近几年我国发生多起拱桥倒塌事故, 给国家财产和人身安全造成了巨大损失, 因此, 对危旧拱桥进行加固, 提高旧桥的承载能力, 确保交通运输的安全是目前和今后面临的任务。本文探讨了桥梁维修加固中植筋技术的运用，具有一定的参考价值。
关键词：公路桥梁; 加固维修; 植筋技术。
在桥梁等构造物的维修、加固、补强等过程中,常常遇到建筑物中原有钢筋与新加钢筋的连接问题。过去, 有不少工程是采取把原建筑物的混凝土保护层凿除, 露出原有钢筋, 再把新加钢筋与原钢筋焊接连接, 以保证共同受力, 这种方法虽然可靠, 但施工复杂, 且对原桥应力及受力破坏。在科技高速发展的今天, 植筋技术作为一种可靠、先进、方便的施工方法而被广泛应用于工程中。
1 工程概况
憨板桥是省道313 线上的重要桥梁, 位于甘肃省舟曲县西侧, 在S313 线K44+ 950m 处横跨白龙江。为变截面悬链线双曲拱桥, 净跨径70m, 拱失比为1/ 8, 腹拱为无肋无筋圆弧拱, 桥台为空心桥台, 全长96. 04m。原设计荷载为汽- 13, 拖- 60, 桥面宽71 5m, 于1972 年建成通车。
该桥现有承载能力定为标准荷载: 汽车- 10 级, 限20t 以下载重单车通行。为了确保省道313 线畅通, 使该桥继续发挥应有的作用, 根据加固设计方案, 对拱肋采用植筋外挂钢筋网, 喷射C25 混凝土加大拱肋截面的方法进行加固; 同时在原拱背上现浇15cm 厚C30 钢筋混凝土, 以提高桥梁的整体刚度和承载力; 拆除破损的旧腹拱圈, 重新预制安装30cm 厚钢筋混凝土腹拱圈,在拱脚增设护拱; 在拱顶实腹段增设6 道横系梁, 以增强拱肋间的横向连接, 提高桥梁的整体性; 拆除原有桥面, 浇筑15cm 厚与缘石、侧墙相连接的钢筋混凝土桥面, 重做栏杆系与安全带。通过以上措施, 提升承载和通行能力, 使设计荷载达到汽车- 20, 挂车- 100。
2 施工工艺
该工程为桥梁综合维修加固工程, 施工中涉及的主要施工工艺有混凝土缺陷与钢筋处理→裂缝修补→植筋→喷锚混凝土等。
2. 1 混凝土缺陷与钢筋处理工艺流程
破损混凝土剔凿→钢筋除锈清理→钢筋防锈、阻锈处理
( 1) 破损混凝土剔凿: 对蜂窝麻面、松散、空洞、破碎、剥落等损伤部位及钢筋外露区域, 采用人工凿除法或高速射水法将该处松散、污秽的部分清除, 使该部位露出坚硬密实的部分, 并保证该部位无油污、油脂、蜡状物、灰尘以及附着物等影响修补效果的物质。
( 2) 钢筋锈蚀区域的清理: 对外露钢筋表面的氧化层用钢刷予以清除, 使之露出光洁部分; 对由钢筋锈蚀探查确定的钢筋锈蚀区域应对该部位混凝土表面进行清洁处理, 确保表面无油污、油脂、蜡状物等影响渗透的污物。
( 3) 钢筋防锈、阻锈处理: 对外露的钢筋涂刷钢筋保护剂, 可以直接涂刷于钢筋表面, 可以分层使用, 每层厚度1. 2mm; 钢筋锈蚀区域采用多功能阻锈剂滚刷或喷涂于表面。
2. 2 裂缝修补工艺流程
对于宽度≥0. 2mm 的裂缝采用压浆法进行修补, 宽度< 0.2mm 的裂缝采用封闭法修补。
( 1) 裂缝的压浆修补法
压力灌浆是采用一定的压力, 将某种浆液灌入结构内部裂缝中去, 以达到封闭裂缝, 恢复并提高结构强度、耐久性和抗渗性能的修补方法, 它多用于裂缝多且深入结构内部或结构有空隙的情况。
( 2) 表面裂缝的封闭修补
结构表面的裂缝封闭修补常用方法有: 1. 环氧砂浆涂抹法, 它是先在裂缝上口凿出一个V 形槽,宽约1~ 2cm, 深约0. 5cm, 清除槽内浮浆等并用丙酮擦洗干净, 在裂缝四周涂抹一层环氧浆液, 然后嵌入环氧砂浆, 用刮刀修补至与混凝土表面平整即可;2. 表面粘贴修补法, 先将混凝土表面凿毛并冲洗擦拭干净, 用环氧砂浆先将混凝土表面修补平整, 在粘贴面上涂刷一层环氧基液, 粘贴2~ 3 层玻璃丝布进行裂缝封闭。在使用玻璃丝布粘贴前, 应先对采用碱水煮沸或火烘烤法对其进行除蜡处理。
2. 3 植筋工艺流程
准备→成孔→钢筋处理→配胶→ 注胶→ 插筋→养生。
( 1) 准备
拆除混凝土结构及附属物, 并将混凝土破损区域清理干净; 检查被植筋的混凝土面是否完好, 用钢筋探测仪测出植筋处混凝土内的钢筋位置, 核对、标记植筋部位, 以便钻孔时避让钢筋; 按照设计图纸尺寸在被植筋结构的混凝土面上, 根据设计配筋图, 用墨线弹出植筋的实际位置, 做好标识。
( 2) 成孔
钻孔位置应按照设计要求控制放样, 误差控制在2cm 以内, 为防止钻孔碰到拱肋钢筋, 钻孔时应特别小心, 注意查看, 如碰到钢筋, 允许该钻孔位置适当避开, 以利于施工和避免结构损伤。偏移量以与设计钻孔位置距离不大于3cm 控制。
( 3) 钢筋处理
钢筋的处理如前所述, 并检查钢筋是否顺直, 不同规格、不同长度的钢筋分开存放。
( 4) 配胶和注胶:
结构胶使用环保型植筋胶, 配胶严格按照使用说明进行。用于本工程的植筋胶为瑞士生产的喜利得牌植筋胶, 该植筋胶的使用性能各项指标均好于国内同类产品。根据植筋胶生产厂家的使用说明、种类要求配置, 注胶要一次完成。
( 5) 插筋:
注胶后将钢筋施加一定压力, 向同一方向转动慢慢植入孔内, 转动时将胶中压存的少数空气排出,并植到设计深度, 使胶溢出少许, 以保证注胶饱满。及时清理溢出的结构胶, 保证钢筋四周的胶均匀饱满。溢出的胶一定要清理干净, 保证后浇注混凝土与原混凝土之间的界面质量。按照植筋固化时间表的规定时间进行操作使得植筋胶均匀附着在钢筋的表面及缝隙中, 插好固定后的钢筋胶养生期结束后再进行钢筋焊接、绑扎及其它各项工作。插筋、养护期间, 桥上应避免震动的影响。
( 6) 养生:
在室外温度下自然养护, 当温度低于5℃时, 应改用耐低温改性结构胶, 养生时间一般在24h 以上。
2.4 锚喷混凝土工艺流程
混凝土表面凿除、凿毛→植筋→ 安设补强钢筋网→喷射混凝土→检查混凝土厚度、修平→养护
( 1) 混凝土土表面的凿除和凿毛
为保证加固新浇混凝土与原结构混凝土结合良好并共同受力, 应将混凝土表面凿成毛面; 凿除时宜从凿除区表面中间开凿, 凿除区内原结构的构造钢筋不得剪除, 浇注加固混凝土时按原样予以连接恢复。对混凝土表面松散、蜂窝、麻面、露筋等缺陷, 应凿除松散层, 用环氧和高一级标号混凝土修补, 配制修补材料其强度必须大于原结构混凝土强度的1. 2倍, 并必须准确, 搅拌均匀; 对裸露的钢筋, 必须做除锈处理, 并涂一薄层环氧浆液, 在尚未固化前再压抹修补材料。凿毛和凿除面应清刷干净。表面的松散层、附着物、污垢、灰尘等应清洗干净。
( 2) 安设补强钢筋网
采用植筋做为锚固筋, 植筋后将钢筋网牢固的绑扎或焊接在锚固钢筋上, 钢筋之间应有足够空间,以保证喷射混凝土能完全包裹钢筋。
( 3) 喷射混凝土
喷射混凝土前应对受喷表面进行喷水湿润, 并应分段、分层进行喷射, 前后两层喷射的时间间隔不应少于混凝土的终凝时问。喷射时应控制好水灰比, 保持喷射混凝土表面平整, 湿润光泽, 无干块滑移、流淌现象。喷嘴与受喷面应保持0. 8~ 1. 5m 左右, 并应尽量保持垂直。施喷顺序自下而上, 按30~ 50cm 划圆成螺旋形前进, 每次喷射厚度3cm 左右, 前后层喷射间隔宜为20~ 40min。
( 4) 混凝土厚度检查、修平
喷射混凝土时应严格控制厚度, 并随时检查。初凝后用刮刀及时将设计线外多余材料刮掉, 然后喷抹一层砂浆修整。
( 5) 养护
喷射混凝土终凝2h 后, 必须立即进行喷水养生, 养生时间不少于14d。
3 结语
本工程实施植筋锚固技术,经检测各项设计指标均满足要求, 产生较好的综合效益。同时, 用该方法加固双曲拱桥, 从技术领域还有值得探讨的地方，亟待国家的专家学者们潜心研究, 为植筋技术的推广和应用提出适合我国实际的技术标准。