金钟路高架桥加固措施与工艺.doc

1、金钟路高架桥加固措施与工艺摘要：本文介绍了京津塘高速公路金钟路高架桥主要病害及维修措施。重点介绍了 T 梁横隔板黏贴钢板加固工艺，并对加固效果进行了评价，为桥梁养护维修提供借鉴经验。 关键词：T 梁；横隔板；病害；钢板加固 中图分类号：U448.28 文献标识码： A 1、桥梁概况 京津塘高速公路金钟路高架桥位于天津市宜兴阜镇境内，全长 3740 米，上部结构为钢筋混凝土箱梁、预应力 T 梁；下部结构为预制打入桩基础及钢筋混凝土柱型桥墩及薄壁式桥台。设计荷载为汽超-20 级，验算荷载挂车-120。 最近几年，由于车辆超载严重，造成桥梁梁体不同程度的开裂，特别是 T 梁横隔板开裂后，对桥梁整体刚

2、度及稳定性造成极大的破坏。 2、主要病害 该桥在维修前进行了一次全面的检测，主要检测结果如下： 上部结构： （1）钢筋混凝土箱梁梁底横向裂缝较多，部分裂缝超过规范限值。 （2）预应力 T 梁横隔板开裂。 （3）预制梁边梁泄水管部位钢筋锈蚀、混凝土开裂脱落严重。 下部结构： 墩柱盖梁混凝土钢筋锈胀，混凝土大面积剥落，特别是伸缩缝部位的盖梁病害严重。桥台台身竖向开裂，混凝土剥落。 桥面系： （1）沥青混凝土纵向裂缝，局部损坏形成坑槽。 （2）全桥伸缩缝部分损坏。 3、维修加固措施 上部结构： （1）钢筋混凝土箱梁：进行裂缝维修处理，对部分裂缝进行注胶封闭。 （2）T 梁横隔板：黏贴钢板，增加结构横

3、向刚度。 下部结构： 对墩柱、盖梁、桥台的裂缝进行维修处理；采用修补砂浆对混凝土破损处进行修补；损坏严重的部位，凿除疏松混凝土，挂焊钢丝网，然后灌注高强灌浆料。 桥面系： 解决桥梁水侵蚀造成损害的根源，措施如下：采用轻质混凝土，增加桥面铺装混凝土厚度，加大桥面横坡，以利排水；增设桥面防水层；更换损坏伸缩缝；改造泄水孔，增设滴水檐。 4、主要施工工艺 下面仅对 T 梁横隔板加固工艺进行介绍： 4.1 工艺原理 将钢板采用高性能的环氧类粘接剂粘结于混凝土构件的表面，钢板与混凝土形成统一的整体，利用钢板良好的抗拉强度达到增强构件承载能力及刚度的目的 4.2 工艺流程 基底处理卸荷植埋螺栓钢板制作与现

4、场配套打孔、安装封边配制胶粘剂灌注卸支撑、固化检验防腐处理 4.3 施工工艺： （1）基底处理，表面处理包括加固构件结合面处理及钢板贴合面处理。对于混凝土构件结合面，应根据构件表面的不同情况，分别按以下情况处理： 1）表面应先用硬毛刷沾丙酮刷除表面浮油污物，后用冷水冲洗，再对粘合面进行打磨，除去 23mm 厚表层，直至完全露出粗骨料，并用压缩空气吹除粉粒，处理后，若表面严格凹凸不平，可用高强树脂砂浆修补。 2）对于湿度较大的混凝土构件，因一般树脂类胶粘剂在潮湿的基层上粘结强度会大幅度降低，故除满足上述要求外，尚须进行人工干燥处理。 3）对于露筋的混凝土表面，需用钢丝刷（将钢筋表面的锈蚀除去，再

5、剔除松动的混凝土，用清水冲洗润湿，用高强树脂砂浆修补。 4）对于本身空鼓或破损严重的混凝土构件，应将空鼓处及破坏松散的混凝土剔除，用清水冲洗润湿，用聚合物修补砂浆或 SCM 无收缩水泥混凝土修补。 5）对于混凝土表面严重凹凸不平的，也应用磨光机打磨进行平整处理。 （2）卸荷 为减轻和消除后粘钢板的应力，应变滞后现象，粘钢板前宜对构件适量进行卸荷，卸除活载，封闭相应车道。 （3）植埋螺杆 钻孔前，应用钢筋混凝土保护层测试仪查明钢筋布置，避免打孔时伤及钢筋，钻孔位置可进行微调，孔径和孔深严格按设计要求施工。 1）定位、钻孔：利用冲击电锤钻孔，若植埋螺杆孔位处存在钢筋，则适当调整钻孔位置。钻孔孔深为

6、 70mm，孔径 14mm。 2）清孔：采用高压空气吹射，清除孔内粉尘和细小颗粒。植埋螺杆前用棉丝浸泡丙酮液或工业酒精擦拭孔壁、孔底，擦除残留污渍。 3）检查胶体搅拌抽查是否均匀，弃掉前 3 次挤出的胶体。 4）植埋：采用专用灌注器或注射器将胶灌入孔内，灌注量一般为孔深的 2/3。插入螺杆，顺时针旋转螺杆使胶混合均匀并溢出。旋转约12 分钟，调整好螺杆位置准确并加以固定。 5）静置固化：按产品说明书的要求进行固化，在固化开始到固化时间段内方可进行螺杆焊接施工，在固化完成后方可承受至设计荷载。 （4）钢板制作与现场配套打孔、安装 按设计图纸要求，根据混凝土构件的实际尺寸对钢板进行下料、成型,依据

7、现场植埋的螺杆的位置和数量，对所粘贴的钢板进行配套打孔。用螺杆将钢板固定在贴合面上，在边缘螺杆增加垫片，以保证灌胶厚度（34mm） 。 （5）封边 将灌浆嘴粘贴在钢板的注入孔上，在钢板边缘插入排气管，在螺杆头上罩上碗盖，然后用环氧胶泥封口胶封闭钢板边缘（封口胶宽度不得大于 1cm） ，完成封边。灌浆嘴布置间距为 2030cm。 （6）配制胶黏剂 结构加固用胶黏剂上为 A、B 双组分，使用前需进行现场质量检验，进行抗拉拔试验，合格后方能使用，使用时在现场临时配制，配制时按产品说明书规定进行。将 A、B 两组分别倒入干净容器，容器内不得有油污，利用手提电钻搅拌，或采用人工搅拌，搅拌至色泽完全均匀为

8、止。 （7）灌注 胶黏剂配制好后，用泵将胶黏剂从灌浆嘴注到钢板和结构的空隙中，压力为 0.20.3MPa（压力值可根据缝隙大小及胶黏剂组分比例不同而调整） ，当排气管均有胶体有胶体流出时，停止加压，以环氧胶泥封口胶封堵排气孔，再以较低压力维持 10min 以上。灌胶应自下而上，自左至右，依次进行灌注，直至全部灌实。 （8）固化 结构胶粘剂在常温（20）下固化 24h，3d 即可受力使用。若气温低于 5，应采取人工加温，一般用红外线灯或电热毯加热保温，固化期中不得对钢板有任何扰动。 （9）检验 粘钢结束后，组织有关人员验收，发现问题及时处理。 （10）防腐处理 外部粘钢加固钢板，一般采用刷防锈漆

9、的防腐措施，具体工艺为：先进行喷砂除锈，要求为 Sa2.5 级。然后涂四层防腐材料，第一层为硅酸锌底漆 75m；第二层为环氧聚酰胺底漆 75m；第三层为环氧云母氧化铁 250m；第四层为聚氨甲酸甲脂面漆 250m。 5 施工中应注意的问题 (1) 黏贴钢板前应对表面进行处理，包括加固构件结合面处理及钢板贴合面处理。进行混凝土表面处理应露出粗骨料，并将严重凹凸不平处理平整；对于露出钢筋的混凝土，对钢筋进行除锈，并用高强树脂砂浆修补。 (2) 钻孔前，用钢筋混凝土保护层测试仪查明钢筋布置，避免打孔时伤及钢筋，钻孔位置可进行微调，孔径和孔深严格按设计要求施工。 (3) 黏贴钢板时胶黏剂按照使用说明书

10、进行配制，灌胶时自下而上，自左至右，依次进行灌注，直至全部灌实。 (4) 工程用结构胶等原材料和半成品除应符合混凝土结构加固技术规范外，还应符合现行的国家标准及行业标准，粘钢施工结束，待结构胶固化后，应用小锤轻轻敲击粘贴钢板，从音响判断粘贴效果。如粘贴面积少于 90%则应重新粘贴或采取补救措施。 6 加固效果 为了检验维修加固效果，大桥养护部门于委托检测单位对大桥 T 梁孔跨进行了荷载试验。通过静载试验，测定桥梁上部结构控制断面的静应变、静挠度和加载过程中的裂缝开展情况，检验加固设计方案和施工质量，验证结构安全性和可靠性。静载试验表明，各截面各梁应变实测值走势与计算值走势比较吻合，变化较为均匀

11、，各主梁在偏载工况下应变及挠度分布变化比较均匀，表明上部结构抗偏载能力良好，上部结构整体性增强，能共同受力，荷载横向分布良好，在车辆荷载作用下，桥梁结构处于弹性工作状态，其刚度和承载能力基本满足设计要求。通过动载试验，测定结构在动力荷载作用下的动应变冲击系数、结构的自振频率 , 综合评定结构的动刚度，验证结构整体性和稳定性，动载试验结果表明上部结构的动力性能满足要求，整体性能良好。加固维修完工三年多来的结果也表明，桥面没有再出现纵向开裂，也未见其他病害的发生，说明了粘贴钢板加固横隔板工程达到了预期目的。 参考文献 1 交通部 公路桥涵养护规范 S 北京：人民交通出版社,2004 2 交通部 公路桥涵设计规范 S 北京： 人民交通出版社, 1989 3 交通部 公路桥涵施工技术规范 S 北京：人民交通出版社, 2000