1.工程概况
某公路桥为简支T梁结构,中跨为5m,边跨为4.5m,T梁设计采用170级混凝土(旧级),随着车流量日益增加,桥面荷载已大大超过原设计标准,致使桥梁结构严重受损,在横梁的L/2-L/4之间,出现起于厂缘并向上延伸贯穿到桥面板底的垂直裂缝,裂缝宽度超过允许值0.2mm,最宽处已达0.48mm。
2.加固工艺及胶粘剂的选择
为不影响桥面正常交通,缩短工期、决定采用粘接工艺对公路桥进行修补加固,即首先对主梁下缘采用环氧混凝土粘贴钢筋加固,在每片主梁跨中下缘粘贴4根φ18的钢筋,钢筋长度为2m,加固范围为3m,钢筋焊接在N1和N2锚固钢板上,钢板厚度为8mm;然后用建筑结构胶在横梁、边横梁的跨中及腹板上粘贴8mm厚的钢板。下缘粘贴长度为2m(N3和N7两点间),腹板粘贴长度为700mm。高度分别为450mm(N4点)及550mm(点),桥面板的跨中下缘粘贴宽700mm,长730mm(N6点)和830mm(N6点),厚8mm的钢板各2块,施工时。采用木结构吊脚手架,配备6跨脚手楞木,5跨脚手板,实行流水翻转,成功一跨,翻搭一跨,胶粘剂采用自配环氧树脂胶粘剂和不饱和聚酯胶粘剂。
3.加固施工工艺
(1)主梁加固
① 表面处理 将需要加固部位的混凝土表面风化层凿除,直至能见粗骨料,并按设孔要求在梁上钻孔,钻孔若遇到梁内钢筋,孔位可稍作移动,然后用丙酮清洗干净,须埋膨胀螺栓;
② 将钢垫板与梁上孔位对齐钻孔,然后进行喷砂除锈,再用丙酮将钻孔与钢筋清洗干净,并将加固钢筋焊于垫板上制成锚固板,情除焊渣污垢,将锚固板用膨胀螺栓固定在梁上;
③ 将环氧树脂、固化剂、稀林剂按。—定比例充分跳合搅抑均匀,制成环氧清浆,在粘接部位的混凝土及钢筋表面涂抹一层,将水泥、晒干过筛的黄砂、石子片等填料按比例充分搅拌均匀,再将事先配好的环氧清浆倒入,搅拌均匀制成聚合物混凝土,其质量配比为:
E-44:水泥:T-31固化剂:KH-550:石子片:丙酮:中砂=100:100:22:1:300:16:150,将制成的聚合物混凝土摊铺在贴有塑料薄膜的模板上,用“U”形螺栓托住模板底加压,使混合料贴紧大梁并能挤出模板侧框,24h后拆模,拆模后整理边角处,并检查已成型的加固补强层。若敲击检查出现浮音,则说明该处有孔隙,必须凿开进行灌浆修补,主梁最好一次完成加固,钢筋骨架外净保护层应均大干20mm。
(2) 横梁和桥面板的加固
① 刷洗需加固部位的混凝土表面,磨去表面2-3mnl碳化层,用丙酮清洗;
② 按设计要求钻孔,预埋膨胀螺栓;
③ 将补强钢板按尺寸加工成形,与横梁和桥面板上顶埋螺栓配位钻孔并编号,然后喷砂除锈,在垂直于受力方向上用砂轮打磨,再用丙酮清洗钢板表面;
④ 在处理好的混凝土表面涂抹一层环氧清浆,以增强其与钢板间的结合力;
⑤ 将不饱和树脂、固化剂、固化促进剂、水泥等按一定的比例配制不饱和聚酯胶浆,在混凝土表面及钢板粘接面上同时涂抹1-3mm厚的胶浆,对正孔位,拧紧膨胀螺栓并加以支撑,以胶浆刚好从钢板边缝挤出为宜,然后,在钢板四周用海棉条嵌缝堵漏;
⑥ 钢板粘好后,用小锤轻敲壁面,如有空洞声则应剥下钢板重新补胶粘接,在15℃以上保持24h后,拆除支撑,当环境温度低于15℃时,可在桥孔悬挂洲布封闭,用碘钨灯照烤加温。
4.加固效果
采用以上土艺可不影响公路娇正常的交通,公路桥补强加固后,经有关部门检验,强度满足车流量对桥梁强度的更高要求,公路桥补强后使用近2年末再发牛裂缝。