二级建造实务之西江桥加固技术
该桥建于1989 年。一直处于基本完好状态。1996 年发洪水,一艘挖砂船顺流而下,对该桥造成巨大冲击,拱圈产生裂缝。赣定高速公路开工以后,由于材料运输及机械设备等重型车辆超负荷通行,对该桥加重了损伤。第一孔拱圈已出现多条纵横向裂缝。缝宽一般为3~ 5mm,最大达20mm,个别裂缝已贯穿拱圈。桥墩(台)发现多条竖向裂缝,缝宽最大有10mm。从桥面上调查,桥面铺装已完全破坏,拱上侧墙已向外倾斜。全桥栏杆柱已不成直线排列,呈微弯曲线状,中间略偏出。
根据现场调查分析,出现这些病害的主要原因是:由于砌筑片石时砂浆不够饱满,砂浆配合比控制不严格,标号偏低,再加上石块又偏小,因而砌体抗剪能力较差;全桥未设置泄水孔;拱上填料差,且压实不够;桥面铺装简陋,厚度只有15cm,且为素混凝土;高速公路建设使用的车辆吨位太大,三、四十吨的车辆经常通过,超出设计承载能力,加上外物的撞击。
1 加固方案
根据西江桥调查资料及力学验算分析,确定出该桥加固方案。
(1)拱圈。在拱圈底面及侧面用锚喷混凝土加固(厚8cm),以期加强拱圈的横向分布能力,力图提高其承载能力。
(2)墩台。桥墩(台)加固采用封闭箍形方式锚喷混凝土,防止墩(台)身产生横向裂缝(图2)。
(3)压注水泥浆。对拱圈、墩(台)身砌体加固,采用压注水泥浆方法,以提高其整体强度。
(4)拱上侧墙。外倾变形较大者拆除重砌,变形小者,将灰缝凿除,用12 # 砂浆重新勾缝。
(5)栏杆扶手。重新校正,损坏者补齐。
(6)桥面铺装。重新铺筑钢筋混凝土桥面。
2 主要施工设备及其性能
喷射混凝土机械手使用的是KM - 1 型,其主要技术性能:喷头动作可划圆、左右摆角180o、喷头仰俯角32o / 38o、一次伸缩范围1000mm,大臂仰俯角25o / 45o、旋转角± 35o,喷头前伸最大长度3350mm,喷头最大扬高3200mm,总重700kg,拖动行走,操作方便灵活,液压注浆泵YZB - 50 / 70 型,压力7MPa,流量50l / min。 3 加固施工要点
3.1 压浆加固墩(台)砌体
(1)压浆前,先对桥墩(台)裂缝进行处理,使用钢扒钉跨缝扣紧两边砌体,扒钉脚嵌入片石孔中,用砂浆填钉孔。防止压浆时,裂缝在压力作用下扩大。
(2)压浆嘴平均间距约为2 ~ 3m,骑裂缝设置,无裂缝则设在片石缝中。埋设压浆嘴应用12 # 砂浆粘牢。
(3)凡砌体勾缝开裂处,应将灰缝凿除,然后用12 #水泥砂浆封闭裂缝。
(4)严格按配合比配置水泥砂浆,使其具有可灌性,保证有足够的粘结强度。
(5)在拱圈及墩台压浆前,应先设置锚固钢筋及加固钢筋网,其压浆顺序先墩台后拱圈。
3.2 拱圈锚喷混凝土
(1)在拱圈锚筋设置前,应认真将受喷面打毛,深度不小于1cm。拱底含泥之砂浆应完全凿除,然后用高压水冲洗干净。
(2)在拱圈底面,用电钻或冲击电锤打锚筋孔,孔深不得小于10cm,孔直径为16mm,孔中灰尘要冲洗干净。然后用12 # 砂浆注入孔内,再打入锚筋,使之牢固粘结。
(3)将钢筋网点焊在锚筋上,所有钢筋网交叉点均予以点焊,以免喷射混凝土时,钢筋移动位置。
(4)喷射混凝土前,应将喷射面再次用水冲洗湿润。然后在表面先喷涂一层12 # 水泥砂浆,厚约0. 5 ~ 1cm,再喷射混凝土,使混凝土粘结良好。喷射混凝土标号为C25。喷射混凝土时应注意在锚筋交叉点下不留孔隙。
(5)喷射混凝土在船上或悬浮式工作平台上作业。
3.3 桥墩锚喷混凝土加固
(1)桥墩锚喷混凝土加固高度在起拱线下1.5m。
(2)桥墩内水平箍筋,应按设置位置的实际长度(考虑焊接接头)焊成环箍,然后逐步敲落至指定位置。
(3)喷射混凝土前,应认真冲洗受喷面,使喷射混凝土能与之牢固粘结。
(4)起拱线下三排锚筋,应插入片石砌体中20cm,其余10cm。
3.4 桥台锚喷混凝土加固
(1)桥台台身锚喷混凝土加固高度在拱线下1. 5m 以内。
(2)余见“4.3 中(3)~(4)款”。
3.5 拱圈、墩台砌体灌浆工艺
压力注浆流程:清裂缝- 粘灌浆嘴及排水(气)管- 封闭裂缝- 检查封闭程度(压水试验)- 灌浆- 封孔。
(1)清理裂缝:将裂缝处的旧砂浆凿除,缝内旧砂浆不厚者或松动者亦需剔除,并清理干净。
(2)布置灌浆孔:灌浆孔的布置应使砌体内的任何缝隙都在有效注浆半径R 内。其间距视缝隙大小、多少及水泥砂浆灌注半径R 而定。该值应在工地试验确定。
(3)埋设注浆嘴及排水(气)孔管:埋入处应事先将孔洞清理干净,孔洞比注浆嘴及排水(气)管大20 ~ 30mm,用快硬水泥胶浆将它们固定在孔洞内,埋设深不少于50mm。
(4)封闭裂缝及可能漏浆处:除注浆嘴及排水(气)管外,其它一定范围内裂缝及有可能漏浆处都要采取封闭措施,以免出现跑浆、漏浆现象。封闭裂缝及堵漏采用封缝砂浆。
(5)检查封闭程度:在粘嘴砂浆及封缝砂浆具有足够强度后,采用压水方法检查灌浆嘴及砌体孔隙畅通情况,看封闭措施是否有效,并根据各排水(气)孔管排水情况,确定以后各次灌浆嘴埋置点。压水的压力一般为0.2 ~ 0.3MP。检查完后,用气流将孔内、缝内积水吹干。
(6)灌浆:采取纯压法灌浆时,开始时压力应小些,然后逐渐加大,最高为0. 3MP。水泥砂浆的制备,先将水泥与细砂(粒径不得大于1. 2mm)干拌,然后加水,搅拌均匀。砂浆应不断搅动,以保证流动性。每批只备1小时注浆用料。
先选一孔灌浆,待邻近排水(气)管出浆后,立即关闭该孔,仍继续压浆,待灌到不能再进浆时,立即关闭注浆嘴,停止压浆。之后,再在未见排水(气)管内流出浆水附近,择灌浆孔进行灌浆。
(7)其它事项:注意施工安全,施工人员必须穿戴防护眼镜、雨靴、手套,灌浆插入孔道后,应检查胶皮管与灰浆泵连接是否牢固,堵灌浆孔者应站在孔道后,堵灌浆孔者应站在孔侧面,以免灰浆喷出伤人。
3.6 拱上侧墙及栏杆扶手修复
(1)拆除栏杆扶手时,注意保|爱上考试网|护小型构件不被损坏,整齐堆放。
(2)拆除变形较大的浆砌片石拱上侧墙,重新砌筑,注意砂浆饱满,加强工艺控制,做到片石咬码错缝、表面平顺、勾缝光滑圆顺。
(3)校正栏杆扶手,做到顺直牢固。
3.7 桥面铺装
(1)挖除并清理桥上废土(原桥面下去41cm),整平碾压,铺筑18cm 厚水泥稳定土基层。
(2)布置桥面铺面钢筋(@ 150φ12),浇筑23cm 原C35 混凝土桥面。
4 结束语
西江桥自2003 年1 月10 日动工加固,至2003 年2月28 日修复竣工。
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