梁荣锐
(江门市市区公路局养护中心(江门市市区公路应急养护中心) 广东江门 529000)
桥梁在投入使用后的常见病害包含表面受损、栏杆损坏、桥头跳车、构件被腐蚀或变形等,对于桥梁整体质量、使用周期及安全性能产生严重威胁。对此需综合考量桥梁的实际状态、承载力与病害类型,选取与之相适应的加固技术与施工方法,针对关键环节实行质量控制举措,以此改善桥梁质量、保障使用安全。
该技术是指选取钢筋或硬性结构安装在桥梁主体截面之外,形成坚固、使用性能强的桥梁外置组织结构,借助合理的设计与施工使桥梁承载力提升30%~40%,对于桥梁裂缝等病害具有良好防范作用。该技术可兼用于桥梁临时加固与长期加固,无需限制交通、对旧桥梁无明显影响,且成本较低,具有良好的使用价值。
该技术主要选用2~3股钢绞线或直径较小的粗钢筋对梁体施加预应力,选用具备良好抗拉性能的复合砂浆喷射在结构连接处,促使加固结构与原结构构成稳固的桥梁结构。该技术适用于部分对于使用性能与安全性要求较高的桥梁,具有结构简单、耐久性强、便于预应力筋张拉等性能优势,能够收获良好的应用效果[1]。
部分公路桥梁的地基承载力符合建设要求,但在工程建设过程中仍出现不均匀沉降问题,对此可采用增加梁体截面的方式进行控制,并根据墩台桩基础位置适当增加桩基础数量,例如选取钻孔桩、预制桩添加在桥梁现有桩基础附近,借助加固措施实现对桥梁基本承载力的有效控制。还可以选取具备良好耐久性与硬度值的碳纤维材料,将其与胶结材料共同放置在相应构件的受力位置,使被加固截面得到有效抗拉,既能够借助碳纤维的强度值提升混凝土结构的整体承载力,同时也不会对桥梁结构本身产生较大的负载,具备良好的耐久性与抗腐蚀性能优势。
该技术主要利用粘结剂与锚栓使钢板与混凝土结构实现牢固连接,促使钢板与混凝土结构间构成良好的加固结构,提升构件的抗弯与抗剪能力,防止裂缝的扩展,并且通过选取适量钢板粘贴在桥梁底面位置,有助于进一步提高桥梁的抗弯强度。应用该技术无需改变桥梁原有结构尺寸,具有施工简单、技术可靠性强等特征,能够收获显著的桥梁加固效果。
裂缝病害是桥梁工程中的常见弊病,在桥梁裂缝处理时需着重把握注浆嘴布置这一关键施工节点,针对裂缝较大的桥梁需适当扩大注浆嘴布置的间隔距离,在每道裂缝处至少布置2个注浆嘴,将其间隔距离控制在10~15cm范围内,借此既能够节约施工材料,同时还有助于保障裂缝处理质量,有效提高施工效率与经济效益,增强桥梁加固质量。
通常选用起重气袋进行脱空支座处理,在施工质量控制方面需注重检查气袋的密封性能,合理开展充气试验,在气袋内部压力接近0.5MPa时停止充气,待8min后再次充气,直至气袋内部压力达到预设气压值,并防止尖锐物体或硬物割破气袋,促使起重气袋与梁体间实现紧密接触,使接触面积占据气袋表面的2/3。在整体施工过程中,要求施工人员密切观察各工序与施工细节,一旦发现存在问题应立即向上级部门报告,在严重情况下应立即停止施工,并督促施工人员撤离到安全区域,杜绝盲目施工。
碳纤维增强型塑料是一种由碳纤维材料与树脂材料加工成的复合材料,具有结构稳定、质量较轻、耐寒性强、耐腐蚀性好、耐热性佳等性能优势,比强度与比刚度均较好。在材料准备环节,需严格依据设计图纸进行加工材料的质量控制,例如确保选用的混凝土材料强度不低于C15,保障加固构件基面的强度与平整度;在用胶方面需控制涂抹底胶的平整度、粘结主胶的完整性与面胶遮罩粘合时间,增强不同胶体间的相容性;在选取碳纤维片材粘贴在混凝土结构上时,需注重控制工作环境的温度、放射、腐蚀条件等,避免长期处于5°C以下、60°C以上的工作环境开展施工,并做好碳纤维片材的防护工作。在基底处理环节,为确保碳纤维材料与混凝土构件实现紧密粘贴,需控制好混凝土构件表面的平整度,针对构件表面、模板段差部位做好打磨修复处理,并在处理结束后将表面进行烘干;在钢筋处理环节,需注重做好外露钢筋锈蚀部位的处理,依据裂缝大小选取相应封闭处理与灌溉填补技术,保障使碳纤维材料与混凝土表面实现紧密粘合,起到良好的黏结与修补效果。
在工程实施阶段,还需把握好以下几项质量控制要点:①严格依据设计标准进行砂浆的合理配比,严禁出现偷工减料问题,保障混凝土的密实度与平整度;②控制好碳纤维的处理工艺,确保碳纤维的完整性,沿规划路径进行碳纤维材料的粘贴、合理规避障碍物,并将碳纤维布的搭接长度控制在100mm以上,确保沿上纤维束指向做好搭接处理;③加强对整体施工过程的质量控制,针对基底粘合、碳纤维片材粘贴等工序环节严格落实工艺检验与记录,避免出现空鼓、粘连脱离等质量问题,倘若粘连面积不足90%需进行返工,针对部分面积较小的粘贴不紧密部位,可采用针管注入填充胶的方式进行补救,保障施工质量。
采用粘贴钢板加固技术需注意以下三项质量控制要点:
(1)材料质量控制,基于《混凝土结构加固设计规范》(GB 50367—2006)进行结构胶、封边胶等材料的质量控制与性能检验,在进场后需围绕胶体性能、粘结能力、固体含量、湿热老化等指标进行胶体材料的抽检。
(2)施工过程质量控制,包括做好混凝土构件粘贴面的密实度、平整度、清洁度处理,确保其表面具备一定的粗糙度,并针对钢板粘贴面进行打磨除锈与清洗处理;在植筋钻孔环节,需控制好钻孔位置、孔径、孔深、孔道垂直度等指标,结合预应力钢绞线、结构钢筋位置进行钻孔位置的合理调节,在完成清孔作业后将结构胶注入到孔洞中,并合理控制孔洞内注胶容量、做好胶液封堵与螺杆固定处理;依次完成钢板、注胶与排气管的安装作业,做好钢板周边的封闭处理,并且在压力注胶环节注意合理选取注胶压力罐、做好压力注胶过程的控制与钢板防腐处理,待注胶完成后利用小钢锤进行质量检验。
(3)做好注胶质量缺陷的处理,例如针对边角空鼓缺陷,可采用电钻配小直径钻头沿空鼓两端边缘处封边开孔通至空腔,利用大号注射器将丙酮、结构胶依次注入到空腔内,待空气排出后将孔口封闭;针对蜂窝状空鼓缺陷,需将钢板拆下后重新安装并注胶,或在旁边加贴钢板补强,保障粘结面的结合性、达成质量控制目标[2]。
桥梁加固工程在延长桥梁使用寿命、满足交通运输需求等方面具有重要作用,为确保有效提升桥梁加固质量,务必要结合桥梁病害类型进行加固技术的合理选取与工艺把关,并围绕施工材料管理、施工团队培训、新设备与新技术的应用、施工监理等层面提高质量控制力度,进一步实现节约成本、提升效益的目标。