1工程概况
洞口县迴澜桥建于1975年,为三孔净跨36m空腹式石砌双肋单波双曲拱桥,桥长138m,宽8m,高10.5m,桥下水位较深。由于近年交通量猛增以及超重、超载车辆频繁行驶,造成桥台附近从拱脚起第一个腹拱出现了明显下沉及拱圈开裂,主拱圈多处由于航船的撞击出现了混凝土剥落及露筋现象,经专家现场检测,同意对此桥进行加固改造。主拱圈的加固改造方案为:在主拱圈两拱肋下缘增加15cm厚钢筋混凝土加劲肋,其余露筋处采用ZV型混凝土修补胶与普通水泥及中砂配制成聚合物修补砂浆进行修补。
2主拱圈加固的施工工艺
2.1搭建施工平台
先用准16mm的纲绞绳从腹拱圈穿过,两端系在一根准18cm、长比桥宽要长的原木两端,原木处于水平状态,在拱顶处可从桥面上垂吊钢铰绳系在原木上(如有栏杆、人行道须先拆除一小段,以便钢铰绳穿过),使钢铰绳与原木围成的图形在拱脚处呈等腰梯形,在拱顶处呈矩形;再用原木纵向架在水平原木上,并固定好;最后在纵向原木上铺设架板。
2.2主拱圈清理、修补
2.2.1清理破损混凝土
先用高压水枪反复冲射混凝土破坏部位和裸露生锈的钢筋。待混凝土结构面上无明显水迹且保持湿润时,用装上钢刷的手磨机在需与新混凝土接触的面刷一片,起到清除浮渣、打毛,以利于新老混凝土粘结咬合;如发现有裸露生锈的钢筋需进行除锈,并涂上丙酮。
2.2.2PG-GF胶裂缝修补
(1)查清裂缝的性质以及裂缝的长度、宽度、走向、贯穿及漏水的情况;用角磨机等工具清除混凝土裂缝表面的灰尘、浮渣等污物,刷去浮尘;(2)在裂缝的交汇处、裂缝较宽及裂缝端部设置灌胶嘴,一般灌胶嘴间距为30~50cm,在一条裂缝上必须设置有注胶、排气或出胶口。应特别注意防止堵塞灌胶嘴;(3)在一条裂缝上的灌胶应由下至上,由一端到另一端,严禁无序注胶,注胶应采取低压慢注,压力在0.2MPa。当最后一个注胶口流出胶且出胶速率保持稳定后,再保持压注3min左右即可停止灌胶;(4)封缝质量的好坏直接影响灌胶效果与质量,应特别予以重视,注意防止封缝不严密,影响注胶质量;PG-GF裂缝修复结构胶应在5℃以上的环境中固化。
2.3PG-H植筋
(1)依据设计施工图,结合现场的实际情况,准确无误地放出植筋孔洞位置,若基材上存在受力钢筋,钻孔位置可适当调整;(2)根据标出的孔洞位置,用电钻进行钻孔(一般情况下,钻孔孔径比植入筋大2mm),直至设计深度。钻孔不得破坏原有混凝土构件的结构;(3)先用硬毛刷清除孔壁的灰尘,用空压机将孔洞内灰尘吹干净,然后用棉纱醮丙酮或工业酒精清洗孔壁,直至干净;(4)将植入混凝土内钢筋打磨除锈,并用棉纱醮丙酮或工业酒精洗干净;(5)将PG-H植筋锚固结构胶按推荐配胶比例倒入干净容器内,以电动工具将其完全调匀,注意翻看容器底部与边角处的颜色,确保配好的胶体色泽一致。调配胶的量应根据现场情况而定,一次不宜多配(PG-H植筋胶的固化时间为30min左右),将调好的锚固胶尽快注入孔底。保证孔内不含空气;(6)转动钢筋缓缓植入孔洞内,使其达至设计深度要求,上下提动,排出气泡,以孔内胶液稍有溢出为宜。
2.4布筋
首先将两根N1钢筋绑扎或焊接在植筋的弯钩上;其次分别将3组N1、N2钢筋粗略地绑在植筋的内侧和外侧;然后将N3箍筋套住8根钢筋,并绑扎在植筋上;最后按钢筋布置图将所有钢筋绑扎好。
2.5安装模板
底模采用厚2mm、宽40cm(设计宽度)、长38.38m(拱圈弧长)的铁板,并预先在铁板是钻好绑扎铁丝穿过的孔,用8号铁丝从底模孔中穿过,控制好钢筋保护层,挂在植筋上(如图1)。边模采用0.5m一段的组合模板,浇筑一段安装一段,以利于混凝土振捣。
2.6浇注混凝土
由两侧拱脚同时对称地向拱顶浇注。在拱顶时,可先装好里面边模,外面边模张开一点便于灌注混凝土,待混凝土初凝后,凿除多余部分至拱圈平面,用聚合物修补砂浆压实抹平。值得注意的是:由于加劲肋中钢筋布置较密,粗集料不能过细,浇筑时不能确保无空隙,加之新混凝土在凝固时会收缩,必然会引起新旧混凝土脱结,出现裂缝。因此在拌制混凝土时有必要添加GMA无收缩自流密实混凝土外加剂。
2.7拆模、修饰、养生
常温下一星期后就可拆模,拆模后露在拱圈外的铁丝用氧焊吹掉,与拱圈面成凹型,再用聚合物修补砂浆压实抹平即图1底模安装图可。继续养生至混凝土养护期,整个拱圈加固工作就完成了。
3施工工艺的评价
3.1工艺简单
如搭建施工平台,既不象制作挂蓝那样需要设计、做图,制作也复杂,实际施工起来上下移动更不方便;也不象满堂架那样,需要围堰(在迴澜桥加固改造工程中根本行不通,水位太深)、地锚埋设、立架,非常烦琐;仅仅是在拱圈下做几个秋千而已。再如清理破损混凝土,用高速水流冲射,省去了敲敲打打的苦力活,没有振动噪音和灰尘,就象小孩子玩水枪一样轻轻松松、简简单单。
3.2造价低
在主拱圈两拱肋下缘增加加劲肋的拱圈加固方法,要想降低工程造价,关键在于施工平台方案的选择。本文中的施工平台在制作中三孔只需人工20多个工日,木材23m3,并且木材的回收再利用率高,大大降低了工程造价。
3.3工期短
整个施工工艺完全可以采用流水作业,从搭建平台、植筋、清理修补、布筋、装模到浇注,三孔六根加劲肋只需三个星期就可完成。
3.4质量好
①植筋采用JN-Z植筋锚固胶。这种胶强度高,粘接力强,实验屈股强度达到335N/mm2,完全可以保证工程质量。②底模采用整块铁模。a.有利于混凝土的流动、振捣,确保松模后,混凝土表面无空隙,并且光滑漂亮;b.由于铁模具有一定的挠度,确保完工后的拱圈无皱折,线型美观。③在混凝土中添加GMA无收缩自流密实混凝土外加剂。外加剂的加入:a.可保证混凝土能自流密实成型;b.可保证与旧拱圈粘结牢固无裂缝。