拱式橋梁錨噴砼加固技術(shù)研究
時間:2022-02-24 09:23:48
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摘要:為了加大橋的受力斷面,并且補強鋼筋,使橋的整體結(jié)構(gòu)性增強,荷載能力加大,利用錨噴砼的方式加固,是舊橋改造中的首選技術(shù)?;诖?,文章結(jié)合某雙曲拱橋,在遵循舊橋加固設(shè)計原則的基礎(chǔ)上,對其具體施工工藝展開探討,并總結(jié)其施工要點,以此促進橋梁事業(yè)的發(fā)展。
關(guān)鍵詞:錨噴砼;橋梁加固;鉆孔
錨噴砼工作的方式是在噴射機械設(shè)備做依托的前提下,使用空氣壓縮技術(shù)把新的砼混合料,以高速噴射設(shè)備管道為媒介,將這些材料噴射到已經(jīng)錨固好的鋼筋網(wǎng)的受噴面上,一段時間后在其表面就會形成施工所需要的鋼筋混凝土。與其他混凝土澆筑方式不一樣的在于錨噴砼是不需要振搗設(shè)備完成的,其是在高速噴射材料的過程中,管道里的水泥和骨料會在管道中不停地發(fā)生碰撞,這樣就會使形成的混凝土材料密度加大。
1.工程概況
某一雙曲拱橋在2016年開始建設(shè),歷經(jīng)8個月完成。這座橋橋?qū)挾?.75m,上邊的結(jié)構(gòu)造型是4×20m的雙曲拱橋,如圖1所示。該拱橋在長時間的使用過程中出現(xiàn)了多處病害,為了保證橋梁運營的穩(wěn)定性,延長使用壽命,必須對其進行加固處理。
2.錨噴砼加固舊橋的設(shè)計原則
錨噴砼加固舊橋,這一加固方式離不開加大構(gòu)件截面加固的方法,在計算內(nèi)力的時候,按照加大構(gòu)件截面的計算方法即可,設(shè)計的原則具體如下所示:(1)使用加大后的組合體截面模量來計算;(2)在驗算強度的過程中,要依據(jù)噴射界面和原截面的比值來計算,在計算過程中,依照比值的不同來決定對組合截面是否進行驗算;(3)不能盲目對舊橋梁進行加固,一定要先觀察和掌握舊橋梁存在的安全隱患及橋梁的整體狀況,對相關(guān)的構(gòu)架進行詳細的測量評估,然后制定相應(yīng)的技術(shù)方案,經(jīng)專業(yè)人員確定后才可以對橋梁進行加固;(4)加大組合體截面模量,在此基礎(chǔ)上展開計算,求得活載內(nèi)力,此時新舊砼被視為整體而展開計算,針對各類型砼與補強鋼筋,通過對彈性模量的分析,采取截面換算的方式;(5)控制砼與鋼筋強度,至少要達到原結(jié)構(gòu)強度等級,結(jié)合面處較為特殊,若存在兩種不同強度的砼,需要選取較低強度以便展開換算。
3.錨噴砼加固舊橋的施工工藝
3.1受噴面清理與鑿毛。之所以要對受噴面進行清洗和鑿毛,原因是要確保兩種不同的混凝土的受力與設(shè)計的要求保持一致。在清洗的過程中,使用的清洗工具是鋼刷、錘子和鑿子等,目的就是將受噴面的垃圾清洗干凈。在鑿毛的過程中,要讓專業(yè)的鑿毛人員先對受噴面鑿下去5mm左右。在使用專業(yè)的鑿毛工具時,工具比較鋒利的一端會有磨損,這樣可以利用打磨設(shè)備將其打磨鋒利,此操作可以重復(fù)進行。3.2鉆孔。(1)放樣施工之前,工作人員要對孔徑做好測量,當(dāng)鉆孔的過程中遇到了鋼筋、堅硬的石頭或者其他比較硬度較強的材料,孔位要做出相應(yīng)的調(diào)整,以避開這些位置。(2)鉆孔鉆孔的過程由雙重絕緣電錘來完成,使用的鉆頭直徑是14.5mm,鉆出來的孔深度是8cm。在工作人員鉆孔的過程中,要使用雙手將電錘握緊,將鉆頭輕輕地頂住作業(yè)面,給其一定的壓力,再開始鉆孔。如果施工時遇到了比較堅硬的物體,要將鉆頭立即拔出,更換鉆孔的位置,對于沒有鉆成功的孔眼,要清理干凈然后再用水泥砂漿澆灌平整。(3)清孔孔徑是需要專業(yè)的設(shè)備來清理的,這一過程其實可以選擇農(nóng)民使用的農(nóng)藥噴霧器來完成。在正式清理孔內(nèi)的碎渣之前,要將噴霧器的噴頭拆掉,換成長的金屬管當(dāng)噴桿。清空的過程要將位置和噴灑的力度掌控好,保證孔內(nèi)清洗干凈。(4)填充孔眼將孔清理干凈以后,要使用膠結(jié)材料將孔填充好,并且在材料開始凝固之前將錨桿插到孔內(nèi)。填充的材料不管是水凝砂漿還是普通硅酸鹽水泥凈漿皆可,然后加入適量的水,攪拌均勻,當(dāng)材料不再有流動的現(xiàn)象時停止攪拌。在填孔時可以人工制作一個金屬的、孔徑比錨桿小一些的金屬管,首先將金屬管內(nèi)填充滿水泥砂漿,再將砂漿通過金屬管慢慢地注入孔中,當(dāng)砂漿的高度與物體表面持平的時候,停止注漿。(5)插入錨桿當(dāng)孔眼被水泥砂漿填滿以后,將錨桿插進孔內(nèi),然后借助錘子的力量,將錨桿插到孔的最底端。這個時候,孔內(nèi)的水泥凈漿就會從孔中流出來,然后使用專業(yè)的清除工具,將流出來的砂漿清理干凈。一旦發(fā)現(xiàn)孔內(nèi)出現(xiàn)空隙,要重新注漿和插進錨桿。當(dāng)上述工作都完成以后,要用2d的時間來養(yǎng)護孔內(nèi)的砂漿,要對插完2d后的錨桿抗拔力進行檢測。3.3掛設(shè)鋼筋網(wǎng)。要先將縱橫的單鋼筋掛設(shè)起來,然后隨著掛設(shè)的根數(shù)增多,逐漸地形成單層的鋼筋網(wǎng)。這一過程的實施要在錨桿插定2d以后開始操作,掛設(shè)的過程中要依靠錨桿來完成,按照從下到上的順序,使用搭接焊的方式將鋼筋接頭焊好。3.4噴射砼施工。(1)選擇噴射正常的噴射機來施工,采用高壓噴水的方式將碎渣清理干凈。(2)裝進濕噴機內(nèi)的材料要依照設(shè)計的要求配制合理以后才能放進去。(3)噴射砼。噴射效果最好的噴射距離是0.8~1.5m之間。噴嘴與噴射面呈垂直的狀態(tài),如果噴射時遇到了鋼筋網(wǎng),要將噴射距離減小到合適的位置,并且與受噴面傾斜一個小角度,這樣就能夠達到良好的噴射效果。3.5表面修整整潔平整的噴射面可以使結(jié)構(gòu)的強度變得更好,并且具有一定的觀賞性。但是如果噴射面比較粗糙,那么就需要專業(yè)的人員來及時做出修整。修整的方式一般是使用比較細膩的砂漿再噴射薄薄的一層,然后使用專業(yè)的刮刀刮掉多余的材料,再噴射砂漿。3.6噴射砼的養(yǎng)生。在噴射砼徹底凝固2h以后,要開始對其進行為期至少7d的噴水養(yǎng)生,這樣做的目的是保證噴射面形成良好的強度且不會出現(xiàn)開裂。
4.加固設(shè)計施工要點
依照本次施工中橋梁的實際病害情況,相關(guān)的施工人員要在每一個孔的第一個腹拱采用錨固鋼筋網(wǎng)后噴射砼的方法對其加固處理,為了使拱圈的截面變大,在主拱圈的上部澆筑10cm厚的砼。加固設(shè)計注意事項如下所示:(1)使用高壓水將腹拱圈表面沖洗干凈;(2)用高壓水將舊腹拱圈開裂的地方?jīng)_洗干凈,然后澆筑普通硅酸鹽水泥凈漿;(3)使用長度為9cm,直徑是10mm的錨桿。每個錨桿質(zhì)檢的距離設(shè)置為50×50cm。在具體的實施過程中,錨固孔位的選擇可以在與之相近的砌縫中設(shè)置完成。(4)使用專業(yè)的水泥砂漿將錨固鋼筋固定好。(5)噴射砼施工。在此之前,在高壓水的作用下將待噴面清理干凈,使其保持濕潤狀態(tài),從而提升砼與原結(jié)構(gòu)的粘結(jié)性,當(dāng)表面不存在積水時,便可正式展開噴砼施工。噴槍的位置要得到合理控制,與構(gòu)件表面保持0.8~1.5m,首先需要噴水泥砂漿,隨后方可噴射砼,通過此方式提升砼與拱圈的結(jié)合力。單次噴射砼的厚度以2~3cm為宜,持續(xù)施工達到設(shè)計厚度后,將表面抹平。結(jié)束所有噴射施工后,噴水養(yǎng)護。
5.拱圈加固
(1)為了使拱圈的橫向分布能力和承載能力加大,專業(yè)人員要采用錨噴砼加固的方式對拱底及拱圈側(cè)面做加固處理。(2)對于主拱圈和橋臺開裂的地方,同樣使用高壓水沖洗干凈,并且要澆灌好普通硅酸鹽水泥凈漿。
6.結(jié)束語
綜上所述,使用錨噴砼對舊橋進行加固的實踐過程中發(fā)現(xiàn),這種加固方式的加固效果很好,并且施工的過程較為簡便,可有效降低施工經(jīng)濟成本,減短施工時間,并且不影響橋梁的正常行駛,有著良好的發(fā)展前景。
參考文獻:
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作者:張小剛 單位:江西省路橋工程有限公司