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【摘 要】桥梁维修加固是当今桥梁施工和维护中的难题之一。桥梁长期暴露在大气中,使用环境比较恶劣,长时间使用后,往往会出现裂缝、钢筋锈蚀、混凝土脱落等问题,为保证桥梁正常运营,需要定期维修桥梁病害,本文主要介绍几种修补方法的施工工艺。
【关键词】凿除;除锈;灌注;桥梁;粘贴;钢板
Analysis of Bridge Maintenance and Strengthening Construction Technology
Liu Yu
(Dalian Municipal Design and Research Institute Co., Ltd. Dalian Liaoning 11600)
【Abstract】bridge maintenance and reinforcement of today's bridge construction and maintenance of one of the difficulties.Bridge long-term exposure in the atmosphere, the use of environment appalling, after prolonged use of prone cracks, Rebar, concrete other issues, in order to ensure the normal operation of bridges, you need to regularly maintain the main bridge disease, this article describes several repair construction technology.
【Key words】in all earnestness in addition;derusting;perfusion;bridges;paste;plate
随着现代化的发展,我国的桥梁建设日益增多,同时很多八十年代的桥梁经过长时间的运营后,出现了不同程度的病害,上部结构常常出现底板横向裂缝、腹板竖向裂缝、下部结构混凝土脱落、钢筋锈蚀、桥墩裂缝,桥面铺装彻底破坏,这些病害如果长期不修,必定会影响桥梁结构的使用寿命,因此桥梁维修施工越来越受到重视。
桥梁维修设计中常用的几种维修加固方法有钢筋除尘、除锈、补全结构保护层、桥墩外包钢板加固设计方法、灌注裂缝、混凝土碳化剥落修复、粘贴碳纤维、灌钢加固、植筋等,下面针对几种工艺作以详细的介绍。
1. 桥墩台处钢筋除锈,补全结构保护层
1.1 混凝土清理。彻底凿除缺陷处的松弱混凝土及杂物,已锈蚀钢筋周围的凿除范围为钢筋周围2.5cm左右。混凝土表面凿毛,要求打成沟槽,深度不小于0.6cm,间距不大于10cm。凿除后用水冲洗干净,缺陷的边缘部分凿成与原砼表面垂直。
1.2 钢筋除尘、除锈并进行防锈处理。对暴露在缺陷处的钢筋,凿除作业时禁止对其敲打,凿除后应用喷砂枪、钢丝刷等工具清除钢筋及混凝土表面的铁锈和灰尘,对钢筋除锈后刷阻锈剂进行防锈处理。
1.3 采用补土胶XH111 A/B补全恢复结构保护层。
2. 桥墩外包钢板加固工艺
2.1 刷涂桥墩表面油垢污物,然后对粘合面打磨,直到完全露出新鲜密实砼,采用压缩空气去除粉尘。
2.2 构件表面打磨平整后,刷修补胶等找平材料。
2.3 钢材粘合面处理,对钢材表面进行除锈打磨,采用喷砂处理,粘结前用脱脂棉花沾丙酮擦拭干净。
2.4 桥墩植入M12化学锚栓,粘贴钢板,并在钢板与原结构之间灌注XH 7307灌钢胶,使二者结合密实。
3. 灌注裂缝工艺
当裂缝宽度小于0.15mm时,可以直接选用裂缝修补胶XH111 A/B直接用橡皮滚子或滚动粉笔刷缝材料,使胶液充分吸收,保证裂缝内含胶液饱满;当裂缝宽度大于0.15mm小于0.3mm时,采用注胶法将环氧树脂XH 7307缓慢持续的压入裂缝中,灌缝胶必须具备潮湿环境下固化受力的要求;当裂缝宽度大于0.3mm或者裂缝深度较深采用凿槽嵌补法进行裂缝处理。
3.1 裂缝检查及清理。将需处理的裂缝表面两侧3cm～4cm范围内的灰尘、浮浆用手铲、铁锤、钢刷、毛刷依次处理干净,用吹风机把裂缝中的杂质吹去,如遇裂缝部位不够干燥,采用喷灯烘干,将构件表面整平,凿除突出部分,然后用丙酮清洗裂缝周围油污,清洗时注意不要将裂缝堵塞。如有必要,视情况沿裂缝开“V”型槽,同样要清理干净“V”型槽至无浮尘、无松动颗粒和无污渍。
3.2 钻眼埋嘴。埋设灌浆嘴和出浆嘴,作为胶液的喷入口和裂缝的排气口。根据裂缝宽度、大小、长度埋设灌浆嘴,间距一般为15～40cm,宽缝疏布置、微细缝密布置,深缝宜密布置,浅缝宜疏布置,在裂缝交叉处、较宽处、端部及裂缝贯穿处应布置,采用无损贴嘴法对准且骑缝粘贴在预定位置,并用粘结剂固定灌浆嘴。灌浆嘴应粘贴牢靠,必须对准缝隙保证导流畅通,同时注意灌浆嘴底盘四周封闭。一条裂缝上必须设有进浆嘴、出浆嘴(排气嘴)。
3.3 嵌缝止浆。封缝是裂缝灌浆封闭成功的关键。封缝表面封闭是为防止浆液流失,保证灌浆压力,使浆液在压力作用下能渗入裂缝深部,将裂缝填充密实。必须对已处理过的裂缝表面(除孔眼及灌胶底座外)用环氧浆基液沿裂缝走向从上而下或从一端到另一端均匀涂刷,先对沿缝两侧约50mm进行清洗,用环氧基液沿缝走向骑缝均匀涂刷,然后用环氧胶泥或玻璃胶等进行封缝处理,封缝时注意避免出现气泡。
3.4 封缝检查。裂缝封闭后养护一段时间且待封缝胶泥有一定强度后,进行压气试漏,检查裂缝和和灌胶底座的封闭、灌浆嘴的通畅情况,漏气处应予修补密封至不漏为止。
3.5 灌浆。可采用弹性束带注射筒持续加压将胶液注射入裂缝内。应遵循少量多次的原则,采取从下至上,或裂缝一端至另一端,或从两头向中间逐步封闭,直到下一个排气嘴出浆时关闭灌浆泵,以保证浆液充满裂缝。灌浆时将调好的主剂和固化剂按一定比例混合后注入灌浆嘴,灌浆压力应由小至大逐渐增加,不宜骤然加压,注意保压、稳压和充填饱满,局部细微裂缝灌浆压力可适当增大,达到规定压力后稳压,保证浆液的渗透和灌浆效果。灌浆结束的标准为浆液外溢或压力骤变,然后在较高压力条件下稳压3～5min。根据灌浆压力、灌浆量,在灌浆过程中适当调整灌浆参数、改变浆液稀稠程度及类型。
3.6 收尾处理。灌浆完毕待胶液聚合固化后,拆除灌浆嘴。
4. 混凝土碳化剥落修复施工工艺
4.1 先将松动的砼和碳化部分砼凿除干净,露出新鲜砼面。
4.2 用酒精擦净砼表面浮沉。
4.3 采用补土胶XH111 A/B将砼表面补平。
5. 粘贴碳纤维施工工艺
5.1 测量工程。测量原则:根据现场裂缝分布的实际情况,确认裂缝位置,垂直裂缝方向两边各测量150mm,作为施工处理,粘贴区域,柱四个角均需导成圆角,圆角半径为20mm。测量精度要求:误差不得大于 5mm。
5.2 面层处理。施工作业区域内的混凝土表面全部使用角磨机进行打磨,打磨深度应不小于0.5mm,打磨后表层要完整,无任何附着浆皮、松散物、灰尘油及油脂。以空压喷嘴和毛刷将粉尘及松动物质去除。
5.3 裂缝修复。对于已密合的弹性裂缝在进行碳纤维粘贴时,以整面积满刷方式封闭修补。
5.4 混合。使用桨状混合器低速充分混合5分钟,直至混合均匀。
5.5 施工体系。涂刷结构胶XH180A/B,使用刷子、滚筒涂抹混合的结构胶。将碳纤维布按照设计要求覆盖在结构胶上,用刮板轻轻刮碳纤维布表面,使面胶渗出布面,两层以上的布粘贴,要有一定间隔,以胶表面干燥不粘手为宜。粘贴碳纤维布应向墩柱或梁下反粘贴长度不小于150mm。使用滚筒在碳纤维表层进行浸渍。并使用硬的刮板或滚筒除去气泡,用力均匀平整。施工过程中,保持正确纤维方向。
5.6 完工。养护时间48小时,此期间防止使用锐器刮碰碳纤维表面,和人为的拉扯。为利于后续施工隐蔽,在碳纤维布粘贴6~12小时期间,以指触发黏为准,作碳纤维布表面粗糙的撒沙处理。
6. 粘贴钢板施工工艺
6.1 施工准备、定位放线。按照加固设计图纸弹线确定加固位置。
6.2 基层处理。将混凝土表面打磨除去浮浆、油污、填补孔洞裂缝进行封闭处理,钢板表面打磨出锈,用脱脂棉蘸丙酮擦拭2-3遍。
6.3 配置粘钢结构胶XH111A/B。按照每平方米4-5公斤计算结构胶重量。按A剂:B剂=2:1的比例将双组份分别称量后置于一容器内,搅拌5~10分钟后观察颜色均匀无结块即可,一次配胶量不超过30公斤。每次混合用量应该在适用期内用完,不得使用超过适用期的结构胶。
6.4 涂胶、粘贴和加压。将配制好的结构胶用抹刀涂抹在经过处理的混凝土和钢板表面将钢板粘贴于预定的位置,固定后加压。
6.5 固化养护。粘钢结构胶在不同温度下的固化时间不同,常温下(20℃)48小时可拆除夹具或支撑,4天后可受压力使用,固化过程中不得对钢件有任何的扰动。
6.6 检验与验收。固化后用小锤轻轻敲击钢板,以声音判断粘结密实度。
6.7 涂层。检验合格后对所有加固钢板涂刷放锈漆两道,有防火要求的应涂刷防火涂料。
7. 灌钢加固施工工艺
7.1 表面处理。将表面混凝土的硬化不良层、油脂、锈及尘埃除去,松动部分剔除,不平处以修补胶修补,砂轮机磨平,钢板接着面须先做处理,表层要完整,无任何附着浆皮、松散物及油脂。
7.2 钢板裁切及钻孔。按设计裁切钢板并于钢板上钻出灌注孔、出气孔及固定孔。钻孔位置及数量可依实际需要而定。
7.3 钢板安装固定。视状况需要以膨胀螺丝或化学螺栓将钢板固定于正确位置。
7.4 安装灌注孔、出气孔及固定孔。膏状之环氧树脂补土胶XH111 A/B涂抹于预留之灌注孔及出气孔四周,封塞并使之固定。
7.5 化锚固定孔及钢板四周以膏状之补土胶封塞四周使之密闭,以防止灌钢胶灌注时渗漏。
7.6 高压低速灌注灌钢胶XH 7307
(1)可采用气动泵将混合好之灌钢胶XH 7307以高压低速之方式灌注入,待灌钢胶从另一灌注孔溢出时,即可停灌,封塞灌注孔并移置下一个孔重复上述之步骤。
(2)灌注时应以由下往上之顺序为原则。
7.7 去除灌注头及出气头。待钢板内部灌钢胶硬化后,即可去除灌注头及出气头。
7.8 钢板表面处理。将钢板表面之铁锈去除之后,可以红丹漆喷涂于钢板表面作为防锈处理,或视需要涂抹树脂砂浆或其他工法以利后续作业,如磁铁贴覆等。
8. 植筋施工工艺
8.1 混凝土表面处理:清理混凝土表面杂质。
8.2 钻孔:按照直径与深度要求钻孔。
8.3 清孔:用吹风机把钻孔中的碎屑吹去。
8.4 植筋:填孔并植入钢筋或螺栓。
8.5 固化:按要求留有足够的时间让粘结剂固化。
不同的施工工艺针对不同的桥梁病害,为保证桥梁施工维修质量,真正达到提高结构耐久性的目的,桥梁维修需由专业的施工队伍完成,并严格遵循施工工艺,保证施工质量,达到预期效果。
[文章编号]1006-7619(2010)01-29-1036
【关键词】凿除;除锈;灌注;桥梁;粘贴;钢板
Analysis of Bridge Maintenance and Strengthening Construction Technology
Liu Yu
(Dalian Municipal Design and Research Institute Co., Ltd. Dalian Liaoning 11600)
【Abstract】bridge maintenance and reinforcement of today's bridge construction and maintenance of one of the difficulties.Bridge long-term exposure in the atmosphere, the use of environment appalling, after prolonged use of prone cracks, Rebar, concrete other issues, in order to ensure the normal operation of bridges, you need to regularly maintain the main bridge disease, this article describes several repair construction technology.
【Key words】in all earnestness in addition;derusting;perfusion;bridges;paste;plate
随着现代化的发展,我国的桥梁建设日益增多,同时很多八十年代的桥梁经过长时间的运营后,出现了不同程度的病害,上部结构常常出现底板横向裂缝、腹板竖向裂缝、下部结构混凝土脱落、钢筋锈蚀、桥墩裂缝,桥面铺装彻底破坏,这些病害如果长期不修,必定会影响桥梁结构的使用寿命,因此桥梁维修施工越来越受到重视。
桥梁维修设计中常用的几种维修加固方法有钢筋除尘、除锈、补全结构保护层、桥墩外包钢板加固设计方法、灌注裂缝、混凝土碳化剥落修复、粘贴碳纤维、灌钢加固、植筋等,下面针对几种工艺作以详细的介绍。
1. 桥墩台处钢筋除锈,补全结构保护层
1.1 混凝土清理。彻底凿除缺陷处的松弱混凝土及杂物,已锈蚀钢筋周围的凿除范围为钢筋周围2.5cm左右。混凝土表面凿毛,要求打成沟槽,深度不小于0.6cm,间距不大于10cm。凿除后用水冲洗干净,缺陷的边缘部分凿成与原砼表面垂直。
1.2 钢筋除尘、除锈并进行防锈处理。对暴露在缺陷处的钢筋,凿除作业时禁止对其敲打,凿除后应用喷砂枪、钢丝刷等工具清除钢筋及混凝土表面的铁锈和灰尘,对钢筋除锈后刷阻锈剂进行防锈处理。
1.3 采用补土胶XH111 A/B补全恢复结构保护层。
2. 桥墩外包钢板加固工艺
2.1 刷涂桥墩表面油垢污物,然后对粘合面打磨,直到完全露出新鲜密实砼,采用压缩空气去除粉尘。
2.2 构件表面打磨平整后,刷修补胶等找平材料。
2.3 钢材粘合面处理,对钢材表面进行除锈打磨,采用喷砂处理,粘结前用脱脂棉花沾丙酮擦拭干净。
2.4 桥墩植入M12化学锚栓,粘贴钢板,并在钢板与原结构之间灌注XH 7307灌钢胶,使二者结合密实。
3. 灌注裂缝工艺
当裂缝宽度小于0.15mm时,可以直接选用裂缝修补胶XH111 A/B直接用橡皮滚子或滚动粉笔刷缝材料,使胶液充分吸收,保证裂缝内含胶液饱满;当裂缝宽度大于0.15mm小于0.3mm时,采用注胶法将环氧树脂XH 7307缓慢持续的压入裂缝中,灌缝胶必须具备潮湿环境下固化受力的要求;当裂缝宽度大于0.3mm或者裂缝深度较深采用凿槽嵌补法进行裂缝处理。
3.1 裂缝检查及清理。将需处理的裂缝表面两侧3cm～4cm范围内的灰尘、浮浆用手铲、铁锤、钢刷、毛刷依次处理干净,用吹风机把裂缝中的杂质吹去,如遇裂缝部位不够干燥,采用喷灯烘干,将构件表面整平,凿除突出部分,然后用丙酮清洗裂缝周围油污,清洗时注意不要将裂缝堵塞。如有必要,视情况沿裂缝开“V”型槽,同样要清理干净“V”型槽至无浮尘、无松动颗粒和无污渍。
3.2 钻眼埋嘴。埋设灌浆嘴和出浆嘴,作为胶液的喷入口和裂缝的排气口。根据裂缝宽度、大小、长度埋设灌浆嘴,间距一般为15～40cm,宽缝疏布置、微细缝密布置,深缝宜密布置,浅缝宜疏布置,在裂缝交叉处、较宽处、端部及裂缝贯穿处应布置,采用无损贴嘴法对准且骑缝粘贴在预定位置,并用粘结剂固定灌浆嘴。灌浆嘴应粘贴牢靠,必须对准缝隙保证导流畅通,同时注意灌浆嘴底盘四周封闭。一条裂缝上必须设有进浆嘴、出浆嘴(排气嘴)。
3.3 嵌缝止浆。封缝是裂缝灌浆封闭成功的关键。封缝表面封闭是为防止浆液流失,保证灌浆压力,使浆液在压力作用下能渗入裂缝深部,将裂缝填充密实。必须对已处理过的裂缝表面(除孔眼及灌胶底座外)用环氧浆基液沿裂缝走向从上而下或从一端到另一端均匀涂刷,先对沿缝两侧约50mm进行清洗,用环氧基液沿缝走向骑缝均匀涂刷,然后用环氧胶泥或玻璃胶等进行封缝处理,封缝时注意避免出现气泡。
3.4 封缝检查。裂缝封闭后养护一段时间且待封缝胶泥有一定强度后,进行压气试漏,检查裂缝和和灌胶底座的封闭、灌浆嘴的通畅情况,漏气处应予修补密封至不漏为止。
3.5 灌浆。可采用弹性束带注射筒持续加压将胶液注射入裂缝内。应遵循少量多次的原则,采取从下至上,或裂缝一端至另一端,或从两头向中间逐步封闭,直到下一个排气嘴出浆时关闭灌浆泵,以保证浆液充满裂缝。灌浆时将调好的主剂和固化剂按一定比例混合后注入灌浆嘴,灌浆压力应由小至大逐渐增加,不宜骤然加压,注意保压、稳压和充填饱满,局部细微裂缝灌浆压力可适当增大,达到规定压力后稳压,保证浆液的渗透和灌浆效果。灌浆结束的标准为浆液外溢或压力骤变,然后在较高压力条件下稳压3～5min。根据灌浆压力、灌浆量,在灌浆过程中适当调整灌浆参数、改变浆液稀稠程度及类型。
3.6 收尾处理。灌浆完毕待胶液聚合固化后,拆除灌浆嘴。
4. 混凝土碳化剥落修复施工工艺
4.1 先将松动的砼和碳化部分砼凿除干净,露出新鲜砼面。
4.2 用酒精擦净砼表面浮沉。
4.3 采用补土胶XH111 A/B将砼表面补平。
5. 粘贴碳纤维施工工艺
5.1 测量工程。测量原则:根据现场裂缝分布的实际情况,确认裂缝位置,垂直裂缝方向两边各测量150mm,作为施工处理,粘贴区域,柱四个角均需导成圆角,圆角半径为20mm。测量精度要求:误差不得大于 5mm。
5.2 面层处理。施工作业区域内的混凝土表面全部使用角磨机进行打磨,打磨深度应不小于0.5mm,打磨后表层要完整,无任何附着浆皮、松散物、灰尘油及油脂。以空压喷嘴和毛刷将粉尘及松动物质去除。
5.3 裂缝修复。对于已密合的弹性裂缝在进行碳纤维粘贴时,以整面积满刷方式封闭修补。
5.4 混合。使用桨状混合器低速充分混合5分钟,直至混合均匀。
5.5 施工体系。涂刷结构胶XH180A/B,使用刷子、滚筒涂抹混合的结构胶。将碳纤维布按照设计要求覆盖在结构胶上,用刮板轻轻刮碳纤维布表面,使面胶渗出布面,两层以上的布粘贴,要有一定间隔,以胶表面干燥不粘手为宜。粘贴碳纤维布应向墩柱或梁下反粘贴长度不小于150mm。使用滚筒在碳纤维表层进行浸渍。并使用硬的刮板或滚筒除去气泡,用力均匀平整。施工过程中,保持正确纤维方向。
5.6 完工。养护时间48小时,此期间防止使用锐器刮碰碳纤维表面,和人为的拉扯。为利于后续施工隐蔽,在碳纤维布粘贴6~12小时期间,以指触发黏为准,作碳纤维布表面粗糙的撒沙处理。
6. 粘贴钢板施工工艺
6.1 施工准备、定位放线。按照加固设计图纸弹线确定加固位置。
6.2 基层处理。将混凝土表面打磨除去浮浆、油污、填补孔洞裂缝进行封闭处理,钢板表面打磨出锈,用脱脂棉蘸丙酮擦拭2-3遍。
6.3 配置粘钢结构胶XH111A/B。按照每平方米4-5公斤计算结构胶重量。按A剂:B剂=2:1的比例将双组份分别称量后置于一容器内,搅拌5~10分钟后观察颜色均匀无结块即可,一次配胶量不超过30公斤。每次混合用量应该在适用期内用完,不得使用超过适用期的结构胶。
6.4 涂胶、粘贴和加压。将配制好的结构胶用抹刀涂抹在经过处理的混凝土和钢板表面将钢板粘贴于预定的位置,固定后加压。
6.5 固化养护。粘钢结构胶在不同温度下的固化时间不同,常温下(20℃)48小时可拆除夹具或支撑,4天后可受压力使用,固化过程中不得对钢件有任何的扰动。
6.6 检验与验收。固化后用小锤轻轻敲击钢板,以声音判断粘结密实度。
6.7 涂层。检验合格后对所有加固钢板涂刷放锈漆两道,有防火要求的应涂刷防火涂料。
7. 灌钢加固施工工艺
7.1 表面处理。将表面混凝土的硬化不良层、油脂、锈及尘埃除去,松动部分剔除,不平处以修补胶修补,砂轮机磨平,钢板接着面须先做处理,表层要完整,无任何附着浆皮、松散物及油脂。
7.2 钢板裁切及钻孔。按设计裁切钢板并于钢板上钻出灌注孔、出气孔及固定孔。钻孔位置及数量可依实际需要而定。
7.3 钢板安装固定。视状况需要以膨胀螺丝或化学螺栓将钢板固定于正确位置。
7.4 安装灌注孔、出气孔及固定孔。膏状之环氧树脂补土胶XH111 A/B涂抹于预留之灌注孔及出气孔四周,封塞并使之固定。
7.5 化锚固定孔及钢板四周以膏状之补土胶封塞四周使之密闭,以防止灌钢胶灌注时渗漏。
7.6 高压低速灌注灌钢胶XH 7307
(1)可采用气动泵将混合好之灌钢胶XH 7307以高压低速之方式灌注入,待灌钢胶从另一灌注孔溢出时,即可停灌,封塞灌注孔并移置下一个孔重复上述之步骤。
(2)灌注时应以由下往上之顺序为原则。
7.7 去除灌注头及出气头。待钢板内部灌钢胶硬化后,即可去除灌注头及出气头。
7.8 钢板表面处理。将钢板表面之铁锈去除之后,可以红丹漆喷涂于钢板表面作为防锈处理,或视需要涂抹树脂砂浆或其他工法以利后续作业,如磁铁贴覆等。
8. 植筋施工工艺
8.1 混凝土表面处理:清理混凝土表面杂质。
8.2 钻孔:按照直径与深度要求钻孔。
8.3 清孔:用吹风机把钻孔中的碎屑吹去。
8.4 植筋:填孔并植入钢筋或螺栓。
8.5 固化:按要求留有足够的时间让粘结剂固化。
不同的施工工艺针对不同的桥梁病害,为保证桥梁施工维修质量,真正达到提高结构耐久性的目的,桥梁维修需由专业的施工队伍完成,并严格遵循施工工艺,保证施工质量,达到预期效果。
[文章编号]1006-7619(2010)01-29-1036