复工续建工程桥梁技术状况评定及病害修复研究
2019-11-07王凯许大晴
王凯,许大晴
(1.安徽省交通控股集团有限公司,安徽 合肥 230088,2.安徽省交通规划设计研究总院股份有限公司,安徽 合肥 230088)
某项目因资金原因停工数年后,开始复工续建。该类型项目停工期间不会对桥梁进行专业的养护,会对项目产生一定的自然破坏,且附近居民对无人看管的工地会造成一定的人为破坏。由上述原因导致复工续建桥梁的病害与常规桥梁病害有较大区别,但针对续建桥梁工程病害及其处理措施的研究却一直较少,且主要集中于建筑结构[1~3],鲜有高速公路的相关研究[4]。因此,在复工续建项目的桥梁建设中,为了使桥梁能够满足现行施工规范的要求,需要对各种缺陷和病害进行全面的检测,以查明缺陷和潜在损伤的性质、部位、严重程度及其发展趋势[5~9],并针对复工续建的桥梁的特殊性,对复工续建的桥梁进行技术状况评定,并对桥梁特殊病害提出相应的缺陷修复方案[10]。
1 复工续建桥梁技术状况评定
公路桥梁评定是对桥梁的使用功能、使用价值、承载能力进行的综合评价。公路桥梁评定的目的是为桥梁的诊断与加固提供最基础的技术资料,设计人员应根据评定结果结合桥梁自身结构对桥梁的承载能力进行判断,给出加固方案。
复工续建工程具有特殊性,必须对《公路桥梁技术状况评定标准》(JTG/T H21-2011)与此类工程的契合度进行研究,通过对复工续建桥梁养护管理实践的长期跟踪和调查,对标准中不符合实际情况的条款进行修正,以期获得更适用于复工续建工程的公路桥梁技术状况评定标准及其评定方法。
公路桥梁技术状况评定包括桥梁构件、部件、桥面系、上部结构、下部结构和全桥评定。公路桥梁技术状况评定应采用分层综合评定与5类桥梁单项控制指标相结合的方法,先对桥梁各构件进行评定,然后对桥梁各部件进行评定,再对桥面系、上部结构和下部结构分别进行评定,最后进行桥梁总体技术状况的评定[11]。
2 复工续建桥梁特殊病害及修复方案研究
2.1 特殊病害
复工续建桥梁工程由于是停工一段时间后复工,与普通的桥梁病害相比较,其病害主要是由施工中断且构件没有得到有效保护产生的。
2.1.1 湿接缝钢筋外露锈蚀
项目部分小箱梁的纵向湿接缝未浇筑,导致预留钢筋外露锈蚀;上部最外侧的小箱梁顶板处的护栏底座钢筋外露锈蚀;桥墩已浇筑完毕,盖梁未浇筑,桥墩伸入盖梁的预埋钢筋外露锈蚀,桩柱式下部结构,桩基施工完毕等待浇筑桥墩,桥墩预留钢筋外露锈蚀。
图1 外露钢筋锈蚀
2.1.2 支座变形及脱空
板式橡胶支座出现了上下移位及部分脱空现象。
图2 支座变形与脱空
2.1.3 伸缩缝病害
在复工续建高速公路项目中,由于停工时间较长、缺乏有效的养护和管理,造成大量伸缩缝的锈蚀、堵塞等破坏。
图3 伸缩缝的锈蚀和堵塞
2.2 修复方案
①对外露钢筋表面的氧化层利用钢刷予以清除,使之漏出光洁部分;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。
②支座脱空和变形修复方案
兜子顶升法是利用桥墩台的盖梁为支撑面,在墩台上直接实施顶升(示意如下图)。
图4 兜子顶升法示意
按照T梁的尺寸用2cm厚的钢板做一些“┒┎”型兜子(在两侧用三角型钢板将兜子焊接加固,见图4),将工字梁底兜住,在其两侧各用一千斤顶支顶,靠兜子顶起主梁,再更换支座。
步骤1:顶升更换支座施工前,详细检查各支座情况,包括支座位置、剪切变形、脱空间隙、是否偏压等,保证支座更换后,梁体与支座密贴。
步骤2:千斤顶附近位置盖梁顶面处理平整,梁底面处理平整,安装千斤顶垫钢板,并摆放平整、密贴;安放千斤顶、百分表,连接电动油泵。
步骤3:在正式顶升前进行试顶,检查各千斤顶的同步性、稳定性和梁板的完好性。确认一切正常后开始试顶。
步骤4:顶升施工时将同一桥墩上的全部千斤顶并联起来,通过一台油泵进行加压,以保证每台千斤顶出力一致。顶升中严格控制油压和千斤顶行程,确保整体顶升。当梁体达到顶升设计高度后,持荷、稳压,更换支座。
步骤5:落梁时由现场技术员统一指挥,以5mm为一级,逐级缓慢回落。同时为防止梁与支座发生纵横向滑移,采用木制三角垫块在梁体两侧加以定位,待落梁工作全部完毕后拆除。
③项目采用的伸缩缝是钢梳齿板式伸缩装置,该伸缩装置存在螺栓锚固易损、断齿、维护成本高等问题,本课题提供了一种深埋式梳齿板式公路桥梁伸缩装置,适用于直线或者半径大的桥梁伸缩缝。
新型深埋式梳齿板式公路桥梁伸缩装置的有益技术效果如下。
新型深埋式梳齿板式公路桥梁伸缩装置,通过锚固钢板、锚固钢筋、分布钢筋、预埋钢筋等锚固构件浇筑现浇混凝土直接锚固的方式,更加耐久、可靠。
新型深埋式梳齿板式公路桥梁伸缩装置,将雨水、杂物等通过泄水导板导入泄水槽排至设计排水点泄水槽,泄水槽内设有若干高压扇形喷嘴,可通过水管连接至公路洒水车定期冲洗泄水槽,防止泥砂堆积。
新型深埋式梳齿板式公路桥梁伸缩装置构造简单,一般的国内厂家便能够生产,造价较低,维修较方便。
图5 新型深埋式梳齿板式伸缩装置示意图
3 结语
复工续建项目的桥梁工程由于长期缺乏管理与养护,出现了一些具有代表性的病害,针对这些病害,进行桥梁技术状况评定并给出了病害的修复方案。