摘要:为满足某桥梁结构的安全性要求,对该现有桥梁工程进行病害整治及加固。对需要更换的支座处采用搭设支架或抱箍的方式分段顶升梁体,对经复核计算需要增加横向整体抗推刚度的增设盖梁,对不同宽度的裂缝分别采用裂缝注胶或裂缝封闭的处理措施,对钢结构除锈及维修提出了具体要求。该桥梁工程的病害整治及加固设计可以对类似工程起到参考作用。

关键词:桥梁;病害整治;加固设计

1概述

随着我国交通规模的增大和工程技术的发展,新建了许多城市桥梁。但是随着使用时间的增加,已建桥梁工程存在不同程度的工程病害。为保证车辆的行车安全,对已建桥梁的病害进行技术处理得到了越来越多的重视[1-3]。某桥梁工程位于绵阳市涪城区一环路北段,桥梁平面布置及加固段示意如图1所示。该工程于20世纪早期建成通车,已使用较长时间。在日常巡查中发现,该工程存在多种工程病害,其中桥梁开裂和支座破损的危害程度较大,急需进行处理。桥梁工程病害如图2所示。但是该工程所处位置是多个路口的交叉区域,并且邻近绵阳站,跨越宝成铁路;同时该工程所处地段地下管线复杂,周围障碍物较多,给检修和加固带来了一定的困难。本文探讨了对该桥梁工程进行病害整治及加固的一些技术措施,对类似工程可以起到一定的参考作用。

2桥梁病害整治及加固方案

2.1支座更换。为了更换支座,需要顶升梁体。对于该桥梁工程,设计采用搭设支架或增设抱箍的方式顶升梁体。其中,对周边空间充足段采用搭设支架的方式,对邻近铁路段及周围空间受限处采用增设抱箍的方式。采用增设抱箍的方式时,占用空间较小,搭设脚手架方便,但是对原结构损伤大,可靠性较低。采用搭设支架方案时,可靠性较高,但是造价也较高,工期较长。考虑到该桥梁工程已建成多年,相关材料可能老化,主要建议采用搭设支架的方式顶升梁体。该桥梁工程中搭设支架或增设抱箍的设置如图3所示。为预防发生工程事故,应做好安全防护措施,明确施工过程中的顶升施工工序,并应保证千斤顶的顶升吨位具有足够的安全储备系数。在顶升作业前,应首先全面检测桥梁相关参数,对桥梁状况进行记录,对相关结构的位置等信息进行测量。然后应开挖土石方并施工顶升平台基础。在安装钢管临时支撑时,应采用型钢和缀条将钢管临时支撑的竖向柱和横撑连成一个整体。应在监督人员确认钢管支撑符合设计要求后,方可去除限位装置。在正式顶升前,应进行试顶升工作。其中试顶升应分级加压,不可一次性加载到设计压力,防止发生梁体偏移等事故。当顶升梁体达到设计位置时,应准备垫块作为临时支撑,并放置在梁体下方,以防梁体脱落。最后当支座更换完成后,应通知设计人员进行确认,再以顶升作业相反的过程逐步放下梁体。典型顶升施工工序如图4所示。

2.2增设盖梁。经复核计算,为满足现有使用需求,该桥梁工程应增加横向整体抗推刚度,增设盖梁是一种有效的加固改造措施。增设盖梁处应注意植筋的可靠性,植筋时应先采用小直径钻头并配合钢筋探测仪探孔,确定无主筋后,再替换为大直径钻头成孔。锚筋插入前应清除插入部分的表面污物,并须插到孔底,孔口多余的胶应清除,污物应先以钢刷清除,再用丙酮擦净,并予拭干。焊接施工时应采用循环焊接施工的方法,并采取用冰水浸透棉纱布包裹植筋胶面根部钢筋等降温措施。同时应在盖梁的混凝土达到指定强度后,先进行相关检测,再拆除支撑措施,对于需要更换支座的部位,应注意对原构件拆除干净后再进行下一步的施工。增设盖梁示意如图5所示。

2.3桥梁裂缝处理。桥面裂缝处理时应首先区分不同的裂缝宽度,采取不同的整治措施。对于裂缝宽度B≥0.15mm的裂缝,应采用裂缝注胶的整治措施;对于裂缝宽度B<0.15mm的裂缝,应采用裂缝封闭的整治措施。裂缝辨识区分及处理流程如图6所示。裂缝注胶时,应首先用钢丝刷沿裂缝走向仔细清理约5cm范围的表面混凝土,然后用锤子和钢钎凿除两侧松散的混凝土、露出坚实的混凝土表面,用略潮湿抹布清除浮尘,并彻底晾干,用丙酮去除混凝土表面的油污。接着设置灌浆注入座,采用调制好的封口胶将裂缝密封,检查密封情况,待封口胶自然固化后,再进行裂缝灌注。当灌注胶养生固化完成后,用锤子、凿子敲掉注入器,用砂轮将作业面打磨光洁平整,完成施工。裂缝注胶过程如图7所示。裂缝封闭时,用凿子沿裂缝表面凿出槽口,清除裂缝表面的灰尘、白灰、浮渣及松散层等污物,然后再用毛刷蘸上丙酮,把沿裂缝两侧20~30mm处擦洗干净并保持干燥。然后用封闭材料封闭裂缝,检查封闭裂缝的密实性,发现缺陷应及时补救,待黏结剂固化后,用磨光机对裂缝表面进行磨光处理。

2.4钢结构的除锈及维修处理。该桥梁工程的人行道栏杆等位置存在原保护漆脱落的病害。为防止病害进一步扩大及对行人的安全造成危害,应考虑对原有钢结构进行除锈处理,并对存在问题的设施予以更换。其中,钢结构表面处理采用气动工具去除原涂装并磨平整,自由边、角打磨圆弧。对有标记和油污的构件表面用有机溶剂进行清洗,清洗至无油、无水、无污物。处理后的表面应清理干净,注意保护,防止二次污染。对焊缝、边角等不易涂装部位或难以保证厚度的部位采用刷涂进行预涂装。涂覆应均匀,不得漏涂。涂膜要求平整光滑,对漆膜存在漏涂、裂纹、气泡等影响防护质量的缺陷部位,应进行重涂作业。涂层检查上道涂层应完全实干,漆膜平整光滑,如果时间间隔超过7d,底层表面用细砂打磨成微毛面。涂层干燥后,测量干膜总厚度,干膜总厚度必须达到或超过规定的厚度。对于局部不足的部位,进行补涂,直到厚度达到要求。

3结语

(1)对已有桥梁工程的使用安全应予以足够重视,特别是支座等使用年限较短的部位,或防护栏杆等受侵蚀程度较大的构件,应加强日常观测工作,在发现病害后应及时处理。(2)桥梁顶升应严格按照设计工序施工,对相关工作人员进行满足要求的技术培训工作,防止工程事故的发生。(3)由于桥梁建设年限较早,桥梁安全储备偏小,故在运营过程中应采用限速、限载等交通管制方式对桥梁进行保护。

参考文献:

[1]郭大进,廖锦翔,张劲泉,等.桥梁加固维修技术应用[J].公路交通科技,2004,21(8):71-73.

[2]周泳涛,鲍卫刚,刘延芳,等.桥梁加固工程关键技术研究[J].桥梁建设,2010(6):49-52.

[3]单成林,奉翔.桥梁加固改造中的整体顶升施工[J].中南公路工程,2002,27(3):79-80