公路橋梁粘貼鋼板加固技術(shù)的應(yīng)用分析

文/涂江華

1 前言

隨著交通流量的日益增加，一些建設(shè)時(shí)間比較久的橋梁在受到車輛荷載影響以及周圍環(huán)境因素影響之下就會(huì)出現(xiàn)各種病害問題，例如混凝土脫落、結(jié)構(gòu)開裂問題。一旦出現(xiàn)這種病害就會(huì)給橋梁結(jié)構(gòu)的穩(wěn)定性造成影響，若不及時(shí)處理相應(yīng)病害就會(huì)擴(kuò)大，嚴(yán)重時(shí)還會(huì)出現(xiàn)各種安全事故。因此，有必要對(duì)老舊橋梁進(jìn)行加固處理，粘貼鋼板加固技術(shù)作為一種成熟類型技術(shù)，其具備黏度大、施工方便、可降低加固成本等特點(diǎn)，將其應(yīng)用到橋梁加固工程中，能夠滿足橋梁加固的要求。

2 技術(shù)概述

2.1 粘貼鋼板法的特點(diǎn)

設(shè)計(jì)簡單，操作方便且加固效果好，可以在溫度為5～35℃條件下施工運(yùn)行。

該技術(shù)既不會(huì)改變?nèi)魏谓Y(jié)構(gòu)，也不會(huì)增加結(jié)構(gòu)荷載，但可以提高結(jié)構(gòu)承載性能標(biāo)準(zhǔn)，原橋梁結(jié)構(gòu)的抗彎、抗剪等性能都可以全面的提升，保證結(jié)構(gòu)強(qiáng)度符合運(yùn)行標(biāo)準(zhǔn)；具備較高的韌性、承載性能，使用壽命得以延長，且維護(hù)成本相對(duì)較低，綜合效益提升明顯。

大量使用原公路橋梁結(jié)構(gòu)的材料，使其和原鋼筋結(jié)構(gòu)共同達(dá)到承載性能的要求，符合公路橋梁運(yùn)行標(biāo)準(zhǔn)要求。

粘貼鋼板本身的結(jié)構(gòu)膠具備硬度強(qiáng)化塊等特點(diǎn)，在施工時(shí)不僅能夠提升施工效率，還能減少施工成本。同時(shí)，結(jié)構(gòu)膠的強(qiáng)度相比于混凝土自身的結(jié)構(gòu)強(qiáng)度要高，能夠使黏結(jié)部位形成一體，達(dá)到加固的要求。

在橋梁加固處理中，通過大面積的粘貼鋼板應(yīng)用不僅能夠保護(hù)混凝土結(jié)構(gòu)原有性能，同時(shí)還能提升結(jié)構(gòu)的抗裂能力。

2.2 施工范圍

對(duì)于粘貼鋼板來說，其通常在鋼筋混凝土受彎、受力彎曲結(jié)構(gòu)中使用。同時(shí)，該方法還能在溫度為-20o～-60°無化學(xué)腐蝕區(qū)域中使用。在應(yīng)用時(shí)要考慮到粘貼鋼板的受力限值，提升加固效果[1]。

3 橋梁概況

3.1 項(xiàng)目簡況

某橋梁項(xiàng)目是當(dāng)?shù)氐闹攸c(diǎn)建設(shè)交通項(xiàng)目，其設(shè)計(jì)結(jié)構(gòu)形式是預(yù)應(yīng)力鋼筋混凝土簡支空心板梁橋結(jié)構(gòu)，其跨徑尺寸為13m+16m+16m，總長度是45m；下部結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)為樁柱式墩臺(tái)、鉆孔灌注樁的形式，完全滿足公路橋梁運(yùn)行的要求。

3.2 工程病害問題分析

該橋梁項(xiàng)目的搭板與臺(tái)背采取整體澆筑方式，搭板沉降明顯，導(dǎo)致背墻發(fā)生扭轉(zhuǎn)開裂的問題。

臺(tái)后填土高度達(dá)3.8m，造成該結(jié)構(gòu)的壓力較大，當(dāng)臺(tái)后出現(xiàn)路基沉降問題后，在臺(tái)后土壓力的擠推之下，造成橋臺(tái)蓋梁的河流一側(cè)出現(xiàn)豎向開裂的問題，裂縫寬度為0.25mm，已經(jīng)嚴(yán)重超出標(biāo)準(zhǔn)。

3.3 原因分析及工程加固方法

原因分析：橋臺(tái)蓋梁有很多豎向裂縫的問題，原因是臺(tái)后擋墻發(fā)生沉降、松散等問題，臺(tái)后土堆對(duì)橋臺(tái)結(jié)構(gòu)造成比較大的推擠作用，而通常來說蓋梁側(cè)面的配筋量明顯不足，只設(shè)置了一定的構(gòu)造配筋結(jié)構(gòu)，無法滿足臺(tái)后土壓力的要求，造成蓋梁存在裂縫問題。

加固方法：橋臺(tái)蓋梁側(cè)面需要進(jìn)行鋼板的粘貼施工，可以保證橋臺(tái)蓋梁的抗彎性能提升，粘貼鋼板操作前，通過灌縫的方法及時(shí)進(jìn)行裂縫的封閉處理。

4 公路橋梁粘貼鋼板施工技術(shù)

4.1 定位放線

定位放線是公路橋梁加固施工的重要工作，也是首要開始的工作，放線人員對(duì)設(shè)計(jì)方案要有充分的了解，嚴(yán)格執(zhí)行設(shè)計(jì)方案的要求，對(duì)于加固位置進(jìn)行準(zhǔn)確的標(biāo)記，保證粘貼部位各個(gè)位置的施工達(dá)到精確性的要求。在放線操作環(huán)節(jié)，一般會(huì)把輪廓線和實(shí)際粘貼部位向外擴(kuò)散一定的距離，并且做好現(xiàn)場清理處理工作，防止粘貼部位有雜質(zhì)影響質(zhì)量。

4.2 材料和構(gòu)造基本要求

加固作業(yè)環(huán)節(jié)，應(yīng)用的黏結(jié)劑強(qiáng)度高、耐久性好、彈性強(qiáng)。加固環(huán)節(jié)應(yīng)用的鋼板材料為16 號(hào)錳鋼與3 號(hào)鋼。焊縫強(qiáng)度高、鋼板與螺栓等部件符合技術(shù)規(guī)范性要求。黏結(jié)強(qiáng)度要求高，不僅使用黏結(jié)劑的強(qiáng)度性能合格，同時(shí)材料強(qiáng)度也要滿足要求。所以現(xiàn)場施工人員需要加強(qiáng)基材強(qiáng)度管理，提高材料總體性能。受壓部位加固施工環(huán)節(jié)，如果要在梁側(cè)進(jìn)行鋼板粘貼施工，其鋼板寬度不能超過梁高的1/3。加固施工范圍內(nèi)，確定錨固長度，如果不能達(dá)到設(shè)計(jì)標(biāo)準(zhǔn)要求，需要及時(shí)進(jìn)行調(diào)整，一般來說受拉區(qū)要達(dá)到鋼板厚度200 倍以上，并且不能小于600mm；受壓區(qū)內(nèi)，鋼板厚度在160倍以上，并且在480mm 以上。在鋼板表面涂刷一層防銹漆，防止發(fā)生銹蝕的問題，延長使用壽命[2]。

4.3 被粘混凝土和鋼板表面處理

首先需要將構(gòu)件表面抹灰層清理干凈，如果有局部損壞的問題存在，應(yīng)該及時(shí)鑿毛處理，然后應(yīng)用水泥砂漿修補(bǔ)處理；如果構(gòu)件有裂縫的情況，就要及時(shí)處理，消除該問題。混凝土結(jié)構(gòu)表面情況，分以下幾種處理方法：一般都要做好混凝土打磨平整處理，去除表面浮漿、油污等污染物，裸露出混凝土結(jié)構(gòu)新面即可；對(duì)于齡期不足3 個(gè)月或混凝土部件濕度較大，應(yīng)該通過人工方式進(jìn)行干燥處理；在處理的環(huán)節(jié)中，對(duì)于存在表面疏散、空鼓的層面需要及時(shí)的處理，將存在的腐蝕、剝落等物質(zhì)沖洗干凈，使其能夠裸露出主體結(jié)構(gòu)，隨后選取修復(fù)材料對(duì)其進(jìn)行處理。另外，對(duì)于鋼板結(jié)合位置，要進(jìn)行除銹處理，操作時(shí)可使用砂輪機(jī)進(jìn)行打磨處理，該過程直到表面出現(xiàn)金屬光澤為止。

4.4 混凝土鉆孔植筋

在橋梁加固處理中，混凝土鉆孔植筋是非常關(guān)鍵的一項(xiàng)工序，所以在操作時(shí)要做好如下方面的控制：

4.4.1 鉆孔

對(duì)于現(xiàn)場安裝施工的錨固鋼筋，使用記號(hào)筆標(biāo)記；鋼筋探測儀進(jìn)行植筋位置全面檢查，保證鉆孔不會(huì)損壞鋼筋結(jié)構(gòu)；應(yīng)用沖擊鉆進(jìn)行鉆孔施工；應(yīng)用和植筋向?qū)?yīng)的鉆頭，保證各項(xiàng)技術(shù)參數(shù)符合要求，并且使用標(biāo)尺進(jìn)行孔深尺寸測定；鉆孔時(shí)，速度要放慢，在鉆頭達(dá)到穩(wěn)定性要求后，再提高鉆進(jìn)的速度；頂板鉆孔環(huán)節(jié)，可以選擇使用水鉆成孔的方式，降低鉆孔振動(dòng)反應(yīng)，避免產(chǎn)生嚴(yán)重結(jié)構(gòu)損壞的情況；成孔要和植筋結(jié)構(gòu)面達(dá)到垂直度要求，鉆孔時(shí)遇到主筋的情況下，要調(diào)整鉆孔位置[3]。

4.4.2 清孔與吹孔

植筋（螺栓）孔鉆進(jìn)達(dá)到規(guī)定設(shè)計(jì)深度之后，使用刷子將內(nèi)部落下的灰渣清理干凈，并且將灰渣吹干凈；使用水鉆成孔施工，需要進(jìn)行干燥處理，然后使用上述方法清孔，達(dá)到干燥后進(jìn)行注膠施工。按照上述操作方法反復(fù)操作3 遍，直到符合要求為止。

4.4.3 注膠

注膠前，工作人員詳細(xì)查看說明書，了解正確操作方式，檢查膠的有效期，過期禁止投入使用；如果環(huán)境、條件無法達(dá)到施工標(biāo)準(zhǔn)要求，應(yīng)該立即停止施工；檢查植筋孔是否達(dá)到干凈、干燥的要求。在上述各方面條件符合要求后，才能將植筋膠放入到膠槍內(nèi)，連接混合管。每只膠管先擠出膠體顏色不正常的部分，在顏色一致后才能直接插入孔底進(jìn)行注膠施工。將整個(gè)孔注滿2/3，確保植筋后整體填滿整個(gè)孔位[4]。

4.4.4 植入鋼筋

加工符合要求且除銹完畢之后的鋼筋直接砸入到孔底，鋼筋插入要緩慢進(jìn)行，避免黏結(jié)劑被快速插入的鋼筋擠出，導(dǎo)致膠體無法完全填充；鋼筋插入到孔底之后，進(jìn)行外露部位的調(diào)節(jié)，使用綁絲或者其他方式進(jìn)行鋼筋固定，使用鋼板條模板進(jìn)行鋼筋定位處理；從下到上逐步進(jìn)行植筋施工作業(yè)，保證內(nèi)部結(jié)構(gòu)膠袋或玻璃管直接放入到孔內(nèi)，然后使用電鉆把鋼筋植入使用，利用鋼筋擠壓的方式把膠袋或玻璃管破碎處理，讓流出的植筋膠全部填充孔內(nèi)，實(shí)現(xiàn)鋼筋全部位置的包裹處理。

4.5 鋼板粘貼

現(xiàn)場使用的鋼板需要在工廠內(nèi)統(tǒng)一進(jìn)行生產(chǎn)制作，同時(shí)根據(jù)設(shè)計(jì)方案的要求鉆孔處理，經(jīng)過檢查符合工程設(shè)計(jì)標(biāo)準(zhǔn)，再進(jìn)行除銹、清洗的處理，然后是涂膠粘貼施工。鋼板粘貼作業(yè)階段，保證螺栓壓緊處理，還要在現(xiàn)場設(shè)置支撐結(jié)構(gòu)，并且使用人工錘擊的方式保證緊固性合格，在周邊部位有膠液溢出則確定為合格。在粘貼工作結(jié)束后，需要采取人工方式進(jìn)行周邊輕敲處理，達(dá)到牢固性要求[5]。

4.6 混凝土澆筑施工

現(xiàn)場混凝土材料為鋼纖維混凝土，由波紋鋼纖維制作而成，強(qiáng)度達(dá)到380MPa，強(qiáng)度型號(hào)為C40。現(xiàn)場施工中，首先應(yīng)用砂輪機(jī)把松散結(jié)構(gòu)、雜質(zhì)清理干凈，裸露新鮮的巖層結(jié)構(gòu)，加強(qiáng)現(xiàn)場沖洗處理，并且澆筑施工。澆筑施工后，進(jìn)行振搗處理，持續(xù)養(yǎng)護(hù)7d 以上。

5 結(jié)語

粘貼鋼板加固法是當(dāng)前的公路橋梁重要的加固技術(shù)之一，應(yīng)用到公路橋梁混凝土加固施工中有著非常好的效果，施工周期比較短，公路橋梁性能恢復(fù)明顯。在本文分析中，對(duì)粘貼鋼板加固技術(shù)的應(yīng)用情況進(jìn)行了分析，通過應(yīng)用可知該技術(shù)加固效果好，能夠給橋梁結(jié)構(gòu)的穩(wěn)定性與安全性奠定基礎(chǔ)。