二級(jí)建造實(shí)務(wù)之西江橋加固技術(shù)

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該橋建于1989 年。一直處于基本完好狀態(tài)。1996 年發(fā)洪水,一艘挖砂船順流而下,對(duì)該橋造成巨大沖擊,拱圈產(chǎn)生裂縫。贛定高速公路開工以后,由于材料運(yùn)輸及機(jī)械設(shè)備等重型車輛超負(fù)荷通行,對(duì)該橋加重了損傷。第一孔拱圈已出現(xiàn)多條縱橫向裂縫??p寬一般為3~ 5mm,達(dá)20mm,個(gè)別裂縫已貫穿拱圈。橋墩(臺(tái))發(fā)現(xiàn)多條豎向裂縫,縫寬有10mm。從橋面上調(diào)查,橋面鋪裝已完全破壞,拱上側(cè)墻已向外傾斜。全橋欄桿柱已不成直線排列,呈微彎曲線狀,中間略偏出。
     根據(jù)現(xiàn)場(chǎng)調(diào)查分析,出現(xiàn)這些病害的主要原因是:由于砌筑片石時(shí)砂漿不夠飽滿,砂漿配合比控制不嚴(yán)格,標(biāo)號(hào)偏低,再加上石塊又偏小,因而砌體抗剪能力較差;全橋未設(shè)置泄水孔;拱上填料差,且壓實(shí)不夠;橋面鋪裝簡(jiǎn)陋,厚度只有15cm,且為素混凝土;高速公路建設(shè)使用的車輛噸位太大,三、四十噸的車輛經(jīng)常通過(guò),超出設(shè)計(jì)承載能力,加上外物的撞擊。
     1 加固方案
     根據(jù)西江橋調(diào)查資料及力學(xué)驗(yàn)算分析,確定出該橋加固方案。
     (1)拱圈。在拱圈底面及側(cè)面用錨噴混凝土加固(厚8cm),以期加強(qiáng)拱圈的橫向分布能力,力圖提高其承載能力。
     (2)墩臺(tái)。橋墩(臺(tái))加固采用封閉箍形方式錨噴混凝土,防止墩(臺(tái))身產(chǎn)生橫向裂縫。
     (3)壓注水泥漿。對(duì)拱圈、墩(臺(tái))身砌體加固,采用壓注水泥漿方法,以提高其整體強(qiáng)度。
     (4)拱上側(cè)墻。外傾變形較大者拆除重砌,變形小者,將灰縫鑿除,用12 # 砂漿重新勾縫。
     (5)欄桿扶手。重新校正,損壞者補(bǔ)齊。
     (6)橋面鋪裝。重新鋪筑鋼筋混凝土橋面。
     2 主要施工設(shè)備及其性能
     噴射混凝土機(jī)械手使用的是KM - 1 型,其主要技術(shù)性能:噴頭動(dòng)作可劃圓、左右擺角180o、噴頭仰俯角32o / 38o、一次伸縮范圍1000mm,大臂仰俯角25o / 45o、旋轉(zhuǎn)角± 35o,噴頭前伸長(zhǎng)度3350mm,噴頭揚(yáng)高3200mm,總重700kg,拖動(dòng)行走,操作方便靈活,液壓注漿泵YZB - 50 / 70 型,壓力7MPa,流量50l / min。
     3 加固施工要點(diǎn)
     3.1 壓漿加固墩(臺(tái))砌體
     (1)壓漿前,先對(duì)橋墩(臺(tái))裂縫進(jìn)行處理,使用鋼扒釘跨縫扣緊兩邊砌體,扒釘腳嵌入片石孔中,用砂漿填釘孔。防止壓漿時(shí),裂縫在壓力作用下擴(kuò)大。
     (2)壓漿嘴平均間距約為2 ~ 3m,騎裂縫設(shè)置,無(wú)裂縫則設(shè)在片石縫中。埋設(shè)壓漿嘴應(yīng)用12 # 砂漿粘牢。
     (3)凡砌體勾縫開裂處,應(yīng)將灰縫鑿除,然后用12 #水泥砂漿封閉裂縫。
     (4)嚴(yán)格按配合比配置水泥砂漿,使其具有可灌性,保證有足夠的粘結(jié)強(qiáng)度。
     (5)在拱圈及墩臺(tái)壓漿前,應(yīng)先設(shè)置錨固鋼筋及加固鋼筋網(wǎng),其壓漿順序先墩臺(tái)后拱圈。
     3.2 拱圈錨噴混凝土
     (1)在拱圈錨筋設(shè)置前,應(yīng)認(rèn)真將受噴面打毛,深度不小于1cm。拱底含泥之砂漿應(yīng)完全鑿除,然后用高壓水沖洗干凈。
     (2)在拱圈底面,用電鉆或沖擊電錘打錨筋孔,孔深不得小于10cm,孔直徑為16mm,孔中灰塵要沖洗干凈。然后用12 # 砂漿注入孔內(nèi),再打入錨筋,使之牢固粘結(jié)。
     (3)將鋼筋網(wǎng)點(diǎn)焊在錨筋上,所有鋼筋網(wǎng)交叉點(diǎn)均予以點(diǎn)焊,以免噴射混凝土?xí)r,鋼筋移動(dòng)位置。
     (4)噴射混凝土前,應(yīng)將噴射面再次用水沖洗濕潤(rùn)。然后在表面先噴涂一層12 # 水泥砂漿,厚約0. 5 ~ 1cm,再噴射混凝土,使混凝土粘結(jié)良好。噴射混凝土標(biāo)號(hào)為C25。噴射混凝土?xí)r應(yīng)注意在錨筋交叉點(diǎn)下不留孔隙。
     (5)噴射混凝土在船上或懸浮式工作平臺(tái)上作業(yè)。
     3.3 橋墩錨噴混凝土加固
     (1)橋墩錨噴混凝土加固高度在起拱線下1.5m。
     (2)橋墩內(nèi)水平箍筋,應(yīng)按設(shè)置位置的實(shí)際長(zhǎng)度(考慮焊接接頭)焊成環(huán)箍,然后逐步敲落至指定位置。
     (3)噴射混凝土前,應(yīng)認(rèn)真沖洗受噴面,使噴射混凝土能與之牢固粘結(jié)。
     (4)起拱線下三排錨筋,應(yīng)插入片石砌體中20cm,其余10cm。
     3.4 橋臺(tái)錨噴混凝土加固
     (1)橋臺(tái)臺(tái)身錨噴混凝土加固高度在拱線下1. 5m 以內(nèi)。
     (2)余見“4.3 中(3)~(4)款”。
     3.5 拱圈、墩臺(tái)砌體灌漿工藝
     壓力注漿流程:清裂縫- 粘灌漿嘴及排水(氣)管- 封閉裂縫- 檢查封閉程度(壓水試驗(yàn))- 灌漿- 封孔。
     (1)清理裂縫:將裂縫處的舊砂漿鑿除,縫內(nèi)舊砂漿不厚者或松動(dòng)者亦需剔除,并清理干凈。
     (2)布置灌漿孔:灌漿孔的布置應(yīng)使砌體內(nèi)的任何縫隙都在有效注漿半徑R 內(nèi)。其間距視縫隙大小、多少及水泥砂漿灌注半徑R 而定。該值應(yīng)在工地試驗(yàn)確定。
     (3)埋設(shè)注漿嘴及排水(氣)孔管:埋入處應(yīng)事先將孔洞清理干凈,孔洞比注漿嘴及排水(氣)管大20 ~ 30mm,用快硬水泥膠漿將它們固定在孔洞內(nèi),埋設(shè)深不少于50mm。
     (4)封閉裂縫及可能漏漿處:除注漿嘴及排水(氣)管外,其它一定范圍內(nèi)裂縫及有可能漏漿處都要采取封閉措施,以免出現(xiàn)跑漿、漏漿現(xiàn)象。封閉裂縫及堵漏采用封縫砂漿。
     (5)檢查封閉程度:在粘嘴砂漿及封縫砂漿具有足夠強(qiáng)度后,采用壓水方法檢查灌漿嘴及砌體孔隙暢通情況,看封閉措施是否有效,并根據(jù)各排水(氣)孔管排水情況,確定以后各次灌漿嘴埋置點(diǎn)。壓水的壓力一般為0.2 ~ 0.3MP。檢查完后,用氣流將孔內(nèi)、縫內(nèi)積水吹干。
     (6)灌漿:采取純壓法灌漿時(shí),開始時(shí)壓力應(yīng)小些,然后逐漸加大,為0. 3MP。水泥砂漿的制備,先將水泥與細(xì)砂(粒徑不得大于1. 2mm)干拌,然后加水,攪拌均勻。砂漿應(yīng)不斷攪動(dòng),以保證流動(dòng)性。每批只備1小時(shí)注漿用料。
     先選一孔灌漿,待鄰近排水(氣)管出漿后,立即關(guān)閉該孔,仍繼續(xù)壓漿,待灌到不能再進(jìn)漿時(shí),立即關(guān)閉注漿嘴,停止壓漿。之后,再在未見排水(氣)管內(nèi)流出漿水附近,擇灌漿孔進(jìn)行灌漿。
     (7)其它事項(xiàng):注意施工安全,施工人員必須穿戴防護(hù)眼鏡、雨靴、手套,灌漿插入孔道后,應(yīng)檢查膠皮管與灰漿泵連接是否牢固,堵灌漿孔者應(yīng)站在孔道后,堵灌漿孔者應(yīng)站在孔側(cè)面,以免灰漿噴出傷人。
     3.6 拱上側(cè)墻及欄桿扶手修復(fù)
     (1)拆除欄桿扶手時(shí),注意保|考試大|護(hù)小型構(gòu)件不被損壞,整齊堆放。
     (2)拆除變形較大的漿砌片石拱上側(cè)墻,重新砌筑,注意砂漿飽滿,加強(qiáng)工藝控制,做到片石咬碼錯(cuò)縫、表面平順、勾縫光滑圓順。
     (3)校正欄桿扶手,做到順直牢固。
     3.7 橋面鋪裝
     (1)挖除并清理橋上廢土(原橋面下去41cm),整平碾壓,鋪筑18cm 厚水泥穩(wěn)定土基層。
     (2)布置橋面鋪面鋼筋(@ 150φ12),澆筑23cm 原C35 混凝土橋面。
     4 結(jié)束語(yǔ)
     西江橋自2003 年1 月10 日動(dòng)工加固,至2003 年2月28 日修復(fù)竣工。