徐平
(南平市公路工程试验检测中心,福建 南平 353000)
在对桥梁的构建进行维修、加固以及增强的过程中,最常见的问题就是原有和新加的钢筋间会存在连接性的问题,以往采取的方法是去除混凝土当中的保护层,将原有的钢筋暴露出来,之后再将原有和新加的钢筋焊接到一起,以此来确保两者的共同受力。这种方法虽然较为可靠,但由于工艺上比较复杂,且会对原有的桥应力造成损坏,所以植筋技术作为一种可靠性高、方便快捷的施工方式,越来越受到青睐。
溪口大桥位于邵武市拿口镇G316 国道上,中心桩号为K366+650,跨越富屯溪支流。上部结构采用4×30m 预应力混凝土简支T 梁,横向布置6 片梁,每跨仅在两端头设置有端隔板。桥面连续在0台、4台处设置伸缩缝。桥梁总长121.01m。下部结构采用柱式桥墩配钻孔灌注桩基础,U 型桥台扩大基础。该桥于1996年通车,于2019年10月桥梁特殊检测时被评定为3 类桥。原桥相关技术指标如下:
设计荷载:汽车-20 级,挂车-100 级。
公路等级:二级公路标准,设计速度60km/h,设计洪水频率1/50。
桥面宽度:9.0m 行车道+2×1.75m 人行道=12.5m。
预制T 梁:标准跨径30m,梁高1.8m,主梁间距2.10m,翼缘板湿接缝1.2m,预制T 梁采用50 号混凝土,现浇湿接缝及横隔板均采用40 号混凝土;桥面铺装:40 号混凝土。
2019年10月,福建省交设工程试验检测有限公司对溪口大桥进行特殊检测,病害情况如下。
该桥采用预应力钢筋混凝土T 梁,总体状况一般。主要病害:经统计共有10 处翼缘板渗水;2 处翼缘板青苔滋生;8 处翼缘板破损、露筋,总面积0.67m;5 处翼缘板渗水;1 处腹板钢筋未拆除;2 处腹板蜂窝麻面,总面积30m;30 处马蹄蜂窝麻面,总面积7.8m;2 处马蹄骨料外露,总面积0.8m。
该桥上部一般构件为湿接缝和横隔梁。湿接缝主要病害:19 处混凝土破损、露筋,总面积1.5m;3 处模板未拆除;18 处渗水、盐析;2 处混凝土蜂窝、麻面,总面积2.0m。横隔板主要病害:2 处混凝土破损、露筋,总面积0.66m;5 处模板未拆除;20 处钢筋未切除;1 处空洞,面积0.04m。
该桥采用板式橡胶支座,总体状况较好。
主要病害:48 个支座上钢板均存在轻微锈蚀现象。
观察两组护理干预后的心理状况,使用焦虑量表对两组患者的心理情况进行评估[10],分数越低,说明患者焦虑情况越轻。将患者焦虑情况作为评价护理质量的指标,对比两组患者护理质量。通过问卷的形式,调查两组患者对护理满意度,总分为100分,80分以上为非常满意,50~80分为基本满意,50分以下为不满意,总满意为基本满意与非常满意之和。
该桥采用柱式桥墩,总体状况良好。主要病害:盖梁施工垃圾未清除;2 处盖梁渗水;1 处蜂窝、麻面,面积0.75m;1 处钢筋未切除。
该桥采用重力式桥台,总体状况良好。主要病害:台帽施工垃圾未清除、渗水。
该桥桥面混凝土铺装层总体状况较差,主要病害:桥面铺装普遍存在龟裂、磨损严重、骨料外露现象;10 处露筋。
考虑到本桥上部结构T 梁间只有端部设有横隔板,横向联系薄弱,整桥刚度不足、整体稳定性差,横向应力集中在端部横隔板及湿接缝上,导致横隔板出现开裂破损、湿接缝纵向裂缝等病害;全桥桥面铺装均存在磨损露骨、横向裂缝、锈胀露筋、破损等病害。同时结合《南平市公路局直属分局关于G316 线溪口大桥加固方案审查的会议纪要》(2020-17 号)纪要要求及《南平市公路局关于国道316 线邵武市溪口大桥危桥加固工程施工图设计审查会议的纪要》(2020-24号)纪要要求,此次主要维修加固内容如下:
其一,每跨中间均新增设3 道钢结构横隔板;
其二,桥面铺装层进行凿除更换(厚度为10cm);
其三,全桥伸缩缝进行拆除更换;
其四,行车道和人行道间增设波形钢护栏,防撞等级SB 级;
其五,拆除原人行道栏杆,改为不锈钢复合管栏杆;
其六,对全桥支座进行更换;
其七,对全桥混凝土剥落、露筋、锈蚀(含支座上钢板锈蚀)、裂缝等病害进行修复处治。
采用本方案加固后较加固前恒载增加对比如表1所示(注:此次原设计是依据竣工图纸,混凝土按2.6t/m)。
表1 加固后较加固前恒载增加对比表
对于钻孔施工来说,其具体位置的确定应以前期的设计为准,所存在的误差不得超过2cm。具体操作的过程中应严谨精细,并实时查看钢筋的位置,以免对相应的结构造成影响。其中所涉及的偏移量,通常应控制在3cm 以内,孔深按照既定的标准确定,埋深至少应在8~l0cm 之间。钻孔的实施务必要按照既定的各项指标进行,在确定达到既定的效果以后即可终孔。
清理孔洞(除尘、干燥):完成批量的钻孔施工以后,即可逐个进行清理,达到孔壁没有灰尘且应处在既定的干燥状态的效果。为确保钻孔操作与既定测试标准的一致,针对混凝土粉尘的定期清理应稳定有序地进行,所选用的工具以及具体的操作都应确保专业严谨。清洗完成后,对其实施干燥处理,而后对其实施堵塞,以为后续施工的稳定高效提供切实的保障。
植筋技术主要用于混凝土结构和砖石结构。桥梁结构部分的操作通常使用环保型植筋胶,而具体的配制应严格遵照既定的相关要求。具体操作时应严格按照厂家的要求,整个的实施务必要保证严谨高效。首先将植筋胶放入胶枪中,同时将搅拌头旋至胶枪的头部,然后扣动胶枪使其流出胶体。需要注意的是,初次流出的胶体一般不用,待其均匀流出且呈现为灰色状态才可使用。注胶通常是在搅拌头插入孔的情况下进行,一般注入约2/3 即可,每次胶枪的停顿应保持在5~6s。另外,需要注意,后续的胶体更换也应按照既定的要求稳定有序地实施,以切实地保障注胶操作的稳定高效。由于植筋工程的原材料为植筋结构胶、钢筋和丙酮,丙酮的主要作用是对钻孔进行清理。植筋工程的主要施工器具包括了用于在原本基础上钻孔的电锤、压缩空气吹尘的空气压缩机、钢筋除锈的手动砂光机、钢筋打孔的手锤。该项目维修加固中植筋锚固用胶黏剂性能指标如表2所示(表中的性能指标除标有标准值外,均为平均值)。
表2 维修加固中植筋锚固用胶黏剂性能指标
一般来说,植筋加固施工时,基层表面温度必须符合黏合剂使用说明。在一些被检查的施工现场,植筋加固施工过程中没有严格按照施工程序进行,基层表面温度控制不严。由于结构不是在指定温度下制造的,因此将“植筋”黏合剂注入孔中,固化时间是结构在规定温度下固化时间的两倍以上。因此如果对于植筋工程的外部温度控制不当的话,可能将原本正常情况下只需要6d 的固化时间延长为12d 甚至更长。因此,如果对植筋工程的外部温度控制不正确,不仅仅会影响固化的时间,还会给加固设计的整体质量带来施工隐患。
项目施工中,注胶以后就应对钢筋施加压力,然后按照向同一方向转动的方式使其逐渐地植入到孔内。需要注意的是,孔内的空气应预先排出,注胶应确保饱满充分,以起到对钢筋特定的保护。如有溢出的胶体,应及时将其清理干净,以为后续混凝土浇筑的稳定推进提供切实保障。胶体应确保均匀充分地附着在钢筋上,达到规定时间后即可进行相应的焊接和绑扎。另外,需要注意的是,插筋和后续的养护期间,应切实地防范桥上可能出现的震动。
第一,对于植筋孔来说,不仅要保证位置和直径等相关指标的达标,后续的例如净边距以及植入钢筋的结构深度等也应按照既定的标准实施,只有各个方面都处在既定的要求之下,最终的操作才会更为高效。
第二,正式施工之前应对胶体的黏结强度以及其与混凝土的黏结程度实施测定,确定其符合既定的施工要求后才可正式投入使用。通常来看,所涉及的胶黏剂的注射应由钻孔底部开始,且应保证注射均匀充分,以切实地保障其应有特性的最大程度发挥。
第三,对于植筋施工来说,施工过程对于各个节点的把控应确保精细,通常植筋应在补强钢筋网安设之前进行,以起到对钢筋防护的一个现实作用。
第四,具体施工的过程中往往会遇到结构尺寸较小的情况,例如边距厚度等相关内容,鉴于保障混凝土施工的稳定,钻孔进行应以电动或是气动的冲击钻为准,以切实高效地保障相关操作的严谨精细。
第五,需要注意的是,钢筋进行胶体固结的过程中,严禁对其扰动,否则必将前功尽弃,而这样的操作还将再度实施。
第六,施工应尽量选择天气状况较好的时候进行,处在气温较高的夏季施工,应重点关注结构表面的温度,以免影响到其施工质量。一般应在气温较低的条件下进行,如果时间较长还应对其实施洒水降温处理。对于植筋锚固来说,应重点关注清孔,以免其对锚固的施工质量造成影响。在一些工地,为了跟上工作进度,不顾风吹雨打,照常进行施工。恶劣的施工条件和气候条件,不仅对施工人员的人身安全构成威胁,而且施工质量也无法保证(钢筋植筋前应检查新旧锈迹。若有新旧锈点,需要用砂纸擦干净。孔内要求保持无尘且干燥)。如果不满足以上要求,则植筋工程的质量无法得到保证。
第七,混凝土喷射时应保证其质量的稳定,且应使其达到密实连续的效果,而新旧混凝土之间的结合也应保证稳固,以最大程度地增强结构的承载力。
植筋或螺杆后的部位无混凝土破碎、裂缝等现象,植筋或螺杆孔填充饱满,无松动的空洞和缝隙等现象。
植筋抗拔力设计值:N=f×A
《混凝土结构加固设计规范》(GB 50367—2013)中f为植筋抗拉强度设计值N/mm;A为钢筋截面面积。
在该工程道路桥梁维修加固过程中,通过植筋技术的应用,桥梁结构工程的稳定性得到提升。综上所述,植筋技术在道路桥梁加固维修中的应用包含了多种通用技术,而随着国内外关于植筋技术研究的不断深入,植筋用胶的种类和技术也在不断进步,应用性能也随之大幅提升。因此,植筋技术作为桥梁加固维修处理的常用方式之一,在具体实践中可以很好地确保施工的安全性和可靠性,值得应用推广。