橋梁加固工法

/沿海地區(qū)受潮汐氯離子侵蝕橋梁加固工法一、前言對(duì)病害橋梁進(jìn)行加固補(bǔ)強(qiáng)、增加耐久性，最大程度利用現(xiàn)有資源，保證其運(yùn)用平安，延長(zhǎng)其運(yùn)用壽命是當(dāng)今國(guó)際工程界關(guān)注的重大課題之一。目前，我國(guó)已有確定數(shù)量的橋梁發(fā)生老化，危橋逐年增多，對(duì)危橋加固已成為橋梁設(shè)計(jì)、探討、管理部門(mén)的當(dāng)務(wù)之急。我國(guó)自上世紀(jì)70年頭起先對(duì)舊橋加固改造技術(shù)進(jìn)行探討，目前已有多種橋梁加固的形式及方法：如加大截面加固法、體外預(yù)應(yīng)力加固法、外部粘貼鋼板加固法和粘貼碳纖維加固法等。2006年，江蘇淮陰水利建設(shè)集團(tuán)有限公司依據(jù)交通部公路科學(xué)探討所、山東省濟(jì)南高校的方案在煙威高速公路金山港大橋加固工程施工中，接受含鋇硫鋁酸鹽水泥混凝土替換受病害混凝土同時(shí)加大橋墩截面的方法，為沿海地區(qū)受氯離子侵蝕而發(fā)生病害需進(jìn)行加固的橋梁供應(yīng)了可借鑒的閱歷。二、工法特點(diǎn)1、接受含鋇硫鋁酸鹽水泥混凝土滿足防滲透及防氯離子侵蝕要求。2、用加大截面方法加固橋梁，可以提高構(gòu)件的耐久性、穩(wěn)定性并減小病害發(fā)展，一般梁橋在條件允許的狀況均可接受此方法進(jìn)行加固。三、適用范圍本工法適用于沿海地區(qū)橋墩干脆浸泡于海水中，長(zhǎng)期受海水及氯離子侵蝕，鋼筋混凝土構(gòu)件出現(xiàn)混凝土剝落、鋼筋銹蝕、順筋開(kāi)裂等病害，且病害并未影響橋梁結(jié)構(gòu)承載實(shí)力，僅需進(jìn)行耐久性加固的橋梁。四、工藝原理接受含鋇硫鋁酸鹽水泥混凝土對(duì)橋墩病害區(qū)表面松散的、含鹽量高的混凝土進(jìn)行替換，同時(shí)加大橋墩截面提高抗氯離子滲透和混凝土抗腐蝕實(shí)力。五、施工工藝（一）工藝流程（見(jiàn)圖1）施工施工準(zhǔn)備鋼圍堰安裝混凝土封底舊混凝土鑿除鋼筋除銹及防銹處理鉆孔、植筋鋼筋網(wǎng)布置新混凝土澆筑混凝土養(yǎng)生新澆混凝土表面耐久性處理圖1工藝流程圖（二）、鋼圍堰制作安裝1、鋼圍堰制作：鋼圍堰接受8mm鋼板卷制，背面用8#槽鋼作為支撐，車(chē)間分節(jié)分片加工，護(hù)桶接頭用法蘭邊螺絲連接，法蘭邊接受80*80*8角鋼制作?？紤]到海浪和潮汐因素，圍堰做成三節(jié)，底節(jié)高度為3m，上兩節(jié)高度各為1.5米。為防止圍堰變形，提高圍堰穿透力，在圍堰下節(jié)底部外側(cè)加焊厚度12mm、寬2、鋼圍堰安裝：落潮時(shí)灘地露出水面位置的橋墩，選擇在潮汐水位最低時(shí)，用挖掘機(jī)，把橋墩及系梁四周的碎石清理到需處理的高程，并用人工進(jìn)行整平，整平后，用吊車(chē)把圍堰分節(jié)吊到橋下，然后用手動(dòng)葫蘆把圍堰拉到位置，進(jìn)行拼裝。將鋼圍堰拼裝連接成形，每片圍堰的接頭之間用橡膠墊圈止水，螺絲緊固，運(yùn)用20型振動(dòng)錘進(jìn)行振動(dòng)下沉，假如下沉不志向，考慮運(yùn)用高壓水槍沖沙引導(dǎo)，但要留意保持相對(duì)平衡，第一節(jié)圍堰安裝到位后，分片分塊接著把其次、三節(jié)圍堰安裝到位，接著下沉到志向施工位置。落潮時(shí)灘地不露出水面位置的橋墩，用戰(zhàn)備浮箱搭設(shè)水中平臺(tái)，再進(jìn)行鋼圍堰的拼裝、下沉，待圍堰平衡穩(wěn)定后，在圍堰內(nèi)拋砂袋，將砂袋拋到所須要的高度后，即進(jìn)行砼封底。（三）、圍堰內(nèi)排水、封底圍堰安裝到位后，利用低潮位時(shí)間，對(duì)圍堰外側(cè)進(jìn)行相對(duì)整平，對(duì)可能滲水的地方用粘土、棉胎進(jìn)行覆蓋，用沙袋壓實(shí)，圍堰內(nèi)用大功率泥漿泵或潛水電泵進(jìn)行排水，圍堰內(nèi)海水排干后即對(duì)橋柱進(jìn)行封底施工，接受C25一般混凝土進(jìn)行封底?；炷两邮芰锿矎臉蛎嫒雮}(cāng)。封底時(shí)在圍堰兩頭設(shè)置固定井點(diǎn)排水孔，封底基槽開(kāi)挖到位后鋪設(shè)防水化纖彩條布，砼添加快凝早強(qiáng)添加劑，防止海水浸蝕而影響砼強(qiáng)度。（四）、橋柱、系梁腐蝕混凝土鑿除依據(jù)施工要求并結(jié)合實(shí)際狀況，在對(duì)橋柱、橋臺(tái)周邊進(jìn)行砼封底以后，確保圍堰內(nèi)不進(jìn)水，組織工人對(duì)橋柱系梁被腐蝕的砼表層進(jìn)行清理，接受空壓機(jī)和人工鑿除相結(jié)合，先用空壓機(jī)及風(fēng)鎬鑿除到鋼筋，然后再用人工鑿除到設(shè)計(jì)深度，砼鑿除深度嚴(yán)格按設(shè)計(jì)要求限制，留意被清除砼表面要相對(duì)平整，然后人工用鋼絲刷和空壓機(jī)對(duì)表面進(jìn)行清理，不殘留有松動(dòng)的殘?jiān)皆诒砻?。鑿除后的的混凝土，?yán)禁浸入海水中。如浸入海水，則需再鑿除掉表層浸過(guò)海水的混凝土。（五）、鋼筋除銹及防銹處理舊混凝土鑿除后，用手持式磨光機(jī)安裝鋼絲球?qū)︿P蝕的鋼筋進(jìn)行除銹處理，處理過(guò)的鋼筋表面涂Sika903阻銹劑。對(duì)鋼筋截面面積銹蝕超過(guò)5%的，做補(bǔ)筋處理，后補(bǔ)鋼筋和原鋼筋進(jìn)行點(diǎn)焊搭接。（六）、鉆孔及植筋鉆孔用手持式?jīng)_擊鉆進(jìn)行，鉆孔直徑為16mm，鋼筋植入深度為10cm，鉆孔依據(jù)圖紙及實(shí)際狀況布置孔位，環(huán)柱子方向在原墩柱每?jī)筛摻钪g鉆孔，上下按圖紙尺寸鉆孔。植埋鋼筋前，用毛刷及清潔壓縮空氣清孔至無(wú)粉塵的清潔狀態(tài)。植筋接受JN-Z植筋錨固膠，用施膠槍向植筋孔內(nèi)填膠，填膠從孔底向孔口逐步填膠，以保證孔內(nèi)空氣排出、注膠飽滿，每孔注膠量略大于理論需膠量。將鋼筋旋轉(zhuǎn)插入至孔底，保證孔口溢膠并留意防止漏膠。所植鋼筋表面涂Sika903阻銹劑做防銹處理。（七）、鋼筋網(wǎng)布置鋼筋為縱向Φ12，每根橋墩勻整排列24根；環(huán)向Φ10，間距為15cm?？v向鋼筋和植筋焊接連接，環(huán)向鋼筋和縱向鋼筋的連接接受焊接或綁扎，搭接點(diǎn)的連線和豎向垂直線的夾角不小于60度。鋼筋網(wǎng)涂Sika903阻銹劑作防銹處理。（八）、混凝土澆筑及養(yǎng)護(hù)1、模板安裝：模板為定制的鋼模板，安裝前在鋼模板上下口各對(duì)稱(chēng)焊接四根伸出模板10cm槽鋼或鋼管，在每根槽鋼上焊接一根頂絲，用于和未被拆除部位的橋墩頂固，以保證模板安裝時(shí)的中心位置和原橋墩的中心位置相吻合。模板安裝時(shí)用吊車(chē)配以人工手拉葫蘆將每片模板吊裝到位進(jìn)行拼裝，拼裝時(shí)用海綿壓縫，嚴(yán)防漏漿。2、混凝土材料及協(xié)作比：加固接受C40含鋇硫鋁酸鹽水泥混凝土，細(xì)集料選用質(zhì)地堅(jiān)硬、級(jí)配良好的水洗河砂，細(xì)度模數(shù)2.6～2.8，含泥量小于1%；粗集料選用最大粒徑不大于20mm、質(zhì)地堅(jiān)硬的石灰石、花崗石等碎石，含泥量不大于1%。拌和運(yùn)用無(wú)污染淡水?；炷羺f(xié)作比見(jiàn)表1。含鋇硫鋁酸鹽水泥I級(jí)球型粉煤灰礦渣水膠比水洗中砂水洗碎石（5～20mm）外加劑360kg/m345kg/m345kg/m30.33778kg/m31074kg/m31.8%表1C403、混凝土澆筑（1）、混凝土澆筑的準(zhǔn)備鑿除后混凝土基面清潔干凈，表面無(wú)松散的雜物、碎片，澆筑前用含鋇硫鋁酸鹽水泥凈漿在鑿除后的基面上勻整涂刷一遍作為界面劑?；炷翝仓埃瑢?duì)用于澆筑的原材料；固定塑性混凝土成型的模板；將被隱藏覆蓋的鋼筋等進(jìn)行系統(tǒng)的檢查，確保上述各項(xiàng)內(nèi)容符合澆筑的要求，對(duì)場(chǎng)內(nèi)參和澆筑的各種施工設(shè)備進(jìn)行維護(hù)、保養(yǎng)，以保證澆筑時(shí)設(shè)備運(yùn)行良好。（2）、混凝土拌和、計(jì)量及運(yùn)輸混凝土拌和均接受場(chǎng)內(nèi)拌和，混凝土坍落度15cm。拌和按設(shè)計(jì)的協(xié)作比拌和混凝土，各組成材料分別按重量過(guò)磅，秤量精確，各組成材料的偏差允許范圍為：水泥，摻合材料±1%；水，外加劑±1%骨料±1%施工時(shí)，對(duì)骨料的含水量跟班專(zhuān)人測(cè)定，特別是澆筑過(guò)程中遭遇異樣天氣，以便剛好調(diào)整加水量。（3）、混凝土入倉(cāng)、振搗及抹面因混凝土入倉(cāng)垂直高度大于2m，混凝土熟料實(shí)行掛設(shè)漏斗管導(dǎo)料到澆筑平臺(tái)上，人工用鐵鍬鏟料入倉(cāng)，入倉(cāng)時(shí)沿橋墩四周勻整、分層布料。混凝土振搗實(shí)行插入式振搗器及附著式振搗器協(xié)作振搗，插入式振搗棒選擇1.1KW、直徑較小的振搗棒，振搗時(shí)不觸及鋼筋且和模板有確定間隙，振搗時(shí)間滿足規(guī)范要求。澆筑完成后和老混凝土接頭的斜面位置接受木抹壓光表面，在混凝土終凝前多次人工鐵抹抹光，以防混凝土水化收縮形成表面龜裂。4、養(yǎng)護(hù)混凝土澆筑拆模后，在表面涂含鋇硫鋁酸鹽水泥凈漿（水灰比1：0.6），然后用土工織物圍裹一層(土工織物用淡水浸濕)，再在外面用塑料布圍裹一層進(jìn)行養(yǎng)護(hù)。至少養(yǎng)護(hù)14天才允許暴露于海水，養(yǎng)護(hù)期確?；炷帘砻嫣幱诔睗駹顟B(tài)。六、機(jī)具設(shè)備（見(jiàn)表2）序號(hào)名稱(chēng)單位規(guī)格數(shù)量備注1吊車(chē)臺(tái)QY16T1安裝鋼圍堰、鋼模板2挖掘機(jī)臺(tái)大宇1m1安裝鋼圍堰3卷?yè)P(yáng)機(jī)臺(tái)5T1安裝鋼圍堰4砼攪拌機(jī)臺(tái)錐式350L1混凝土澆筑5空壓機(jī)臺(tái)5混凝土鑿除6風(fēng)鎬臺(tái)20混凝土鑿除7柴油發(fā)電機(jī)臺(tái)80KW1動(dòng)力8柴油發(fā)電機(jī)臺(tái)15KW1動(dòng)力9插入式振搗器臺(tái)1.5KW2混凝土澆筑10附著式振搗器臺(tái)1.5KW2混凝土澆筑11鋼筋切斷機(jī)臺(tái)112小型切割機(jī)臺(tái)213磨光機(jī)臺(tái)414電錘臺(tái)215軍用浮箱只4安裝鋼圍堰16電焊機(jī)臺(tái)BX-350217手動(dòng)葫蘆臺(tái)2KN、4KN818潛水電泵臺(tái)2.2KW1019泥漿泵臺(tái)5KW2表2、機(jī)具設(shè)備七、勞動(dòng)組織（見(jiàn)表3）序號(hào)人員人數(shù)備注1工程師及技術(shù)員42起重工103鋼筋工44電焊工25機(jī)械操作工26混凝土工87電工48普工10表3、勞動(dòng)組織八、質(zhì)量限制（一）質(zhì)量標(biāo)準(zhǔn)執(zhí)行煙威高速公路金山港大橋修理加固施工圖設(shè)計(jì)及相關(guān)的公路橋涵施工技術(shù)規(guī)范。鉆孔嚴(yán)格按圖紙要求布置孔位，孔位偏移量和設(shè)計(jì)鉆孔位置距離不大于5cm；綁扎外層鋼筋網(wǎng)混凝土愛(ài)惜層厚度不低于50mm；混凝土養(yǎng)護(hù)時(shí)間不低于14天。（二）技術(shù)措施1、材料質(zhì)量保證進(jìn)場(chǎng)的水泥、砂子、碎石、鋼筋、外加劑、植筋膠、阻銹劑等主要建筑材料除要求有相關(guān)質(zhì)量證明外，現(xiàn)場(chǎng)必需依據(jù)技術(shù)規(guī)范要求和標(biāo)準(zhǔn)進(jìn)行抽查檢驗(yàn)，不合格者不得運(yùn)用。2、混凝土施工質(zhì)量保證專(zhuān)人負(fù)責(zé)檢查混凝土原材料，測(cè)定砂、石含水量，混凝土拌和物塌落度；檢查混凝土協(xié)作比及水泥、水的用量；嚴(yán)格按要求添加專(zhuān)用外加劑，計(jì)量精確。九、平安措施1、進(jìn)入施工現(xiàn)場(chǎng)必需戴平安帽，高空作業(yè)要系平安繩，上下橋面的梯子必需堅(jiān)實(shí)牢靠。2、運(yùn)用的設(shè)備、工器具及防護(hù)用品等在運(yùn)用前均進(jìn)行檢查，磨損嚴(yán)峻的或絕緣不合格的，禁止運(yùn)用。3、特別工種如電工、吊車(chē)司機(jī)、電焊工、起重工均持證上崗。4、全部電纜、電線、電焊線、地線、氧氣管、乙炔管等分別鋪設(shè)，不能纏繞，氧氣瓶和乙炔氣瓶之間的距離不小于3m。5、大型吊裝千斤繩在吊點(diǎn)處加墊，以防滑動(dòng)或磨斷鋼絲繩。6、水上施工作業(yè)有平安的作業(yè)平臺(tái)，水上浮箱連接應(yīng)堅(jiān)實(shí)，浮箱四周設(shè)置圍欄。7、留意天氣預(yù)報(bào)，有特別天氣如大潮、大風(fēng)等異樣氣象時(shí)剛好做好防范措施。十、技術(shù)經(jīng)濟(jì)分析1、接受含鋇硫鋁酸鹽水泥混凝土替換受病害混凝土同時(shí)加大橋墩截面方法為沿海地區(qū)受氯離子侵蝕而發(fā)生病害需進(jìn)行加固的橋梁供應(yīng)了施工方法。2、C40含鋇硫鋁酸鹽水泥混凝土28天單軸抗壓強(qiáng)度達(dá)到61.9Mpa、滲透系數(shù)小于38×10-13㎡/s，可以提高抗氯離子侵蝕耐久壽命40年，確保橋梁在服務(wù)期內(nèi)滿足運(yùn)用性能要求。3、對(duì)于提高沿海地區(qū)易受氯離子的橋梁運(yùn)用壽命具有主動(dòng)意義。十一、工程實(shí)例煙威高速公路金山港大橋，位于山東省漢河、廣河交匯入海口處，橋梁上部結(jié)構(gòu)跨徑組合6×20m+6×20m+6×20m，全橋長(zhǎng)374.4m。接受預(yù)應(yīng)力混凝土空心板結(jié)構(gòu)，混凝土標(biāo)號(hào)為C40，蓋梁為C25鋼筋混凝土，雙幅橋面總寬2