顶推与喷射混凝土在桥梁加固中的应

项目概况

某钢筋混凝土钢架拱桥由于近年 来持续通行重载车辆， 而且交通量很 大。在严重超载的情况下，该桥面中部 明显下凹，桥体部分主要受力构件出现 裂缝，主拱下沉，行车安全已经无法保 证。为了查明该桥主拱下沉、构件开裂 的原因，查明桥主拱、墩台是否发生移 位．对该桥的现有安全状况做出客观有 效的评价，为该桥加固改造提供科学的 决策依据 省建筑工程质量检测中心对 该桥进行了检测鉴定。根据对该桥检测 鉴定结果和该桥实际运行情况的分析， 制定了结构加固方案。 桥梁加固实施技术 桥台加固 在桥梁顶推开始前。先对南北两侧桥 台进行部分加固，待桥拱轴线调整、主 拱圈梁加固完成后，进行南北两侧桥台加固。桥台加固采用增大基础面积的 方法进行，在桥台两侧加设混凝土实体 耳墙， 并将耳墙与原桥台采用植筋12 @400~N筋的方法联结起来 从而达到 增大桥台基础面积 提高桥台承载力的 目的。

沿桥拱轴线顶推主拱 由于该桥主拱顶变形较大， 已经影响了拱的合理轴线，采用顶推法对拱 轴线进行调整 以恢复其部分承载力。 根据当时桥的现状，将轴线下偏移量的 1／2作为顶推目标。具体步骤为：将拱 桥的北端作为顶推端,设顶推横梁、横 梁与拱肋相连，凿断拱脚与桥台的连 接．使桥台呈自由状态．然后安放千斤 顶。利用千斤顶沿拱轴向上的推力，向桥拱跨中方向顶推，从而使整个拱轴移 动。经计算 设计轴力(恒载作用下) 为1360kN，每个主拱点采用液压和手 动2000kN千斤顶各1台．先用手动千斤 顶顶紧，然后用液压千斤顶统一顶推,待顶推一定距离后．重复操作手动、液 压千斤顶，直至顶推到预定位置，最后 用手动千斤顶顶紧，浇筑混凝土灌浆 料，待灌浆料达到设计强度后．拆除全 部千斤顶。 顶推过程中，做好油泵与千斤顶 的合理配置， 以保证各千斤顶顶升速度 均匀、同步。

当顶推移位值相当于原桥 已经产生的位移值或桥梁拱顶上部裂缝 达到0．2mm时，停止顶推，然后向拱 脚与桥台的空隙灌注高强混凝土灌浆 料。在顶推主拱肋的同时，在桥中部拱 顶和1／4跨处设置竖向千斤顶， 以便 将中间部分向上整体顶升作为顶推主拱 提供有利的分力， 同时为顶推施工提供 安全保证。拱顶处设5台2000kN千斤 顶，1，4跨处设5台1000kN千斤顶。主 拱脚顶推千斤顶与中部顶升千斤顶的操 作顺序为：中部千斤顶实施预顶．顶升 力控制在300kN以内．主拱脚液压千斤 顶顶升，至主拱发生移动后， 手动千 斤顶顶紧：中部千斤顶顶升，顶升力为 500kN．至顶升点上部出现裂缝；重复 以上步骤直至顶推到预定位置；主拱脚 手动千斤顶顶紧，拱脚处灌注混凝土浆 料，其他节点处根据实际情况采取临时 加固措施。 主拱圈加固 首先采取逐肋逐条处理裂缝 先 将裂缝凿成V形槽，槽深2cm．宽4m； 清理干净后，涂上环氧胶泥 然后利用压力灌注化学浆液，修补主拱圈裂缝： 由于顶推法不能完全恢复桥梁的合理拱 轴线，并且主拱圈损伤比较严重． 因此 需要对主拱圈进行加固。主拱圈采用扩 大截面法进行加固，具体采用喷射混凝 土的方法加大截面。在拱底和侧面．增 配主筋．为加强新旧混凝土结合，需要 对旧表面进行凿毛处理． 同时植短钢 筋。待混凝土面处理好、并将钢筋#l~tL 完后．

喷射混凝土加固。在喷射混凝土 时．应将受喷面先用水冲湿润，再喷射 混凝土。 其他构件加固 ∞将主拱圈之间的横系梁截面加 大， 以提高桥梁各拱轴之间的协同工 作。 。对斜撑采用扩大截面法进行加 固。 日未发现拱上水平弦杆有明显的损 伤 考虑到其他部位增大截面产生的荷 载 对其采用粘贴碳纤维布的方法。 桥梁预推控制 结合本工程桥梁采取顶推技术来 加固处理．从实践经验表明，对于外加 动力施加值应控制在设计值±1 0％ 以内；顶推过程中，做好油泵与千斤顶的 合理配置，保证各千斤顶顶推速度均 匀、同步．桥梁顶推就位后．其侧向垂 直度不得超出原有垂直度的±1％ 在桥梁顶推过程中，应保证桥体下部不出 现新的明显裂损。 主拱圈喷射混凝土加固技术 本桥梁主拱圈采用扩大截面法进 行加固．具体采用喷射纤维混凝土的方 法加大截面。在桥梁加固处理中采取的喷射纤维混凝土可分为钢纤维和非金属 纤维两种。钢纤维混凝土的研究较早， 而非金属纤维近二十年来研究非常热 烈，也已应用于诸多桥梁、坝体和海岸 结构中，有喷射和置换原有混凝土等形 式。喷射纤维混凝土通过以压缩空气为 动力．将掺入合成纤维材料的混凝土喷 射到岩石面或建筑物的表面，并与其紧 密地黏结在一起，能填充其面层的裂缝 和凹坑．把岩层和建筑物加固成完整并 且具有一定强度的结构 从而使岩石或 结构物得到加强和保护。

以下将针对本 工程来探讨采取喷射纤维混凝土方法来加固旧桥。 。施工现场搭脚手架。在布设脚手 架前应先对施工现场采取调查勘测．根 据桥梁周围的地形以及地物而做出规划 平面图．主要是规划出各种材料以及喷 射机机具布置位置。根据施工现场和交 通情况，脚手架可考虑采取从地面往上 搭，也可从上往下吊。 9对旧混凝土采取凿毛处理。对于 要喷射混凝土的混凝土构件或者石头表 面均应首先采取人工或机械凿毛，要凿 出新茬或新的纹理．对于旧构件表明风 化或炭化的表层应清除干净。 网托的布置和施工。为了喷射层 厚一些以及加固增加的强度高一些 首 先在要喷射的表面布置一层钢筋网．这 样不仅能有效地托住了湿混凝土层 同 时可增强构件的强度。对于本工程桥梁 底的钢筋网如图1所示，梁侧面钢筋网 如图2所示。网托的施工首先打膨胀螺 栓的孔；然后安膨胀螺栓杆；在地面绑 好钢筋网：最后采用点焊方式把钢筋网 固定在螺栓上。 喷砂清理。钢筋网安装完成后． 采取喷砂处理可清理混凝土(或石)表 面的浮动颗粒或污垢， 同时也喷砂清除 钢筋或其他要喷混凝土的钢筋构件表面 的铁锈。颗粒污垢、铁锈被砂打掉后再 用强风把其吹走。

喷射施工技术。喷射混凝土前布置好喷射机以及喷射机安好调试后，清理通风筒及管路．同时用高压风吹受压面。干喷机采取连续上料方式，经常保持机筒内料满，在料斗上设一活动 15mm孔径筛网，有效地防止超径骨料 进入机内。喷射施工应首先送风．然后 进料。喷射部位顺序采取分段、分片进 行．每片均自下部起水平方向旋转移动 往返一次喷射， 然后向上移动。喷射前．个别受喷面凹洼处应先找平。结 合实践经验．最佳喷射距离与角度可 采取在喷头出料口至受喷面距离随供风 压力大小随时调整，一般以0．6～1．0m 为宜。喷射料束以垂直喷面为最佳.喷射料束运动轨迹适宜采取环形旋转水 平移动．一圈压半圈．环形旋转直径约 300mm ．行间搭喷约20～3Omm。喷射料束旋转速度及一次喷厚以约2s转 动一圈为宜，一次喷射厚度达到不坠落 时的临界状态和所需厚度时才向前方移 动，一般不少于50mm。对喷射纤维混凝土养护。从喷射 实施效果表明，喷射混凝土结束后通过 采取良好养护处理，对于水泥含量高、 表面粗糙的薄壁喷射混凝土结构显得更为重要。通常喷射混凝土后的7d对于养护是最关键的时期，此后喷射混凝土已取得足够的抗拉强度来抵制收缩应变，并且靠近暴露面的渗透率也降低到足以 使混凝土内部失水最少。

喷射混凝土终 凝2h后．应采取喷水养护。养护时间根 据一般地下工程不少于7昼夜，地面工 程不少于14昼夜。 实施效果。本工程对主拱圈采取 喷射纤维混凝土加固处理．在混凝土配 方中通过加了聚丙烯和增黏剂等各种掺 料，新拌出的混凝土的黏聚性、保水性 很好．用于喷射的混凝土将比仅掺纤维 和只掺增粘剂的回弹量大大减少．实测 的喷射回弹损失率为35．5％ ．作业粉尘 浓度为1．27mg，m，5年后未见喷射的纤 维混凝土层出现开裂和脱落现象．实际 的喷射效果良好。

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