G309线湟水河桥加固施工技术、施工工艺浅析

李永宏

(甘肃省临夏公路管理局,甘肃临夏 731100)

G309线湟水河桥加固施工技术、施工工艺浅析

李永宏

(甘肃省临夏公路管理局,甘肃临夏 731100)

由于行车密度及车辆载重越来越大,加之湟水河桥维修加固前结构陈旧老化、破损,病害严重,危及行车安全。通过维修加固,该桥目前运营状况正常。

桥梁加固 施工技术 施工工艺

G309线湟水河桥维护加固工程开工日期2011年6月21日,交工日期2011年10月10日,总工期112日历天。该工程各分项工程的施工顺序为：拆除桥面铺装及栏杆;拱波破碎部位修补;主拱肋及横系梁加固;腹拱圈扶正及维修加固;侧墙裂缝修补及涂刷水泥浆;桥面铺装及伸缩缝安装;人行道及栏杆更换;桥头两端道路维修及警示栏杆安装。

1 桥梁概况

1.1 桥梁现状

湟水河桥位于甘肃省临夏州永靖县境内G309线K2300+137处,是永靖县城至达川通道上的一座重要桥梁。该桥始建于1968年,1969年建成并交付使用,该桥原设计荷载为汽-13,拖-60级,桥梁全长214．24m,宽度为5．5m+2×0．45m,横坡为1．5%。上部结构为4-45m等截面悬链线空腹式双曲拱,全断面为四肋三波,沿桥纵向每肋间共设15道12号槽钢横系梁,拱波为1/2．85的圆弧拱,腹拱矢跨比为1/2,下部为空腹式U形桥台,明挖扩大基础,桥墩为圆端形实体墩,沉井基础。经过42年的的运营,因交通量增大和车辆载重增加,病害严重,对该桥的安全性造成了严重威胁。

1.2 桥梁加固前状况评定

该桥整体性不好,横向联系薄弱,桥面防水功能差,拱底渗水,主拱变形严重,主拱拱顶下沉,拱轴线变形,部分拱波被压碎,侧墙开裂,腹拱错位,桥梁线形呈波浪形,人行道栏杆破损,不能满足交通需要。

1.3 桥梁维修加固技术指标

1.4 加固方案

(1)拱肋钢箱梁加固;(2)横系梁增加和补强加固;(3)腹拱圈扶正;(4)拱波环氧树脂修补;(5)桥面铺装层更换和伸缩缝更换;(6)侧墙裂缝修补及涂刷水泥浆;(7)人行道及栏杆更换。

2 主要加固施工技术、施工工艺

湟水河桥横跨湍急的湟水河,桥梁净空较高,桥下河水湍急,主拱施工中采用安装施工挂蓝进行作业,技术人员根据施工荷载以及桥梁净高、桥面宽度等因素,自行设计加工了四套安全便捷的挂蓝行走设备和挂篮悬吊设备,并搭设操作平台进行拱肋加固及横系梁加固施工。对于腹拱圈扶正加固、拱波环氧树脂修补以及侧墙裂缝修补和涂刷水泥浆防腐处理,施工中主要采用定位局部搭设脚手架和小型挂篮悬吊等措施进行施工。

图1

图1

图2

图3

2.1 主拱加固

主拱采用肋底钢套箍+钢箱肋加固的方法,在主肋肋底沿纵向粘贴H型型钢构件,H型钢构件由两块宽225mm的钢板和一块宽300mm的钢板焊接而成,安装完H型构件用宽度320mm的钢板封口在底部形成封闭的钢箱结构,钢板均采用厚度为6mm Q235A型钢板。粘贴在肋底的钢板沿桥纵向采用膨胀螺栓进行锚固,腹板两侧钢板用双头螺栓进行锚固,在原横系梁处增设宽为200mm的钢板,将该钢板和钢箱焊接为整体,在新增横系梁的下方也采用同样的锚固钢板,并和钢箱焊接为整体。

2.1.1 工艺流程(图1)

2.1.2 施工要点

(1)表面处理。1)钢板表面打磨除锈露出金属光泽,打磨纹路与钢板受力方向垂直,再做除糙处理,然后用酒精或丙酮清洗钢板表面油污并保持干燥。在钢板上钻灌胶孔、排气孔和锚固孔,钻锚固孔从钢板中间开始。注胶孔根据钢板尺寸、灌注胶类型等进行布置。2)打磨砼表面除去表面风化层直至完全露出新鲜面,对于破坏严重的部位对其进行修补后找平冲洗烘干。梁体在钻孔前探明钢筋位置并作标记,当钻孔与钢筋位置冲突时适当调整孔位,按调整孔位安装钢板。钻孔清理干净,保持干燥,不得有油污。

(2)粘贴钢板。1)胶黏剂质量应满足《公路桥梁加固设计规范》

(JTG/T J22-2008)第4章规定,并按照产品供应商提供的工艺要求配置胶黏剂;2)用密封胶密封钢板边缘及锚固螺栓,在灌胶孔和出气孔上安装灌胶嘴并用密封胶粘结,并通气进行防漏试验。如有漏气现象,应对漏气处进行修补密封。3)防漏试验成功后,以不小于0．1MPa的压力压入胶黏剂,当出气孔有胶液流出时弯折塑料管,用钢丝捆扎,等待下一出气孔胶液流出;如钢板过长,下一出口很久没有胶液流出,即将灌注口密封后,在下一出气口继续灌注,当所有排气孔出现胶液后停止加压,并用封边胶封堵,再以较低压力维持10分钟以上。

(3)钢板焊接。1)焊接前对所焊钢板进行检查,焊件是否平整,拼接是否密实,检查各种焊接设备是否良好,焊接材料是否符合工艺要求。焊剂和焊条在使用前均应烘干,焊剂中的脏物和焊丝上的油漆均作清除。2)施焊采用手工焊。焊条直径不大于4mm,每焊道的焊角尺寸不大于4mm,前一焊道温度冷却至100度以后,施焊下一道,焊条类型使用520电焊条。3)焊接完毕,仔细检查焊缝质量。4)所有焊缝均采用45°坡口焊缝。

城中，枪声还在继续。木排上的战士们望着城中枪响的方向，心里说不出的悲伤。这时，一名战士发现躺在身边的夏国忠哼了一声，他转头看去，夏国忠嘴里涌出一股血，随即停止了呼吸。

(4)钢板防腐。先将裸露在外面的钢板表面除锈,再用丙酮或酒精除去油污,然后在钢板表面涂刷底漆一遍,中间漆一遍,面漆一遍。

2.2 横向联系补强加固

2.2.1 原横系梁补强

通过在原横系梁周围植筋,生成钢筋网,浇筑高为350mm,宽为250mmC30砼横系梁来补强,并在砼横系梁下缘粘贴并锚固一块20cm宽的钢板,和加强拱肋的钢箱焊接,形成整体。植筋采用Ф22螺纹钢,焊接钢筋采用Ф16螺纹钢,混凝土采用C30混凝土,全桥共有180道原横系梁,全部进行加固。

(1)植筋施工流程(图2)

(2)施工操作要点及技术要求。1)确定植筋位置：按设计要求确定植筋位置并在砼表面标识出来。钻孔前用钢筋探测仪探测桥梁构件植筋部位钢筋位置,若植筋孔处存在钢筋,则适当调整钻孔位置。2)钻孔：使用专门的钻孔设备在原砼上按设计位置钻孔,孔径大于钢筋直径4-6mm。3)清孔：钻孔完毕后用高压气吹出灰尘,同时采用高压水冲洗并用钢丝刷清理,第二次采用高压气吹出清洗的水并用湿布擦去灰尘。4)注胶：孔干燥后,用手动注射枪开始注入植筋胶。胶从孔洞底部开始慢慢往上注,使孔内空气排出,注胶量为孔洞的2/3,并保证在植入钢筋后有少许胶溢出。5)植筋：用钢丝刷清除钢筋表面的铁锈,并用砂纸打磨出金属光泽,然后将钢筋慢慢的旋入孔内,直至端头顶入孔底部,并保证植入钢筋与孔壁间隙基本均匀,校正钢筋的位置和垂直度。6)静止固化。钢筋植入后需要至少静止固化24小时,期间不得触动或振动。

2.2.2 新增横系梁加固

每隔两道原横系梁的位置增设一道新横系梁,每跨增设12道,全桥共增设48道。在新增横系梁的下方也采用主拱加固方法锚固钢板并和钢箱焊接为整体。

2.3 侧墙裂缝修补

当裂缝宽度小于0．15mm时,可采用自然渗透法,直接用橡皮滚子或滚动粉笔刷缝材料,使胶液充分吸收,且裂缝内含胶液饱满。当裂缝宽度大于0．15mm时,采用环氧粘合剂,用低压裂缝注入器将高分子树脂修补材料缓慢持续的压入裂缝中。

2.3.1 裂缝灌浆施工工艺流程(图3)

2.3.2 裂缝修补施工工艺及要点

(1)对裂缝的位置、数量、长度进行全面调查核实,对裂缝进行编号并记录;(2)沿裂缝对砼表面进行处理,处理范围沿裂缝走向宽30mm～50mm,清除松散灰浆、砂粒、油污,使砼表面保持干净,密实灌浆过程中,裂缝应处于干燥状态;(3)裂缝灌胶嘴沿裂缝走向间隔200～300mm,在裂缝端部、裂缝交叉处增设灌胶嘴,贯穿性裂缝需要做开槽处理,且两端都埋设注胶嘴;(4)灌封前逐一加压检查灌胶嘴的连通和裂缝的密闭效果,即做防漏试验,试漏须待封缝胶有一定强度时进行;(5)灌缝用胶应严格按照产品提供单位提供的技术要求进行拌合,准确称量各组成材料并均匀搅拌。灌缝胶配置好后应尽快将其注入裂缝中,并在该产品规定的使用期内使用完毕;(6)灌缝施工在产品规定温度下进行。灌胶顺序：竖缝自下而上,平缝从一端到另一端;(7)缝隙全部注满后按所用产品的要求进行养护,待灌封胶液固化后,拆除灌胶嘴,并对砼表面进行打磨整平。(8)对桥梁侧墙、立柱及边肋肋外缘涂刷2mm厚的水泥浆。

2.4 腹拱扶正就位

错位的腹拱圈要进行扶正,并用植筋的办法进行锚固,使其位置保持稳定。腹拱圈加固只对桥10个三铰拱进行植筋加固。植筋采用Ф16螺纹钢,在植筋处加设6mm厚10×10cm的钢板作垫板,对腹拱圈进行加固。

3 结语

G309线湟水河桥维修加固工程属于旧桥综合加固项目,加固分项工程多、加固工艺复杂。施工中涉及到了封闭裂缝、植筋、钢板粘贴、混凝土补强加固等多项加固施工工艺,施工难度较大,工艺复杂。因此,施工管理者严把工程质量关,是顺利完成施工任务的重要保证。经过检测部门的鉴定,湟水河桥维修加固工程满足设计文件要求,其外观质量及维修加固后的强度、刚度、混凝土强度等技术指标均满足设计要求和使用要求,上部结构的承载力有较大幅度的提高,能够满足汽—20级荷载要求。该桥目前运营状况正常,加固效果良好。其加固施工技术、施工工艺值得总结记取。

[1]G309线湟水河桥维修加固工程施工图设计.

[2]G309线湟水河桥维修加固工程施工图设计变更.