老桥箱梁加固施工工法

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1、老桥箱梁加固施工工法新|工华新交通工程为明公司ZMEJIIA1MC3 HAUSUPVM TRAFFIC EdMGIIMEE R1VUG 匚口. .LTD.老桥箱梁加固施工工法汤年生边飞龙叶鸣（浙江华新交通工程有限公司）1前言桥梁维修与加固是桥梁养护管理的一项重要内容，是保证桥梁正常工作的有 力手段。由于历史和资金方面的原因，我国大部分二十世纪六七十年代甚或五十 年代修建的桥梁仍在运营使用，因设计荷载标准偏低和桥梁宽度偏小等因素，这 些桥梁已成为交通运输中的潜在隐患。此外由于设计、施工质量及养护等方面的原因，使得桥梁的维修和加固显得日益重要。 这些都使得桥梁的维修和加固成为 亟待解决的一个课题。

2、桥梁不能正常使用的状况和加固的方法有多种，通常以某种加固方法为主， 其他方法为辅。下面结合富春江第一大桥加固维修实例阐述老桥箱梁加固施工工 法。富春江第一大桥自建成以来，随着汽车保有量增加，车流量与日俱增，超载 车辆频频。2002年经检测主桥箱梁存在较多的结构性和非结构性裂缝，最大裂 缝宽度大于设计要求的容许值，发现裂缝达 625条，且裂缝一直处于活动状态。 箱梁腹板及顶底板均有裂缝，腹板裂缝居多且以跨中两侧各30米相对集中，以斜裂缝为主，顶板以纵向裂缝为主，底板局部出现横向裂缝。裂缝宽度以腹板的 斜裂缝为最大0.50.8mm。竖向预应力孔道空腔渗水、漏水 50多处。严重危及 大桥的安全度和耐

3、久性，2005年6月对大桥进行修补和加固。2工法特点2.1 加固目的2.1.1 对腹板和底板进行补强，改善其受力状态，限制裂缝进一步发展；2.1.2 对裂缝封闭和对缺陷修补，提高桥梁的耐久性；2.1.3 增强箱梁的整体受力性能；2.1.4 更换桥面铺装、伸缩缝及栏杆，改善桥梁的使用性能。2.2 箱梁裂缝处理箱梁裂缝将使结构刚度降低，加速钢筋和预应力钢束的锈蚀，减弱结构的耐 久性。同时使截面应力发生重分布，导致箱梁较为薄弱的部位产生新的裂缝， 并 使原有裂缝的长度和宽度继续发展。因此，尽快修复混凝土缺陷，凿除疏松混凝 土，封闭箱梁腹板、顶板、底板裂缝，提高结构刚度和整体性。缝宽小于0.10mm的

4、裂缝用环氧树脂表面涂抹封闭，大于 0.1mm裂缝用环 氧树脂灌缝。2.3 碳纤维片补强箱梁腹板开裂严重，表明开裂区混凝土应力已大大超过混凝土抗裂强度。仅对现有裂缝进行封闭不能提高该区段混凝土的抗拉能力，也不能阻止该区段出现 新的裂缝，必须对开裂区进行补强。在边跨近岸支点至3L/4及中跨L/8至7L/8范围内腹板内外表面粘贴竖向碳纤维片，碳纤维片贴过顶底梗腋。2.4 箱内加劲钢架安装为了改善腹板和底板的受力状态，增加封闭式加劲钢架，然后在钢架的竖向 张拉竖向拉杆，减少底板因自重产生的挠曲，以及改善成桥状态下腹板内侧的竖 桥向拉应力。2.5 竖向预应力检查及补浆竖向预应力筋施工质量较难保证，张拉不

5、足或孔道灌浆不充分都会影响竖向 预应力的实际作用效果。施工时检查竖向预应力筋的压浆情况，必要时重新压浆， 以提高主桥的抗剪性能。3适用范围3.1本工法适用于公路、铁路、市政等桥梁维修和加固工程。4工艺原理水玻璃类材料、甲基丙烯酸酯类材料（甲凝）、聚氨酯类材料、丙烯酰胺类材 料（内凝）、铭木素和环氧树脂类材料等，作为裂缝化学灌浆修补材料具有流动性 好、强度高，抗震性抗冲击性好等优点。碳纤维布具有极高的抗拉强度和弹性模量，由它和树脂结合的复合材料重量 轻、施工便捷、强度高、施工效率高、不需要大型施工机具等特点。在加固维修 中可以充分利用其高强度、高弹性模量的特点来提高混凝土结构的承载能力和延 性，

6、改善其受力性能，达到高效加固补强的目的，特别是在要求提高承载能力而 不允许增加过多桥梁恒载的工程中特别适用。加固的梁式桥大多是由于主梁截面承载能力不足（截面尺寸偏小或配筋偏 少），不能适应交通运输发展的要求。因此，最直接的加固方法就是通过增大主 梁截面的惯性矩来提高截面的承载能力。若这种加固方法在技术或经济上不够合 理，则可增强主梁间的横向联系，结构的受拉区增设钢结构支撑，以减小主梁中 的内力，提高其刚度，改善钢筋及混凝土的应力状态，提高梁的承载能力，以达 到补强效果。公路旧混凝土桥梁的加固方法，在工程上应用效果较好的是综合法，即以某 种加固方法为主，辅以其它方法。依照桥梁现场的外观检查、技术

7、状况评定和加 周设计要求而定。5施工工艺流程及操作要点5.1 加固施工顺序施工顺序依次为：5.1.1 桥面卸载及竖向预应力管道压浆；5.1.2 裂缝封闭及箱梁腹板粘贴碳纤维片；5.1.3 锚固拼接加劲钢架；5.1.4 桥面防水处理，桥梁附属设施更换。5.2 裂缝封闭对不同裂缝宽度加固时不同对待。宽度小于 0.1 mm裂缝表面开V性槽，采 用环氧水泥表面封闭，大于0.1mm裂缝进行压浆，表面不开 V型槽。图1宽度小于0.01mm裂缝开V型槽封闭裂缝封闭采用“壁可”法施工，该方法是利用注入器橡胶管的压力，保持低 压持续灌注，从而改变了以往人工的方式。其最突出的优点就是能将灌注材料可 靠地注入到裂缝

8、最小的末端中，以实现结构完美的恢复。图2安装压浆孔、出气孔施工工艺如下:5.2.1 裂纹表面处理用砂轮机、钢丝刷沿裂纹走向宽约 35cm范围打磨混凝土表面，清除水 泥浮尘、砂粒及疏松的混凝土块，如有油污要用丙酮擦净，如果潮湿要用喷 灯吹干。5.2.2 粘胶注入裂缝将环氧树脂水少许在注入座底面四周，将注入孔正对裂纹中心施压，使其 从相邻出气孔中挤出，注意防止堵塞注入孔。根据裂纹和深度，沿裂纹走向 按3040cm间距布置注入座，裂缝分岔处布置注浆孔。5.2.3 裂纹封闭采用环氧树脂沿裂纹走向密封 35cm,要求涂抹层厚度 1.5mm应尽量一 次完成，避免反复涂抹。5.2.4 封闭材料环氧树脂的固化

9、经1024h其自行硬化。5.2.5 注入BL GROUT合粘接剂将注入器安装在注入座上，用黄油枪或小型类工具注入BL- GROUT（氧树 脂注入渗透型粘接剂）混合剂。当橡胶管膨胀充满限制套时停止注入；如注入器 膨胀后很快收缩，说明缝内空间大，需灌补。5.2.6 注入材料BGROUT固化一般经1024h自行硬化。硬化后敲掉注入器和注入座。工序流程：5.3 粘贴碳纤维片5.3.1 基层处理在采用“壁可”法对裂缝进行压注充填封闭处理后， 对油污出一律用丙酮清 洗，再去除损伤的劣化混凝土，表面打磨平整。图3表面打磨整平5.3.2 涂平基底树脂，腻子整平结构表面图4粘贴碳纤维条涂抹底层胶5.3.3 涂刮

10、找平胶，表面做砂光处理。5.3.4 滚刷浸渍胶，粘贴碳纤维。当铺设多层时，滚刷第一层浸渍胶，粘贴第一层碳纤维片，在滚刷第二 层浸渍胶，粘贴第二层碳纤维片，直致粘贴完设计要求的层数，要求粘贴的 碳纤维片内无气泡、空隙，一旦发现则压注灌注胶乃至凿除重做。碳纤维布 的分割长度最长为3m要求的搭接长度为10cm。图5箱梁外侧已完成的碳纤维5.3.5 表面渗浸渍胶，再抛洗沙作压面处理。5.3.6 整饰工作，如涂装、抹砂浆等。5.4 锚固拼接钢结构将H型钢锚固在顶、底、腹板上。先采用环氧砂浆将H型钢粘贴，然后植锚 固螺栓固定。将锚固后H型钢用高强镶杆和焊接连成整体，形成整体加劲钢圈图6加劲钢架图7碳纤维与

11、钢结构5.5竖向预应力检查及补浆逐一检查竖向预应力筋的压浆情况，对渗漏水严重或孔道空腔的全部进行应力补强和重新压浆，以提高主桥的抗剪性能图8箱梁内竖向预应力筋压浆孔渗水现象6材料与设备图9竖向预应力筋补浆新开出气孔6.1 本工程选用日本东丽牌30型碳纤维布（厚度0.167mm）,粘结剂选用 台湾巨翰粘贴树脂。粘结剂有3种，包括：1. CFP （主要作用为增强混凝土粘结面强度的同时提高碳纤维片与混凝土之 间的可粘结性）；2. CFE （作用是找平并修补混凝土表面缺陷）；3. CFR （作用是粘结碳纤维片）。碳纤维布和粘结剂的性能指标见表 1、表2。碳纤维布的性能指标表1碳纤维布纤维方向单位面 积

12、重量 (g/m2)比重(g/m2)设计厚度(mm)抗拉强度(Mpa)弹性模量(Mpa)30型单方向3001.80.16730002.1 X05粘结剂CFR的性能指标表2抗拉强度(Mpa)抗男强度(Mpa)粘结强度(Mpa)适用温度(C)可使用时间(min)20103.5535201206.2 环氧砂浆、环氧树脂、丙酮、H型钢、高强螺栓。6.3 龙门架悬吊工作平台、空气压缩泵、张拉设备、千斤顶。7质量控制7.1 箱梁裂缝灌浆和封闭质量控制要点7.1.1 对裂缝数量、宽度调查清楚无遗漏；7.1.2 表面处理要清除水泥浮尘、砂粒及疏松的混凝土块，如有油污要用丙 酮擦净，如果潮湿要用喷灯吹干；7.1.

13、3 根据裂缝的宽度和深度，沿裂缝走向按 3040cm间距，裂缝分叉处 布置注入座；7.1.4 沿裂缝走向封闭35cm宽度范围，要求涂抹层厚度大于 1.5mm ,应 尽量一次完成，避免反复涂抹；7.1.5 压注材料或配比的力学性质必须符合设计要求，灌注要饱满，必要时 需补灌；7.1.6 压注环氧浆在固化前梁体不得激烈振动和行车扰动7.2 粘贴碳纤维片质量控制要点7.2.1 粘贴位置要准确，每段长度不大于 6m,顺长方向搭接长度10cm以上， 各层之间的搭接部位不得位于同一条线上，必须错开至少50cm；7.2.2 处理好碎基底，清除被加固范围内表面剥落、疏松、蜂窝、腐蚀等劣 质碎，表面必须打磨平整

14、，且干净干燥，表面整平要求做到混凝土表面无棱角、凸凹、受力方向平顺过渡，转角处为光滑圆弧，半径不小于20 mm7.2.3 树脂的主剂和固化剂比例称量准确，搅拌均匀，一次性使用。底层涂料固化后，用砂纸打磨掉凸起部分；7.2.4 气温5 c以下，相对湿度85犯上，碎表面含水率8%Z上没有有效措 施不得施工。7.2.5 粘贴碳纤维片1 .在储运、保存、粘贴过程中严禁弯折，防止碳纤维布受损。贴片在现场 用刚直尺或壁纸刀按规定尺寸切断碳纤维片，超长片材时要精心防止弯折，渗浸过程中必须加倍谨慎操作，片材裁切数量以当日用完为宜。2 .粘片前用滚筒均匀涂抹环氧树脂，下涂量标准为：规格为 300 g/m1的纤 维片采用500-600g/m1 。3 .纤维片施工30分钟后方可上涂，上涂标准为：规格为300 g/m1的纤维片采用 100-300g/m1 。4 .要求粘贴的碳纤维内无气泡、空隙，一旦发现则压注胶乃至凿除重做。5 .粘贴后需自然养护14小时达到固化，保证固化期间不受干扰。6 .每道工序以后树脂硬化之前，易用塑料薄膜遮挡以防止风沙或雨水侵袭。7 .粘贴后达到设计强度需12周，在此期间应防止贴片部分受到硬性冲击。8 .粘贴后在外表面进行喷砂装饰，使表面颜色与周围混凝土协调。图8碳纤维拉拔试验9 .3钢结构施工质量控制要点7.3.1 按设计给定位置、数量架设钢架，注意植锚固螺栓时，严禁打伤