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旧桥加固概述

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浏览:- 发布日期:2018-06-22 10:09:13【

第一、桥梁病害状况

(1)钢筋混凝土板梁梁底纵向、横向裂缝;

(2)箱梁梁底横、纵向裂缝、腹板竖向裂缝;

(3)支座丢失、脱空;

(4)桥台盖梁刮蹭、墩柱混凝土脱落、前墙竖向裂缝,顶板刮蹭。

第二、主要工程施工工艺及技术要点如下:

一、桥梁顶升更换支座

(一)、主要施工工艺

采用单向千斤顶及百分表配合支撑顶起桥跨进行支座更换。

支座更换时,直接将超薄千斤顶安放在支柱墩帽上,以支柱墩帽为反力支撑;梁体顶升作业中,应对顶升千斤顶及配套设备进行试验检验,确保其性能正常。

(二)、施工要点及注意事项

1、 顶升准备

1)交通管制方案:本次施工采用不断交施工。

(1)对所用顶升千斤顶及配套设备进行试验检验,确认其性能正常。

(2)选用与原有支座同型号新支座,并做好新支座的试验检测工作。

(3)对支座处杂物进行认真清理、解除支座附近的多余约束。

(4)每片梁板板底设置两个千斤顶,保证梁板在顶升过程中平稳。

(5)在每个千斤顶上部设置一块或几块较厚的铁板,增加梁板在顶升过程中的受力面积,保护梁体。

2、顶升梁体

(1)顶升系统设置。

①主要设备控制系统:采用同步顶升控制系统,由液压系统、位移数显传感器、力传感器、供油管路、千斤顶等几个部分组成,实现力和位移控制、操作闭锁、过程显示。通过对油缸进行特殊处理,使千斤顶独特的支撑设计可承受油缸承灾能力10%的侧向负载。

②位移控制及设定:针对本桥梁情况,确定相对位移限值为2mm,升降速度设定为10mm/min,一般来说,纵向位移限值可大于横向位于限值,取5mm。

③千斤顶布置:千斤顶在支柱墩帽上的位置,根据桥的结构和翼缘板的大小进行确定,先初步确定位置,进行支座反力计算,符合安全储备系数时,进行试顶称重,和理论计算不符时再行调整。

④检查、校正顶升设备并就位。千斤顶布置示意图如下:

⑤预顶(称重)及抬升

将顶升设备及其施工机具准备就位,检查各项准备措施是否完备

Ⅰ、试顶加载

顶升装置检验合格后进行试顶加载,顶至主梁脱空2-5mm时停止,停放5-10min进行观察,无任何异常后方可开始整体顶升。

Ⅱ、同步顶升

千斤顶必须按设计的行程同步顶升,应控制起梁速度在1mm/min左右,同时观测梁体起顶高度和千斤顶的起顶力,实施双控。

根据设计抬升吨位,按要求检查抬升系统线路是否按线路图连接好,逐个环节进行检查,确认无误后方可进行操作。

Ⅲ、称重预压:打开电源箱,启动系统开始初步抬升,一次顶升最大位移设5mm,当通过位移传感器传到显示器的显示位移为5mm时,系统停止,并通过油泵对千斤顶停止供油,这时应通过压力传感器传到压力表的数据来判断各个千斤顶的受力情况,根据记录的结果,通过控制器设置,调整不同的千斤顶的位移值。预顶按压力和位移双向控制,并以压力控制为主,分三个阶段。每次预顶后,对架子支承系统的沉降、变形进行检查和记录,对各个千斤顶的位置、支撑架、传力设施的固定和位置情况进行逐项检查,如有问题立刻调整,再重复上一步操作。直到支座不再受力,整个上部结构处于悬浮状态时,停止抬升,根据压力值(可通过显示器度数或根据油压值计算确定),得出梁体实际重量,再根据梁体实际重量确定顶升力。

Ⅳ、抬升:根据称重的结果,确定准确的顶升吨位,重新确定千斤顶的个数和吨位,并在每个千斤顶的对称位置设置一个自锁备用千斤顶,作为临时支撑和预备千斤顶。确定顶升力和确定支架及系统连接万无一失后,正式抬升。完成顶升前的作业后,启动油泵,通过控制器和换向阀,调整双作用千斤顶,使千斤顶再缓慢上升后,撤出临时支撑体系,开始缓慢同步落下,下落时操作步骤及位移量控制同抬升时。最后拆除传力体系及固定体系,并拆除支承系统等,进行施工现场的彻底清理,恢复正常交通。

3、更换支座

(1)顶升完毕后,关闭千斤顶锁定阀门。开始进行以下桥梁支座的更换。

(2)更换支座

a、用铁钩或其他工具取出原有板式橡胶支座。

b、用钢丝刷清洁支座垫石表面。

c、更换新的板式橡胶支座。

d、在安放新支座前,还应对原支座位置进行十字定位,保证支座更换后位置准确。

4、落梁

(1)支座更换完成后,各梁随主顶逐渐下落,落梁控制与顶升相同。

(2)打开千斤顶锁定阀门,同步缓慢回落梁板至更换好的支座,详细检查垫石及支座,确认压紧密贴、位置正确后,撤除顶升系统。在各部工序中,应派专人对起顶梁体等有关构件进行观察,发现任何异常,均应立即停止操作,找出原因并解决问题后方可继续操作。

5、监控体系

监控的主要目的是根据计算得出的主要指标数据和实地检测的数据进行对比,来控制抬升作业在可控、安全状态下施工。此项工作由专门仪器进行监控和传统的人工精密水准仪双结合的方法进行控制,由熟练的技术员进行操作,此项工作直接控制着抬升是否在可控状态下操作,保证桥梁结构不受破坏。

6、控制要点

支座在安装前,应检查产品合格证书中有关技术性能指标,不符合设计要求,停止使用。由于边梁本身自重及桥面附属设施的影响,与中梁在顶升力上差异较大,在顶升时一定要压力与行程双控制,并以行程为最终控制。避免由于起顶不均匀造成桥面的剪切破坏。支座安装规定值和允许偏差见下表

二、裂缝修补

1、对缝宽小于0.15mm的裂缝采用封缝胶进行封闭处理:用角磨机清理裂缝周围表面,然后采用空压机吹掉灰尘,再用棉丝蘸丙酮擦洗裂缝表面。待干燥后用腻子铲涂抹封缝胶。

2、对缝宽大于0.15mm的裂缝采用化学压力灌浆补强处理。

1)裂缝处理

灌缝前应首先对裂缝进行处理,先用钢丝刷、角磨机清除裂缝表面的灰尘、浮渣、松散层,然后用压力空气将裂缝中混凝土碎屑、粉尘清理干净,再用棉纱浸丙酮溶液将沿缝两侧各5cm宽范围擦洗并保持干净。

2)埋设灌浆咀

沿裂缝方向骑缝埋设灌浆咀,当一个灌浆咀灌浆时,其他灌浆咀可当排气咀用。

3)封缝

将裂缝用封缝胶封闭,须密封严实。

4)封缝检查

为保证空腔封闭并能承受灌浆压力,对封闭的裂缝密封情况进行检查。待封缝胶固化后,沿缝涂抹一层皂液,从灌浆咀中通压缩空气,若无气泡冒出,则表示封缝效果良好,可以进行下一道工序,否则应重新封闭。

5)灌浆

灌浆前接通管路打开所有灌浆咀阀门,再次用压缩空气将管道及裂缝吹扫一遍,将灌浆机具进行检查,并调试,根据裂缝的区域大小,可采用单孔或分区群孔灌浆。在一条缝上灌浆可由一端到另一端。灌浆压力为0.2-0.4MPa,压力应逐渐增高,不得骤然增压。达到规定压力后应稳压2分钟再关闭压浆咀,以保证灌浆质量。

6)封口处理

待裂缝浆液达到初凝不外流时,拆下灌浆咀等设施,再用封缝胶把灌浆咀处抹平封口,灌浆工艺完成。

三、防腐处治

(1)涂装前进行混凝土表面处理,用聚合物砂浆修补蜂窝、露石等明显缺陷,用铲刀清除表面碎屑及不牢的附着物;用汽油等适当溶剂抹除油污;最后用淡水清洗,使处理后的混凝土表面无露石、蜂窝、碎屑、油污、灰尘及不牢附着物等。

(2)涂料在使用前应混合均匀,按使用说明使用

(3)涂装在无雨的天气中进行。

四、砂浆修补

1、基材处理:

基材表面的松动物、油脂、涂料、封闭膜及其他污染物必须清除干净,光面应予以凿毛,用水充分湿润欲修补的界面。

2、施工方法

1)采用抹灰施工,操作速度要快,且朝一个方向一次抹平,避免反复涂抹。

2)抹灰厚度不易超过15mm,当厚度较大时应分层作业,分层抹灰时底层砂浆必须搓毛以利于界面粘结,且时间间隔不宜超过6个小时。

3)聚合物砂浆适宜在5—30℃的环境温度下进行施工。

五、粘贴碳纤维布

碳纤维布采用300g/m2的碳纤维布,横向相邻两碳纤维布之间可以不搭接或根据实际情况进行适当搭接。碳纤维布沿纵向受力方向的搭接长度不应小于100MM,且各条碳纤维布的搭接位置需相互错开。

5.1施工流程

施工准备→混凝土表面处理→配制并涂刷底层树脂→配制找平材料并对不平整处进行找平处理→配制并涂刷浸渍树脂或粘贴树脂,粘贴碳纤维片材→表面防护

5.2施工用设备与工具:

粘贴碳纤维加固施工前,应准备的设备与工具有:角磨机、除尘吹风机等电动工具。调胶用的称、容器(塑料盆)拌和棒等。裁剪碳纤维用的卷尺(或钢尺)、剪刀、美工刀等。涂胶用的短毛滚、胶带、消泡滚等。防护用具胶手套、布手套、防尘口罩、防尘眼镜等。

5.3施工工艺   

1、表面处理

1)应清除被加固构件表面的剥落、松散、蜂窝、腐蚀等劣化混凝土,露出混凝土结构层,并用修复材料将表面修复平整。

2)应按设计要求对裂缝进行灌缝或封闭处理。

3)被粘贴的混凝土表面应打磨平整,除去表层浮浆、油污等杂质,直至露出混凝土结构新面。转角粘贴处应进行导角处理并打磨成圆弧状,圆弧半径不应小于20mm。

4)混凝土表面应清理干净并保持干燥。

2、涂刷底层树脂

1)将底层树脂按规定配制并搅拌均匀。

2)用短毛滚将底层树脂均匀涂刷于混凝土表面,宜在底层树脂表面手触不沾手后,尽快进行下一工序的施工。

3、找平处理

1)将找平树脂按规定配制并搅拌均匀。

2)应对混凝土表面凹陷部位用找平材料填补平整,不应有棱角。

3)转角处应用找平材料修理成光滑的圆弧,半径不应小于20mm。

4)宜在找平材料表面指触干燥后,尽快进行下一工序的施工。

4、粘贴碳纤维片材

1)按下列步骤和要求粘贴碳纤维布:

a.应按设计要求的尺寸裁剪碳纤维布;

b.用砂纸打磨一遍工作面,并用棉丝将粉尘擦拭干净;

c.施放作业边界线;

d.将浸渍树脂按规定配制,并均匀涂刷于粘贴部位;

e.将碳纤维布按顺序依次粘贴于工作面,并用手轻压,采用专用的消泡滚顺纤维方向从中间向两边或沿一边多次滚压,挤出气泡,使浸渍树脂充分浸透碳纤维布,滚压时不得损伤碳纤维布;

f.多层粘贴时应重复上述步骤,并宜在纤维表面的浸树脂指触干燥后尽快进行下一层粘贴; 

g.应在最后一层碳纤维布的表面均匀涂刷浸渍树脂。

5、表面防护

表面防护时,应按有关标准的规定处理,并保证防护材料与碳纤维片材之间有可靠的粘结性。

6、粘贴碳纤维布施工安全和注意事项

1)施工宜在温度5℃以上环境温度条件下进行,并应符合配套树脂的施工使用温度。当环境温度低于5℃时,应使用适用于低温的配套树脂或采用升温处理措施。同时应避免基材表面温度与环境温度相差太大,以防止粘贴后产生“露”,保证湿度≤85%。

2)施工时应考虑环境湿度对树脂固化的不利影响。

3)在进行混凝土表面处理和粘贴碳纤维片材前,应按加固设计部位放线定位;

4)树脂配制时应按产品使用说明规定的配比称量置于容器中,用搅拌器均匀搅拌至色泽均匀。搅拌用容器内不得有油污及杂质。宜根据现场实际温度决定树脂的每次拌合量,并严格控制使用时间;

5)按比例准确配制好底胶并搅拌均匀,注意一次调和量在可使用时间内用完,超过时间的绝对不能使用,以确保粘接质量;底胶硬化后,在表面有凸起部分时,要用磨光机或砂纸打光,补土前须确认底胶已风干不粘手。

6)粘贴碳纤维布时要从单幅宽度的一侧向另一侧进行粘贴,但粘贴时一定要精细,将气泡消除,确保加固效果。

7)用消泡滚滚压碳纤维布时,可以向一个方向,也可以从中间向两个方向滚动,但不允许来回反复滚动,以免损伤碳纤维,影响粘贴质量。

8)施工过程中应避免碳纤维片材弯折。

9)碳纤维布配套树脂的原料应密封储存,远离火源,避免阳光直接照射。树脂的配置和使用场所,应保持通风良好,现场施工人员应根据使用树脂材料采取相应的劳动保护措施。

10)涂刷防护涂料必须等树脂初期硬化后再施做,如表面上仍有不平,用环氧树脂砂浆作细部找平后再涂刷防护涂料。

11)碳纤维布的施工应由熟悉施工工艺的专业施工队伍完成,并应精心组织、精心施工。

7、粘贴碳纤维片材的质量检验

(1)在施工之前,应确认碳纤维片材和配套树脂类粘结材料的产品合格证、产品质量出厂检验报告,各项性能指标应符合本规程要求。

(2)碳纤维片材的实际粘贴面积不应少于设计面积,位置偏差不应大于10mm。

(3)碳纤维片材与混凝土之间的粘结质量,可用小锤轻轻敲击或手压碳纤维片材表面的方法检查,总有效粘结面积不应低于95%。当碳纤维布的空鼓面积不大于10000mm2时,可采用针管注胶的方法进行修补。当空鼓面积大于10000 mm2时,宜将空鼓部位的碳纤维片材切除,重新搭接贴上等量的碳纤维片材,搭接长度不应小于100mm。

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