部分预应力混凝土连续箱梁综合加固施工技术.pdf
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1、公路交通技术 2 0 1 0年 8月 第 4期T e c h n o l o g y o f H i g h w a y a n d T r a n s p o r t A u g 2 0 1 0 N o 4 部分预应力混凝土连续箱梁综合加固施工技术 郑碧娇 ( 广东省长大公路工程有限公司,广州5 1 1 4 3 1 ) 摘要 :针对部分预应 力混凝 土连 续箱梁出现底板与腹板混凝土横向开裂等病 害, 与被动加 固相结合的综合加 固施 工技 术,并总结评价结构加 固的 实际效果 。 关键词 :部分预应力箱梁;加 固;施 工技术 文章编号 :1 0 0 9 6 4 7 7 ( 2 0 1 0 )
2、 0 4 0 0 8 9 0 4 中图分类号 :U 4 4 8 2 1 3 分析病 害的成 因,介绍主动加 固 文献标 识码 :B Co n s t r u c t io n Te c h n i q u e o f Co mp r e h e n s i v e Re i n f o r c e me n t f o r Pa r t ia l Pr e s t r e S s e d Co n c r e t e Co n t i n u o u s B o x Gi r d e r s Z H E N G B i j i a o 随着公路交通的发展 ,高速公路交通量和大吨 位车辆不断增加
3、 ,早期修建的部分预应力混凝土连 续箱梁经过 多年 的运 营 ,箱梁截 面开裂 ,钢筋锈 蚀 ,承载力不足 ,不能满足现有的交通荷载,因此 必须进行加固,以提高桥梁的承载能力。预应力混 凝土连续箱梁在运营期间出现的病害种类多样 ,各 种病害对桥梁结构的耐久性甚至使用安全都带来 了 不利的影响,有些严重 的病害直接降低了结构的承 载能力 ,成为桥梁安全运营的重大隐患。所以对预 应力混凝土连续箱梁加固施工技术进行研究,并付 诸实践 ,在当前具有重要的现实意义 。 考虑桥梁经过多年的运营 ,箱梁截面开裂 ,钢 筋锈蚀,承载能力下降,在大交通与重交通的运营 条件下 ,上部结构承载力严重不足,须对此类结
4、构 进行补强加 固,使其 满足 J T G D 6 2 -2 0 0 4 ( 公路钢 筋混凝土及预应力混凝土桥涵设计规范 要求 。针 对佛开高速公路张槎跨线桥桥梁刚度小和上部结构 预应力度小的实际情况 ,研究将主动加 固与被动加 固方式合理结合 ,力求达到较为理想的加 固效果 。 1 部分预应力混凝土连续箱梁病害 某桥为双幅单箱单室部分预应力混凝土连续箱 梁桥 ,标 准跨 为 3 0 l 1 ,设计荷 载为 :汽 一超 2 0 级 ,挂 一 1 2 0级。 该桥在运营若干年后出现了箱梁底板与腹板横 向开裂等病害 ,主要病害特征有 :梁体跨中、墩顶 部位出现竖向裂缝 ,个别墩顶附近腹板出现斜向裂
5、 缝 ;梁体局部有露筋 、锈蚀现象 ;梁端个别锚头外 收稿 日期 :2 0 1 0 0 3 1 6 作者简介 :郑碧娇 ( 1 9 6 4 一) ,女 ,广东省潮阳市人 ,大专 ,工程 师 露锈蚀 ;梁体有局部破损及划痕。 为了分析病害成因 ,针对病害较严重的试验跨 进行 了静载试验。结果表明 ,该试验跨在试验荷载 工况作用下 ,测量 的梁挠度 与应变均大于理论计算 值 ,校验系数较大 ,超过 J T G D 6 2 -2 0 0 4的要求 。 经 分析可知 ,现状箱 梁截 面底部在 营运阶段 已经 开裂 ,开裂后截面刚度变小 ,导致 活载作用 下跨 中挠度 、裂缝宽度 、跨 中梁底拉应力 比
6、理论 计算值大 。 2 箱梁正弯矩区维修加 固施工技术 2 1 跨 中腹板加厚、加厚段设置预应力钢束施工 为了提高结构的刚度及承载能力 ,在一定程度 上改善箱梁应力状态 ,需在跨 中加厚腹板 ,并于加 厚段设置 小股 预应力束 ( 7 1 5 2 mm及 5 1 5 2 m m) ,在箱梁内部预应力钢束 ( 7 s 1 5 2 m m) 仅设 置于边跨 。腹板加厚采用 C 5 0混凝土。 1 )测定箱梁原底板钢筋 、钢束位置及腹板加 厚段的放样 。 根据新增预应力束及腹板加厚段混凝土在箱梁 中的纵 向位置 ,先用钢筋探测仪测定腹板原预应力 束在该处 的横 向位置 ,用红漆标明。 2 )新旧混凝
7、土接触面打磨及设置剪力槽。 为了保证维护新浇混凝土与原结构混凝土结合 良好并共同受力,凿除面应保持毛面,凿除区内原 结构的构造钢筋不得剪除。剪力槽设计槽深 2 5 3 e m,间距 2 0 e mo 3 )种植锚 固钢筋。 学兔兔 w w w .x u e t u t u .c o m 公路交通技术 2 0 1 0卑 正式种植锚筋前 ,模拟种植锚筋 ,按钢筋插入 工艺进行设计拉拔力和极限拉拔力的粘结拉拔试 验 ,并验证胶凝和固化时间。 4 )布设普通钢筋 、预应力管道及预应力锚具。 如果锚固点位置处的钢筋与锚垫板、螺旋筋发 生位置冲突,则可在植筋时适当调整钢筋的摆放布 置,必要时可截断与锚垫板
8、、螺旋筋相冲突的部分 钢筋以保证锚垫板、螺旋筋的设置。在截断钢筋的 同时需补植钢筋进行加强 。 5 )浇筑箱梁腹板加厚段混凝土。 箱梁腹板加厚段采用 C 5 0混凝土 。混凝土 内 添加增强型水泥混凝土用聚丙烯纤维网 ,掺入量为 1 8 k g m 。 为了最大程度地减少车辆震动对混凝土初凝及 新老混凝土结合效果的影响,采用和易性良好的高 性能混凝 土。混凝土浇筑前 3 0 mi n在原混凝土面 喷涂界面胶 ,用于提高新旧混凝土界面粘结性。从 开始浇筑混凝土至混凝土初凝期间封闭桥面交通 。 6) 预应力钢束安装和张拉。 箱梁腹板加厚段布置 2种规格的钢束,分别 为 5根规格为 J 1 5 2
9、mm的钢绞线束和 7根规格 为 1 5 2 mm的钢绞线束,张拉力分别为 9 7 6 、 1 3 6 6 k N。根据钢束张拉力的要求 ,选择 Y C W1 5 0 B型千 斤顶进行张拉。混凝土养护龄期达 7 d及混凝土强 度达到设计强度 的 9 5 后 ,方可张拉预应力钢束 。 预应力钢束的张拉顺序,应使结构受力均匀、同 步 ,所 以在张拉过程 中应遵循同步、对称 、两端 同 时张拉的原则。张拉期间封闭桥面交通 。 2 2 箱梁粘贴钢板加固 粘贴钢板对提高结构抗弯承载能力 ,防止裂缝 发展效 果 明显 。箱 梁底 板边 跨粘 贴 钢板 规 格为 Q 3 4 5 B,钢板尺寸为 2 3 0 0
10、 0 mm2 5 0 m m1 0 mm 等规格 。粘贴钢板施工工艺流程如下 : 用优质高分子树脂灌注裂缝一清洗并平整粘贴 部位表面,植入固定钢板的螺栓一对钢板粘结面进 行喷砂除锈 安装并 固定加强钢板( 调好压胶间隙 ) 一用 1 0 1 胶泥封边 压入粘胶 凝固一钢板防锈处 理 f、 表面钢板缝隙用修补胶填平 涂装。 钢板在安装前必须经过机械喷砂处理 ,去除粘 合面的钢板氧化表层。金属表面除锈的等级应达到 G B 8 9 2 38 8 涂装前钢 材表面锈蚀 等级和除锈 等 级 中规定 的 G B 8 9 2 38 8 S a 2 5级标 准。喷砂后要 用清洁的压缩空气将涂装结构上的灰尘除尽
11、 ,处理 完后的钢板不能堆放 ,应马上吊装 ,封边压浆 ,以 免表面又被氧化。 3 墩顶负弯矩区维修加固技术 3 1 加 固方案 1 )墩顶负弯矩区增设 l 6 束 2 1 5 2 m m无粘 结预应力钢束,外包 H D P E护套 ,单根钢绞线张 拉应力为 0 6 0 f p k=1 1 1 6 MP a ,张拉力为 1 5 6 2 k N。 总张拉力为 4 9 9 8 4 k N,预应力钢束锚固于箱梁顶 板下缘或翼板下缘。 2 )墩顶桥 面铺 装 “ 黑改 白” ,植入 1 2 l n n l 剪力筋 ,间距 3 0 c m,纵 向增设 ( ) 2 2 m m钢筋网 , 间距 1 5 c
12、m,横 向增设 1 2 mm钢 筋网 ,间距 1 5 c m。桥面铺装层混 凝土采用 C 4 0钢纤 维混 凝土 。 钢纤维含量为 5 0 k g m 。 3 2 施工顺序 1 )凿除桥面铺装 ,并在箱梁顶面按要求凿出 宽 1 0 13 m深 2 5 c m的槽 口。 2 )探 明原钢筋位置 ,植入剪力筋。 3 )根据钢束的布设位置于箱梁顶板及悬臂钻 直径 5 5 e m孔 ,并按钢束竖弯要求设置圆曲线 。 4 )在设置齿板处植入直径 1 6 m m钢筋 ,植入 深度为 2 0 c m ,并与齿板钢筋焊接。设置扁锚及齿 板内波纹管 ,浇筑齿板混凝土。 5 )铺设墩顶段桥 面铺装钢筋网 ,并与剪
13、力筋 焊接牢固。 6 )齿板混凝土强度达到 9 5 时,钢束张拉顺 序按先长束后短束对称张拉, 并锚固。 7 )对预应力孔道进行压浆。 8 )浇筑桥面铺装混凝土 。 3 3 施 工工 艺 3 3 1 铣刨原有沥青混凝土桥面铺装,在箱梁顶面 按要求凿出宽 1 0 t i l l 、深 2 5 c m 的槽口 施工时 ,每次封闭半幅桥面。原沥青混凝土桥 面铺装层采用铣刨机刨除。为了布设无粘结预应力 筋,需在箱梁顶面按要求凿出宽 1 0 e m 、深 2 5 e lla 的槽 口。 3 3 2 探明原钢筋位置 。箱梁顶面植剪力筋 由于箱梁顶板内布置有预应力钢束 ,箱梁顶面 植剪力筋前需要探出预应力管
14、道位置后才能植筋。 植筋前对波纹管的位置进行放样 ,并弹好线 。钻孔 植筋需避开原预应力管道植筋,植筋时不能损坏箱 梁 内预应力 钢绞线 。 剪 力筋纵 向间距 为 6 0 e m, 学兔兔 w w w .x u e t u t u .c o m 2 0 1 0年 第 4期 郑碧娇 :部分预应力混凝 土连续箱梁综合加 固施工技术 9 1 钢筋规格为 1 2 m m。 3 3 3 箱梁顶板及悬臂钻预应力孑 L 道 根据钢束的布设位置于箱梁顶板及悬臂钻直径 为 5 5 e m的圆孔。钻孔机具可采用取芯钻机 ,配 置直径为 5 5 e m的钻杆 。钻孔后按照钢束竖弯要 求设置圆曲线。 3 3 4 桥
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