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高速公路T型刚构墩柱加固方法浅析

作者: 发布时间:2020-01-20 15:45:48 阅读: 45 次

 要:本文对T型刚构桥墩采用增大截面、植筋、施加竖向体外预应力的综合加固方法进行了分析,在常规加固方法的基础上,从加固方式、工艺原理、施工工艺流程、操作要点及质量控制方面进行了探讨。

关键词:墩柱加固

 

目前,我国公路、铁路交通事业蒸蒸日上,不少高速公路已建成投入运营中。在上世纪70年代末至90年代初,我国修建的大跨梁式桥中,带挂梁的预应力T型刚构桥是主要的桥型之一。由于各种原因,使用多年后桥梁出现的病害较多,相当一部分桥梁已到了不得不加固的程度。为了适应道路运输载重量不断发展的要求,需要对桥梁的混凝土开裂、剥落、衰变及钢筋的锈蚀(管道灌浆不饱满普遍存在)等问题较为严重的病害进行修复,需要大量的资金来维护或改建。通过加固桥梁,可以预防和避免桥梁的坍塌造成物资和人身的伤亡,桥梁加固后,可以延长桥梁的使用寿命,用少量的资金投入,使桥梁能满足交通量的需求,确保高速公路的安全运营。对于T型刚构桥墩的维修方法,在常规加固方法的基础上,提出了增大截面、植筋、施加竖向体外预应力的综合加固方法。具体如下:

一、加固方式

通过增大墩身截面,首先封闭墩顶及梁体裂缝,处理完后,在墩顶边跨侧加厚墩身截面,以提高墩柱自身的承载力。

采用植筋方法在墩柱凿剪力槽,按照相关要求植筋,使新增结构与原墩柱有较好的连接成为一个整体。

同时对墩柱施加竖向体外预应力。对新做加厚界面施加竖向可更换体外预应力,利用竖向预应力偏心产生的弯矩,既可以减少恒载作用下桥墩的弯矩,又可以使梁体上缘受压,减少梁上缘拉应力,增加梁体上缘承载力安全储备。同时,施加可更换体外预应力,可方便拆除更换,不影响日后的维修加固。

本加固方式适用于现有钢筋混凝土桥梁墩柱加固。通过增大截面、植筋连成整体、施加体外预应力,保证了结构的整体性和稳定性。

二、原理分析及施工工艺流程

通过增大截面、植筋连成整体、施加体外预应力的综合加固方式,对桥梁墩柱有以下几点作用:

1、利用竖向预应力偏心产生的弯矩,可以减少桥墩恒载下的固有弯矩;

2、由于桥墩与梁体固结,在桥墩边跨侧施加偏心竖向预应力后,可以使梁体上缘受压,减少梁上缘拉应力,增加梁体上缘承载力安全储备;

3、桥墩边跨侧施加偏心竖向预应力,使桥墩产生与恒载作用相反的转角,可减少恒载作用下牛腿的挠度;

4、施加可更换体外预应力,可方便拆除更换,不影响日后的维修加固。

具体施工工艺流程为:

开挖墩柱位置填土→搭设脚手架→墩柱凿毛,凿剪力槽、开工作孔→砼表面清理→桥墩、墩顶附近梁体裂缝封闭→1#块梁底开体外预应力穿束孔及体外预应力管安装→桥墩、1#块植筋、布筋、钢筋安装→新旧砼接触处涂刷界面剂→浇筑无收缩C40砼→张拉体外预应力→注浆。

三、操作要点

1、土方开挖采用人工配合挖掘机开挖,开挖前必须先人工开槽探管,确认没有管线,才能采用挖掘机开挖。

2、开挖到距离承台10cm采用人工开挖剩余土方,避免挖掘机碰撞承台。

3、脚手架搭设方案:

脚手架采用门式架搭设,门式架采用1200*1830门式架,并适当搭配1200*500门式架,门式架每层安装上下钢梯并安装钢脚手板,作为施工平台。每层门式架必须用钢管做抱柱件与墩柱连接(如图1所示)。

 图片1.png

1  脚手架搭设

4、开工作孔:

根据设计要求,为加固维修需要及箱梁内检测需要,全桥共计需开工作孔16个。工作孔需从梁底板向上使用机具施工,难度较大。建议将工作窗口开至梁底板最薄处。窗口尺寸80×100cm。首先施工加固维修所需工作孔,再施工箱梁内检测所需孔洞。根据现场勘查,为加固维修需要所开4处(8个)工作窗口,有2处位于地面交通车辆掉头处,另外2处位于绿化带处。根据现场情况确保能搭设脚手架来确定开凿工作窗口的准确位置。

5、墩柱凿毛、凿剪力槽:

首先根据设计要求在墩柱上放样,标出剪力槽位置,然后用砂轮机切割剪力槽边线,切割深度2cm,然后用电锤凿剪力槽,直至凿出22.5cm×2cm的剪力槽为止。待剪力槽凿完后再对墩柱加厚砼一侧其余表面全面积凿毛。凿毛完成,对砼表面全面清理,用高压风枪吹干净砼表面。

6、裂缝封闭:

对于需要封闭的裂缝,需对裂缝两边个2cm范围内的砼用钢丝刷或用电锤进行处理,清除砼表面碳化层,然后用压缩空气吹净缝口浮尘,用工业丙酮清洗缝口后,刷上两层裂缝封闭胶进行裂缝封闭。裂缝封闭胶应采用进口品牌优质改性环氧树脂材料,其性能满足《公路桥梁加固设计规范》JTG/TJ22-2008要求。

7、植筋:植筋锚固胶水应采用优质进口品牌A级胶水,其性能指标应满足有关标准和规范的要求。

8、钻孔:采用小直径钻头并配合钢筋探测仪探孔,确定无主筋后,换大直径钻头成孔。孔深与锚筋埋设深度相同,孔径比锚筋大24cm.孔位应顺直。

9、清理钻孔:先用鬃毛刷清理,再以高压干燥空气吹干净孔内灰尘、并保持孔内干燥。

10、灌胶:将植筋胶由孔底灌注至孔深2/3处,待插入锚筋后,胶水即充满孔洞。

11、插入钢筋:钢筋应清理干净表面,清除锈蚀表面,用丙酮擦拭干净,并予拭干。

12、在胶水干固之前,避免扰动锚固钢筋和在孔位附近有水。

13、应避免在植筋附近焊接钢筋,以免使胶水过度受热,如必须焊接,则应采取降温措施。

四、质量控制

    保证工程质量的关键,在于健全各项工程质量检查和验收制度,并切实予以执行。向监理工程师填交质量验收通知单前,应组织三级验收。施工中,要严格按ISO9000:2000版质量管理体系要求运作,在思想、技术、经济保证、材料及机械配合上采用一系列措施以保证质量目标的实施,加大现场管理力度,严把安全和文明施工关,确保工程的顺利开展。

施工中,除严格执行上述标准外,尤其加强应现场专人专管,加强监管力度。实施全过程的监测,根据监测数据及时进行分析测算,以保证整个施工过程的顺利实施。

五、结语

该工法相比于传统的墩柱拆除重建方法,施工简便,占用场地极小,整个实施过程只需要简单的围蔽即可,对周边交通影响很小,而且不需投入更大的资金。同时通过简单、实用而又有效的方法,解决了不用拆除重建又能达到设计的要求的目的,还大大节约了工期和成本。对于目前经济迅猛发展的都市,交通量日益变大,桥梁受破坏的现象非常突出,该施工技术可以为以后的同类施工提供很好的参考

 

参考资料:

1.公路桥梁加固施工技术规范(JTG/T J23-2008)