王旋

山西路橋第七工程有限公司 山西晉城 048000

隨著橋梁的長(zhǎng)時(shí)間運(yùn)營(yíng)，很容易會(huì)出現(xiàn)各種各樣的橋梁質(zhì)量病害問(wèn)題，尤其是作為橋梁工程結(jié)構(gòu)受力載體的橋臺(tái)，形成的主要病害包含為裂縫、腐蝕以及混凝土剝落等，所以就需要對(duì)橋梁項(xiàng)目質(zhì)量病害情況進(jìn)行調(diào)查研究，然后采用合理、可行的橋梁加固處治措施，有效解決橋梁質(zhì)量病害，實(shí)施橋梁結(jié)構(gòu)加固處理，進(jìn)一步增強(qiáng)橋梁結(jié)構(gòu)的安全性、穩(wěn)定性以及耐久性，從而實(shí)現(xiàn)橋梁安全行車(chē)?？v觀橋梁項(xiàng)目橋臺(tái)加固處治實(shí)際情況，主要采用的橋臺(tái)加固措施是植筋、粘鋼等新型加固技術(shù)，主要特點(diǎn)是施工操作簡(jiǎn)單、成本低、效果突出?，F(xiàn)階段，鋼筋錨固施工技術(shù)已經(jīng)比較成熟，在大部分橋梁結(jié)構(gòu)中可以有效應(yīng)用鋼筋錨固施工技術(shù)，通過(guò)粘合劑的使用能夠進(jìn)一步增強(qiáng)鋼筋和原結(jié)構(gòu)之間的緊密度，且對(duì)原結(jié)構(gòu)造成的損傷比較小，實(shí)現(xiàn)橋梁項(xiàng)目橋臺(tái)加固的有效處理。文章以實(shí)際橋梁項(xiàng)目為例，首先對(duì)橋臺(tái)不同加固方案進(jìn)行了對(duì)比分析，然后確定選擇植筋加固技術(shù)進(jìn)行橋臺(tái)加固處理，同時(shí)研究了植筋加固技術(shù)的基本原理、特點(diǎn)以及施工工藝。此橋梁項(xiàng)目橋臺(tái)加固后實(shí)現(xiàn)了裂縫的有效填充，而且橋臺(tái)變形明顯減小，橋臺(tái)加固處理效果尤為突出，值得在類(lèi)似項(xiàng)目中推廣使用。

1 項(xiàng)目背景

此橋梁項(xiàng)目始建于2011年，上部結(jié)構(gòu)采用的是鋼混空心板梁（2×15m），下部橋墩采用的是漿砌片石重力式墩，而橋臺(tái)采用的是漿砌片石U型橋臺(tái)，墩臺(tái)設(shè)計(jì)的是擴(kuò)大基礎(chǔ)。2019年經(jīng)過(guò)有關(guān)質(zhì)檢部門(mén)的檢測(cè)發(fā)現(xiàn)大橋右幅橋臺(tái)裂縫較為嚴(yán)重，檢測(cè)結(jié)果評(píng)定是四類(lèi)危橋，具體病害如下：①0#臺(tái)的左、右、側(cè)墻均出現(xiàn)了開(kāi)裂問(wèn)題；其中左側(cè)墻裂縫的長(zhǎng)度是5.1m，寬度是17.3mm，外傾是28.5mm。右側(cè)墻的裂縫長(zhǎng)度是4.9m，寬度是21.8mm；②2#臺(tái)左側(cè)墻的裂縫長(zhǎng)度是5.6m，寬度是23.9mm。考慮原橋的技術(shù)條件及狀況表現(xiàn)較好，所以通過(guò)研究確定對(duì)橋臺(tái)實(shí)施加固處理。

2 橋臺(tái)加固方案對(duì)比分析

通過(guò)對(duì)橋臺(tái)進(jìn)行調(diào)查研究，制定了3種橋臺(tái)加固處理方案。第一種方案：選擇高壓灌注環(huán)氧砂漿方式修復(fù)橋臺(tái)側(cè)墻與前墻裂縫，同時(shí)側(cè)墻外部包裹鋼筋混凝土面板，而兩側(cè)墻之間設(shè)置鋼筋錨固。此外，前墻選擇“鋼筋管錨桿+鋼筋混凝土面板”相結(jié)合的加固處理方式。第二種方案：將橋臺(tái)搭板、側(cè)墻等進(jìn)行拆除，然后以混凝土為材料重新澆筑側(cè)墻，而臺(tái)后以輕質(zhì)填料進(jìn)行填充處理，同時(shí)重新澆筑橋臺(tái)搭板與防撞墻等，以及更換支座[1]。第三種方案：將橋頭搭板與防撞墻進(jìn)行拆除，然后吊下空心板，將0#與2#橋臺(tái)拆除，并重新進(jìn)行澆筑，而臺(tái)后采用輕質(zhì)填料進(jìn)行回填處理。三種不同方案的優(yōu)劣勢(shì)及處理效果詳見(jiàn)表1。

表1 三種不同方案的優(yōu)劣勢(shì)及處理效果對(duì)比

經(jīng)專(zhuān)家研討之后確定選擇第一種方案，即植筋加固技術(shù)。此項(xiàng)技術(shù)的要點(diǎn)是根據(jù)原橋臺(tái)結(jié)構(gòu)具體尺寸設(shè)置合理數(shù)量、深度以及直徑的鉆孔，然后通過(guò)專(zhuān)用植筋膠具備的粘結(jié)性把鋼筋與原結(jié)構(gòu)進(jìn)行密切融合，以增強(qiáng)結(jié)構(gòu)抗拉性能，以及增強(qiáng)新混凝土與舊混凝土界面的抗剪切力。從本質(zhì)上分析，植筋加固是一種無(wú)膨脹性固定，不會(huì)對(duì)基材產(chǎn)生膨脹力，而且對(duì)邊距、間距無(wú)特殊要求，錨固的強(qiáng)度相對(duì)較大，承載力也比較高[2]。近些年來(lái)，隨著材料與技術(shù)研發(fā)的不斷發(fā)展，植筋技術(shù)已經(jīng)開(kāi)始在混凝土、天然石材以及空心材料等加固方面普遍使用，同時(shí)能夠結(jié)合加固對(duì)象具體狀況合理調(diào)整鋼筋類(lèi)型、長(zhǎng)度以及直徑等相關(guān)參數(shù)，施工流程較為簡(jiǎn)單，效率與效果表現(xiàn)較好。

3 植筋加固技術(shù)原理及特點(diǎn)

3.1 植筋加固技術(shù)原理分析

此項(xiàng)目中確定采用的植筋加固施工技術(shù)，是近些年來(lái)發(fā)展與應(yīng)用的一種新型鋼混結(jié)構(gòu)錨固加固施工技術(shù)，其指的是結(jié)合原結(jié)構(gòu)實(shí)際尺寸情況進(jìn)行鉆孔（保證孔的數(shù)量、深度以及直徑滿(mǎn)足施工要求），然后合理選擇專(zhuān)用植筋膠，通過(guò)其具備的粘結(jié)性把鋼筋與原結(jié)構(gòu)進(jìn)行緊密結(jié)合，從而切實(shí)增強(qiáng)原結(jié)構(gòu)的抗拉能力，以及新混凝土和舊混凝土界面的抗剪切力。

3.2 植筋加固技術(shù)的基本特點(diǎn)

從本質(zhì)上分析，植筋加固是一種無(wú)膨脹性的固定方式，其中基材不會(huì)形成膨脹力，關(guān)于邊距與間距的要求不是很?chē)?yán)格，但是錨固強(qiáng)度比較大，承載力性能突出。近些年來(lái)，隨著材料研究的不斷深入以及施工技術(shù)的快速發(fā)展，植筋技術(shù)已經(jīng)能夠在混凝土、天然石材以及空心材料等加固方面有效應(yīng)用。但是植筋加固施工技術(shù)實(shí)踐應(yīng)用階段，必須結(jié)合加固對(duì)象具體狀況合理調(diào)整鋼筋型號(hào)、直徑以及長(zhǎng)度等指標(biāo)，以切實(shí)發(fā)揮出植筋加固效果。

4 施工技術(shù)

4.1 加固材料準(zhǔn)備

此項(xiàng)目選擇的加固材料主要包含了混凝土、鋼材以及預(yù)應(yīng)力鋼筋。其中混凝土性能與預(yù)應(yīng)力鋼筋參數(shù)相關(guān)要求情況詳見(jiàn)表2所示。

表2 混凝土與預(yù)應(yīng)力鋼筋參數(shù)要求

以植筋加固技術(shù)為例，其選擇的錨固化學(xué)劑類(lèi)型基本包含了改性環(huán)氧膠粘劑、改姓乙烯基酯膠粘劑與改姓氨基甲酸酯膠粘劑。此項(xiàng)目選擇的錨固化學(xué)劑是改性環(huán)氧膠粘劑，但是必須保證其安全性指標(biāo)滿(mǎn)足《公路橋梁加固設(shè)計(jì)規(guī)范》（JTG/TJ22-2008）A級(jí)膠具體規(guī)定要求[3]。

4.2 更換支座

此項(xiàng)目是通過(guò)薄型同步千斤頂把梁體進(jìn)行整體式頂升，然后進(jìn)行支座更換，同時(shí)按照支座數(shù)量配置相應(yīng)數(shù)量的千斤頂。而在頂升施工階段，需要將頂升速度控制在1mm/min以?xún)?nèi)，以2mm為一步，實(shí)施分級(jí)頂升，所有千斤頂?shù)母叨戎畋仨殹?.5mm[4]。此外，必須認(rèn)真、仔細(xì)觀察主梁撓度和應(yīng)力實(shí)際變化情況，一旦出現(xiàn)了異常就要及時(shí)停止頂升。頂梁每頂升5mm至6mm就應(yīng)臨時(shí)安裝一塊鋼板，此項(xiàng)目梁體頂升施工距離控制是10mm。

4.3 鉆孔與注漿

此項(xiàng)目中右幅橋臺(tái)一共設(shè)置了13個(gè)錨固孔，確定間隔距離是150mm。而錨固孔主要以取土沖擊鉆的方式鉆進(jìn)，待鉆孔施工完成之后需要立即埋設(shè)鐵皮管與橫向預(yù)應(yīng)力鋼筋，以免發(fā)生鉆孔堵塞現(xiàn)象。此項(xiàng)目中注漿參數(shù)具體控制情況如下：①注漿壓力保證處于0.5MPa至1.0MPa之間，選擇的水泥標(biāo)號(hào)是42.5R，水灰比是1:1；②待注漿壓力符合設(shè)計(jì)終壓要求數(shù)值后，持續(xù)時(shí)間應(yīng)≥10min，同時(shí)注漿量≥設(shè)計(jì)注漿量要求的80%，然后才能夠停止注漿[5]。此項(xiàng)目中注漿施工選擇的是“跳孔間隔”注漿模式，注漿順序是從外至里。

4.4 植筋

此項(xiàng)目中植筋鉆孔確定的間隔距離是80cm×80cm，一共劃分成四層布設(shè)，其中上兩層分別設(shè)置4個(gè)鉆孔，同時(shí)下面兩層分別設(shè)置3個(gè)鉆孔。待鉆孔施工完成之后選擇空壓機(jī)把孔內(nèi)雜質(zhì)等清理干凈。通過(guò)注射槍將植筋膠灌注在孔內(nèi)，灌注施工順序是由低孔至高孔，一直灌注接近為鉆孔體積的2/3。然后把制作合格的鋼筋緩慢插入到孔內(nèi)，而且必須保證能夠?qū)⒄麄€(gè)孔洞充滿(mǎn)，同時(shí)在10min之內(nèi)完成鋼筋位置的有效調(diào)整，保證滿(mǎn)足膠體養(yǎng)護(hù)條件后將其固化[6]。此外，在植筋完成之后必須按照規(guī)定要求實(shí)施現(xiàn)場(chǎng)抽測(cè)，若是存在不合格的植筋，則需要重新進(jìn)行錨固。

4.5 澆筑面墻與張拉預(yù)應(yīng)力鋼筋

在進(jìn)行面墻澆筑施工之前，需要保證錨具墊塊與面墻鋼筋之間的牢固焊接。此項(xiàng)目中面墻澆筑選擇的材料是C30混凝土，澆筑施工應(yīng)均勻、連續(xù)，而且采用合適的振搗棒進(jìn)行密實(shí)振搗，待面墻強(qiáng)度≥設(shè)計(jì)規(guī)定要求數(shù)值的90%，而且凝固期超過(guò)了7d，然后就需要實(shí)施預(yù)應(yīng)力鋼筋張拉。此項(xiàng)目中預(yù)應(yīng)力鋼筋使用的是螺紋鋼（其直徑φ=32mm），其中張拉伸長(zhǎng)量必須達(dá)到0.0035L（其中L代表的是鋼筋張拉長(zhǎng)度）[7-8]。此外，預(yù)應(yīng)力鋼筋需要通長(zhǎng)進(jìn)行布設(shè)，禁止以連接器的方式連長(zhǎng)，而在張拉階段必須對(duì)張拉力與延伸量進(jìn)行雙控，但是以張拉力為核心，張拉結(jié)束之后把螺母與墊板點(diǎn)進(jìn)行牢固焊接，詳見(jiàn)圖1所示。

圖1 預(yù)應(yīng)力鋼筋剖面圖

5 結(jié)語(yǔ)

本文以實(shí)際橋梁項(xiàng)目為例，對(duì)比分析了橋臺(tái)加固處理方案，然后重點(diǎn)研究了植筋加固技術(shù)，主要包含了加固材料準(zhǔn)備、支座更換、鉆孔與注漿、植筋、澆筑面墻、預(yù)應(yīng)力鋼筋張拉等。研究表明，此橋梁項(xiàng)目橋臺(tái)通過(guò)進(jìn)行植筋加固處理之后，有效提升了承載力，且延長(zhǎng)了橋梁的使用年限。