新野白河大桥病害处理及加固技术

浅谈新野白河大桥病害处理、加固施工技术河南省中原路桥建设（集团）有限公司黎野刚季春雨摘要豫22线新野白河大桥，2000年对老桥进行了加宽改造，老桥及部分新桥T梁出现了不同程度的病害，这些病害严重影响了桥梁的使用性能，如果不及时修补和加固，甚至会危及桥梁的使用。为了对老桥进行加固处理，我们采用了桥梁碳纤维布、混凝土钢板粘贴等一系列施工方法，总结了一定的施工经验，在此对施工中的施工方法、技术要求进行介绍。关键词碳纤维布钢板粘贴新老桥接缝处理新野白河大桥始建于1967年，原桥为双曲拱桥，2000年进行了加宽改造，新桥为简支T梁，随着经济的发展，交通量越来越大，新老桥桥已经出现不同程度的病害，主要表现为老桥拱圈出现裂纹、新桥个别T梁跨中下缘有裂缝出现、新老桥接缝处由于沉降不同出现错台和沉降缝。一、方案及要点通过桥梁技术状态调查，掌握确切的病害情况并进行成因分析，然后针对具体问题制订相应的加固方法对桥梁进行加固，本次维修加固的原则是：以维修、修补、提高结构的耐久性为主，根据本桥交通使用要求及结构受力情况，遵循因地制宜、合理选材、方便施工、利于养护并满足结构强度、刚度、耐久性、适用性的要求。（一） 桥梁主要病害处理1、 混凝土拱桥拱圈裂缝处理新野白河丈桥（老桥） 单跨混凝土拱桥由于建设年代较远，荷载标准低，拱顶底面已出现多条横向裂缝、侧面裂缝，并有CaO析出，拱脚有纵横裂缝，均反映出结构承载能力不足为提高桥梁承载能力对跨中部位拱圈采取粘贴2层纵向碳纤维布补强并外包2层竖向U型碳纤维箍，以增强拱圈的抗弯刚度和整体受力性能。在拱脚采用增大截面法加固处理，即在拱背上钻孔植筋绑扎钢筋网浇筑厚混凝土加固截面混凝土拱桥。2、 T梁粘贴钢板加固加固方案示意见图简支T梁跨中下缘有结构性裂缝出现,显示结构抗弯能力不足加固方案为在T梁跨中区域的底部粘贴8mm钢板并每隔2m设置U型钢箍，板厚6mm底部钢板与U型钢箍采用改性环氧黏结剂进行粘贴，并采用化学锚栓对钢板及U型钢箍压实紧固，。3、新老桥纵向接缝处理新老桥结构不一致，考虑到其沉降量不一致和对老桥的拆除新建，没有采取新老桥统一铺筑桥面的方案，而决定保留新老桥纵向接缝，具体方案如下：（1）用截面为35mmx35mm的方钢取代角钢作为护角，浇注前焊接在钢筋网片上，调整标高满足设计要求后再浇注铺装层。（2）先立模浇筑新桥面混凝土，然后在侧面放置20-25mm厚沥青泡沫板。新桥面混凝土强度达到设计要求后，再铺装老桥面混凝土。老桥面混凝土浇注厚度由12cm调整为16cm,,混凝土到达一定强度后切出纵向沉降缝，缝内嵌填聚（氨）酷、硅树脂烯胶泥油膏。对2种方案进行比较分析认为:采用方案1能较好地解决缝边的坚固性，但首先新老桥面钢筋网片本身较难保证其与桥面标高距离均控制在4cm，其次在桥面混凝土振捣时还会继续引起钢筋网片的位移使方钢定位困难。若采用电锤在老桥浆砌片石墩上打孔埋置定位钢筋，有可能造成桥身裂缝，形成安全隐患。并且由于方钢在本身接长、与钢筋网的定位焊接中仍可能出现影响质量的诸多因素，因此在保证纵向沉降缝的平顺方面仍存在诸多不确定因素。若采用方案2，则为了增强沉降缝两侧桥面混凝土边角的坚固性，将桥面铺装层的钢筋网片的横向钢筋在纵向沉降缝的两侧弯折，形成如图2所示的构造处理方式，完全能够达到沉降缝边缘坚固的要求，并且既经济又简便。综合各种因素，最终选定了方案2（二）加固施工工艺1、碳纤维布粘贴加固工艺⑴把裂缝拱圈部位的疏松、老化混凝土凿掉。⑵补粉凿除的混凝土梁用sj-601防腐砂浆补粉凿除的混凝土梁（对于较大面积的劣质层在凿除后应用环氧砂浆进行修复），并养护三天。⑶用压缩空气将表面浮尘清除干净［未凿部位（需加固处）用混凝土角磨机、砂纸等机具除去混凝土表面的浮浆、油污等杂质，构件基面的混凝土要打磨平整，尤其是表面的凸起部位要磨平］,用丙酮将需粘贴处清洗干净。⑷涂底胶将jgn-p胶甲乙组分按需按3：1的重量称好，放在洁净的容器中调和均匀，用刮板将它均匀地涂在屋架底面（两侧刮150mm），待胶固化后（固化时间视现场气温而定，以指触干燥为准）再进行下一工序施工。注意：调好的底胶须在规定的时间内用完，一般情况下40min内用完。⑸找平混凝土表面凹陷部位用修补胶（胶掺入两倍粉料）填平，模板接头等出现高度差的部位应用修补胶填补，尽量减少高度差。⑹粘贴碳纤维布将胶甲乙组分按3：1的重量称好，放在洁净的容器中调和均匀，用刮板将胶均匀地涂刮在底胶上需粘贴碳纤维布处，随即把按设计要求已裁剪好的碳纤维布粘贴在设计部位，然后用专用滚子沿碳纤维布的受力方向来回滚压，挤出汽泡。待指触干燥后，即可以进行第二道碳纤维布的粘贴，方法同第一道。注意：碳纤维布的搭接长度一般为100mm，端部用横向碳纤维布固定。⑺两道碳纤维布粘贴完，待指压干燥后，再刮涂一层jgn-c面胶，来回滚压，使胶充分渗入到碳纤维布中去。⑻待面胶指触干燥后，表面做一层保护层（防火涂料或水泥砂浆）2、钢板粘贴㈠施工工艺（1）、施工顺序：表面处理：根据设计图纸的要求并结合现场测量定位，在需要粘贴加固混凝土表面放出钢板位置大样，凿出需粘贴混凝土表面6-8mm厚的表层砂浆，使坚实的混凝土外漏，并形成平整的粗糙面。（2） 、钻孔植埋螺栓：依照设计图纸的要求，放出需孔的位置，钻孔间距一般为40cm左右，用钢筋混凝土保护层测试仪查明预应力钢筋或普通钢筋位置，然后钻孔埋植膨胀螺栓，以免伤及结构的受力钢筋。（3） 、钢板下料。内侧除锈打磨并依据现场埋植的螺杆对钢板进行配套打孔；钢板就位、固定、安装。（4） 、钢板封边。（5） 、分段灌注钢板粘结胶。采用专用钢板粘结胶，厚度约5mm。㈡、注意事项（1） 下料前应实测粘贴区构件尺寸，力求准确；（2） 若混凝土表面的平整度太差，可采用胶泥垫（补）平（如101胶），粘胶的厚度原则3-5mm之间，上限可适当放宽。（3） 如需焊接，则所有焊接工作应在钢板粘合前进行；（4） 用封边胶对钢板四周封边，固化后方能灌胶；（5） 防锈漆建议采用寿命10年以上的进口油漆，如JOTUN、安士丹等，以减少养护的工作量。（三）其他1、施工前，应对照实桥，结合检测报告及维修加固设计图（或说明），认真测量，并依据实测值进行修正，并制定完整的施工组织计划。2、 应对材料标准、规格严格要求；对材料进行安全存放，以免影响使用。有关加固材料建议使用知名品牌，应能够提供其长期性能可达到50年的产品质量保证书，相应的材料须有相应的报告。3、 桥梁加固用胶粘剂应进行毒性检验，对完全固化的胶粘剂，其检验结果应符合实际无毒卫生等级的规定。4、 施工剔凿前应根据受力情况确定是否应加支撑系统，剔凿时应重锤轻敲，剔凿过程中不得损伤需保留的原有构件，剔凿时或切割时，应注意保留图中注明需保留的钢筋和构件。5、 施工前应做好施工组织设计，经建设方、监理方审核后方可进行具体施工。6、加固使用桥梁完成加固后，应加强