2束預(yù)應(yīng)力索，每束26.5米長(zhǎng)，共有三個(gè)箱室，共計(jì)12束，第三十聯(lián)兩個(gè)35m跨每箱室均布置2束，每束27.5米長(zhǎng)，共有三個(gè)箱室，共計(jì)12束。預(yù)應(yīng)力束采納抗拉強(qiáng)度標(biāo)準(zhǔn)值fpk=1860Mpa的高強(qiáng)低松弛鋼絞線，錨下控制應(yīng)力σcon=1300Mpa,錨具采納15-12型群錨系統(tǒng)。新增縱梁利用植筋與箱梁底板銜接在一起，植筋間距在端部2米范圍內(nèi)為10cm,中間段為30cm，鋼筋直徑φ16，抗拔力不小于40KN。縱梁混凝土采納C55混凝土。

四、施工工藝

箱梁加固的施工流程為：施工預(yù)備→箱室內(nèi)鑿毛清理→植筋→綁扎鋼筋，預(yù)埋波紋管和喇叭管→穿預(yù)應(yīng)力鋼束→安裝縱梁模板→澆筑縱梁混凝土→舉行預(yù)應(yīng)力張拉、錨固→壓漿、封錨。

箱梁加固詳細(xì)的施工工藝如下：

1.施工預(yù)備：

施工前，為便于人員施工，需在各聯(lián)橋面每箱室的適當(dāng)位置各鑿2個(gè)人孔，鑿人孔時(shí)盡量避免預(yù)應(yīng)力及一般鋼筋，人孔設(shè)在頂板1/4跨處。

各項(xiàng)暫時(shí)設(shè)施、動(dòng)力、照明、通風(fēng)、平安設(shè)施、施工機(jī)具、人員進(jìn)場(chǎng)。

所用的原材料，嚴(yán)格按設(shè)計(jì)要求和規(guī)范規(guī)定舉行檢測(cè)。

2.箱室內(nèi)鑿毛清理

按照設(shè)計(jì)圖紙對(duì)每道預(yù)應(yīng)力縱梁舉行放樣，然后用空壓機(jī)舉行鑿毛，清理。

3.植筋

鉆孔

按照設(shè)計(jì)圖紙測(cè)出植筋位置，彈出十字線舉行中心標(biāo)記，植筋間距在端部2米范圍內(nèi)為10cm,中間段30cm。鋼筋直徑為φ16，鉆孔直徑為φ20。按照測(cè)量的精確?????位置，用專業(yè)鉆具鉆進(jìn)。鉆孔時(shí)保證孔道順直，鉆孔深度21cm，植筋深度20cm。鉆孔時(shí)注重避免梁體鋼筋，全部鉆孔位置設(shè)計(jì)時(shí)已經(jīng)考慮了避免既有箱梁的預(yù)應(yīng)力鋼筋。鉆孔時(shí)，鉆頭必需始終與鉆孔面保持垂直。

清孔

鉆孔完成后，可舉行清孔操作。清孔的目的是要吹清孔內(nèi)粉塵，采納專用毛刷和吹風(fēng)機(jī)協(xié)作舉行。清孔時(shí)用“四吹三刷”法，即先吹清孔浮塵，然后用專用毛刷清刷孔壁，清刷時(shí)毛刷在孔內(nèi)抽拉轉(zhuǎn)動(dòng)，如此反復(fù)吹刷，清理整潔孔內(nèi)粉塵。質(zhì)量控制關(guān)鍵為孔洞必需清掃整潔，以增加孔壁與結(jié)構(gòu)膠的粘結(jié)力。

鋼筋處理

鋼筋采納鋼絲刷除去表面鐵銹和氧化層。質(zhì)量控制關(guān)鍵是鋼筋植入部分表面整潔，以增強(qiáng)與結(jié)構(gòu)膠的粘結(jié)力。

注膠

清孔完畢準(zhǔn)時(shí)舉行注膠，避開雜物掉落堵孔。植筋膠采納天力信注射式植筋膠TLS-200，按照產(chǎn)品說明書確定詳細(xì)辦法，普通液體狀膠可用手持式自動(dòng)壓力灌漿器舉行注膠操作。拉動(dòng)拉桿，將植筋膠拌合物吸入內(nèi)囊，注膠時(shí)要注重排解鉆孔內(nèi)的空氣，將注膠嘴伸入鉆好的植筋孔孔底，推進(jìn)拉桿使膠料注入孔內(nèi)，邊推拉桿邊向孔外拔灌漿器，直至灌漿器注膠嘴抽出至離孔口1/3孔深時(shí)方可停止注膠，以植入拉結(jié)筋后膠液略有被擠出為度。一次植筋膠拌合物注膠完成后，應(yīng)把套筒、彈簧、拉桿用丙酮清洗整潔，以利再用。質(zhì)量控制關(guān)鍵是從底開頭注膠，膠體不得有氣泡存在。

植筋：植筋應(yīng)在注膠完成后立刻舉行。為保證膠體飽滿，注膠完成后，將加工好的N1鋼筋或N2鋼筋徐徐旋轉(zhuǎn)插入植筋孔，并調(diào)節(jié)到豎直位置。操作時(shí)要邊插入邊沿一定方向轉(zhuǎn)動(dòng)多次，以使植筋膠與拉結(jié)筋和混凝土孔壁表面粘結(jié)密實(shí)。拉結(jié)筋要插入孔道最深處，常溫下保證一天不擾動(dòng)。質(zhì)量控制關(guān)鍵是鋼筋必需緩慢旋入。

同時(shí)，對(duì)所植鋼筋舉行抗拔實(shí)驗(yàn)，確保其抗拔力滿足設(shè)計(jì)要求，抽檢頻率為1%且不小于3件。

4.綁扎鋼筋、安裝波紋管

對(duì)橋面加工成型好的鋼筋舉行系統(tǒng)編號(hào)，按梁段施工挨次，由人孔進(jìn)入箱體舉行綁扎。為保證預(yù)應(yīng)力管道位置和曲線外形符合設(shè)計(jì)要求及澆筑砼后管道順暢，施工中對(duì)波紋管的安裝要非常當(dāng)心謹(jǐn)慎，嚴(yán)禁施焊或用力碰撞擠壓。管道接長(zhǎng)可用略大一些的波紋銜接管套接，銜接管長(zhǎng)度約需接長(zhǎng)管道內(nèi)徑的6倍，將接縫處用防水膠帶裹緊。

為保證預(yù)應(yīng)力管道定位精確?????牢固，嚴(yán)格按施工圖所示的鋼束大樣設(shè)置定位鋼筋的縱向間距。為了防止?jié)仓r(shí)上浮，擬用“井”字形定位架，將管道與鋼筋骨架固定，管道軸線必需與錨板端面垂直。

5.穿預(yù)應(yīng)力鋼束

用切割機(jī)將鋼絞線按設(shè)計(jì)長(zhǎng)度切割下料。

穿束前先用壓力空氣機(jī)吹凈孔道，使孔道暢通無水份和雜物。穿束后，檢查波紋管道是否有破損，若有破損通過封箱紙準(zhǔn)時(shí)修補(bǔ)、防漏。排氣管、壓漿管設(shè)置在管道兩端。

6.安裝縱梁模板

采納木模板，模板在現(xiàn)場(chǎng)拼裝，模板的接縫必需密合，如有縫隙，采納107膠阻塞嚴(yán)密，以防漏漿。

7.澆筑縱梁混凝土

縱梁混凝土采納C55混凝土。

澆注砼時(shí)，實(shí)行汽車泵送至橋面人孔內(nèi)再輔助人工澆筑。

1）砼泵送前先泵送清水潤(rùn)濕管壁，再泵送砂漿洗滌管內(nèi)殘余沾粘物，以削減管壁對(duì)砼的摩阻力。

2）保持泵送的延續(xù)性，每間隔10min泵送一二個(gè)行程，以防產(chǎn)生堵管，一旦發(fā)覺堵管，準(zhǔn)時(shí)舉行排解，

3）砼采納插入式振搗器振實(shí)。

8.預(yù)應(yīng)力張拉、錨固

當(dāng)箱梁的頂升工作所有完成，縱梁混凝土強(qiáng)度達(dá)到設(shè)計(jì)強(qiáng)度的90%，且齡期達(dá)到7天以后,便對(duì)梁體舉行張拉。張拉時(shí)采納張拉力與引伸量來舉行雙控，當(dāng)張拉力達(dá)到控制力時(shí)，實(shí)際引伸量應(yīng)控制在理論引伸量的±6%范圍內(nèi)，若超出范圍則應(yīng)暫停張拉，等查明緣由并實(shí)行措施予以調(diào)節(jié)后，方可繼續(xù)張拉。

張拉程序:0→初應(yīng)力10%σcom→20%σcom→σcom→大小油缸回零

預(yù)應(yīng)力束在張拉控制應(yīng)力達(dá)到穩(wěn)定后千斤頂回油錨固，錨固后的預(yù)應(yīng)力束外露長(zhǎng)度不得小于30mm，多余的預(yù)應(yīng)力鋼絞線用砂輪切割機(jī)割除。

預(yù)應(yīng)力鋼束張拉時(shí)要盡量避開浮現(xiàn)滑絲、斷絲現(xiàn)象，應(yīng)確保在同一截面上的斷絲率不大于1%，而且限定一根鋼絞線斷絲不得超過1根。

9.壓漿、封錨

壓漿

真空壓漿的施工：壓漿之前，在孔道的一端采納真空泵抽吸預(yù)應(yīng)力孔道中的空氣，使之產(chǎn)生0.08Mpa以上的真空度，然后用壓力泵以≥0.7Mpa正壓力將水泥漿從孔道的另一端壓入，直至彌漫整條孔道。因?yàn)榭椎纼?nèi)惟獨(dú)極少的空氣，很難形成氣泡，同時(shí)因?yàn)榭椎琅c壓漿泵之間的正負(fù)壓力差，有效提升了預(yù)應(yīng)力孔道壓漿的飽滿度和密實(shí)度。

封錨

管道壓漿完成、水泥漿達(dá)到設(shè)計(jì)強(qiáng)度后，安裝封錨鋼筋網(wǎng)片并與錨板銜接，安裝模板，舉行封錨混凝土灌注。封錨混凝土強(qiáng)度與梁體強(qiáng)度相同，坍落度為8～10cm為宜，宜采納5～10mm骨料，振搗應(yīng)密實(shí)，澆注后應(yīng)舉行有效養(yǎng)護(hù)，防止浮現(xiàn)裂紋。

封錨工序?yàn)椋哄^穴周邊混凝土鑿毛→清掃并潮濕→混凝土填塞→抹平表面

五、施工注重事項(xiàng)

1.因?yàn)橄淞旱装逦┆?dú)25cm，而植筋鉆孔深度為21cm，故在鉆孔時(shí)要實(shí)行措施控制好鉆孔深度，避開鉆機(jī)鉆穿底板。

2.在對(duì)縱梁舉行鑿毛時(shí)因?yàn)闀?huì)產(chǎn)生較大的粉塵，而箱室內(nèi)空間較狹小、呈封閉式結(jié)構(gòu)，只靠幾個(gè)人孔通風(fēng)，故鑿毛前施工人員要帶好口罩，并事先在人孔位置安置鼓風(fēng)機(jī)，做好通風(fēng)排塵措施。

3.在對(duì)縱梁混凝土舉行澆筑時(shí)因?yàn)檎?dāng)夏季，同時(shí)澆筑混凝土?xí)r會(huì)產(chǎn)生較大的水化熱，工人在箱室內(nèi)澆筑混凝土?xí)r要做好降溫措施，澆筑時(shí)光盡量挑選在晚上，同時(shí)澆筑前在箱室內(nèi)要事先放好冰塊，以起到降溫效果。

六、結(jié)語

本文以仙岳路高架橋箱梁加固工程為實(shí)例，介紹了體內(nèi)預(yù)應(yīng)力技術(shù)在箱梁