张拉碳纤维板加固T梁旧桥技术

2020-01-11吕大维

黑龙江交通科技 2020年7期

吕大维

(黑龙江省龙建路桥第一工程有限公司，黑龙江哈尔滨 150028)

1 概述

随着我国社会经济的发展，交通设施建设不断的增长，桥梁工程也进而增加。但随之而来的通行于桥梁上的车流量也骤然增加，车体自身及其载重量也相应增长。如何保障在役桥梁使用安全，提高桥梁使用寿命也逐渐成为一个突出的问题。特别是早期建成的桥梁，因其施工工艺或材质较低，在当今大车流的运营状态下，已显现其不能满足现行发展需求，成为危旧桥。如拆建既会影响当地交通，又会增加基建成本。故此对那些能满足现行运营的桥梁采取加固方式。

在旧桥加固技术几十年发展过程中，基建工作者发挥了充分才智，结合国内外先进理论与现场实际情况，总结和创造出许多旧桥加固技术和方法。随着社会的发展，旧桥加固技术也日益增多，例如上部结构整体抬升法、改变结构体系加固法、增大受拉区梁截面法等等，可根据现场实际情况、加固部位采用相应的加固方法。张拉碳纤维板加固T梁旧桥技术是在T梁加固施工范围内搭设施工平台，梁体裂缝修补，在梁体上钻孔，植入高强螺栓，在固定端安装锚固块，将加固区域的混凝土进行表面处理，碳纤维板现场下料安装、张拉碳纤维板，通过顶升钢板或限位卡板将碳纤维板粘贴，最后进行碳纤维板的表面防护。该技术具有施工期短，所需人员机械设备少，但也存在施工时难度系数较大、工序工种多、特种材料与特种作业较多，需要前期准备充分，施工时需强化管理的特点。

2 操作要点

2.1 交通封闭

为避免过往车辆对桥梁施工造成影响，在桥头两端设置爆闪灯、减速带、安全指示牌等安全标志标识，对施工桥梁进行交通封闭。

2.2 脚手架搭设

首先将桥位下施工区域进行场地平整，清除原有承台表面的杂物，定出所要支立钢管的位置。对于承台外支立满堂红支保架的地面进行硬化处理。先压实原地面，再用填筑50 cm厚碎石土压实，必要时在碎石土上浇筑20 cm素混凝土，作为支架底座。满堂红支架采用Φ48×3.5钢管搭设，横向排距为0.90 m，纵距为0.90 m，步距为0.60 m。为保证支架整体受力稳定，在碳纤维筋锚固端位置加放一组脚手架。扣件连接方式为双扣件。正、侧面扫地杆与水平、竖向剪刀撑设置纵、横跨度为4跨，剪刀撑连接到顶端。每层立杆顶端应高出该层墩(台)高1.5 m。由于支架搭设、使用、拆除过程中存在高空、水上作业，所以支架平台上设置安全防护网配合使用，以避免人员落水或坠落的危险。

2.3 梁体裂缝修补

(1)基面处理

去除以裂缝为中心线两侧各5 cm范围内的有机物、油漆等其它粘结物，清除油污、“锅耙”等其它不洁物质及疏松物。在裂缝部位需用高压水枪对混凝土基面冲洗或用5%盐酸清洗；清理过的混凝土基面不得有任何残留污物。

(2)基面湿润

为了使水泥基渗透结晶型系列防水材料更好的渗入裂缝中，在涂刷防水材料前，根据外界环境用清水对要处理的裂缝进行基面湿润处理。一般需浸润4～12 h左右，手触裂缝处基面感觉湿润，即不干燥也不阴湿即可。

(3)制浆

①根据基面状况调整水泥基渗透结晶型系列防水材料浓缩剂用量。一般情况下第一遍按0.5～0.8 kg/m2，涂刷两遍，总量达到1.0～1.5 kg/m2。

②水泥基渗透结晶型系列防水材料浓缩剂灰浆的调制。

按照水泥基渗透结晶型系列防水材料产品说明书进行基液的配制。首先水泥基渗透结晶型系列防水粉料装入容器中，按照产品说明书加入适量的清水，再用装有叶片的手电钻钻杆探入容器中，开动电机对拌和物进行搅拌。由于水泥基渗透结晶型系列防水材料初凝时间短，故每次搅拌用量不易过多，且搅拌过程中视拌和物的粘稠状调整搅拌频率，在拌和过程中不得加水或加料。

(4)涂刷

使用半硬尼龙刷将灰浆涂刷在以裂缝中心线两侧各5 cm范围内的混凝土表面上。涂层作到均匀用力，基面涂料要满涂，并保证凹凸面均能涂上灰浆。在涂刷过程中要保证涂层厚度均匀。喷涂时喷嘴要靠近基面，并尽可能的保证灰浆喷进裂缝中。在第一遍灰浆初凝后再次制浆进行第二遍灰浆喷涂工作。

(5)养护

基面裂缝修补后，根据外界温度采取喷湿或涂养护液的方式对修补基面进行养护工作。必要时用湿麻袋等遮护，决不能用塑料布覆盖，要通风养护。

2.4 钻孔、植筋，安装锚固钢板及锚固座

(1)按照设计图纸安装位置要求及碳纤维板张拉固定端锚固钢板上圆孔的位置及顶压板圆孔位置，对混凝土梁进行钻孔，钻孔前采取在混凝土上开槽的方法对钢筋位置进行观察，调整钻孔位置，避免钻孔损伤主钢筋和预应力钢筋。

(2)去除钻孔内的灰尘及碎渣，使用植筋胶植入螺杆，植筋深度为18 cm。植筋胶采用专用灌注器进行灌注，注胶量必须严格控制，保证植入螺栓与孔壁之间的胶液饱满。注胶从孔底部开始，随着胶液注入缓慢拔出注射器，当孔中胶液达到孔深2/3左右时停止注胶。所植高强螺栓清洁无锈，钻孔内完胶后，即把高强螺栓放入孔口，然后慢慢单向旋入，直到高强螺栓伸入孔底。若螺栓植入后发现胶量不足或达不到饱满要求，则必须将螺栓抽出，重新补胶后再植。螺栓植入后，在胶液固化前不能触动。

(3)待植筋胶固化达到设计强度后，将锚固钢板与混凝土槽之间用聚合物砂浆填满，同时埋入螺栓。将锚固钢板粘贴在梁底，并用螺母将锚固钢板固定在预先植入的高强螺杆上。通过螺母将锚固座固定在锚固钢板上。加固钢板采用Q345-B级钢。

2.5 混凝土表面处理

在锚固钢板及锚固座安装完成后，在混凝土表面上标出需要粘贴碳纤维板位置的边缘线，将其范围内的混凝土基面及钢板表面进行打磨、修补、找平等表面处理工作。

2.6 碳纤维板现场下料、夹持

(1)根据锚固块的位置进一步复核碳纤维板的下料长度。

(2)根据下料长度截取碳纤维板。预应力碳纤维板采用高强度Ⅰ级条形板。

(3)在碳纤维板两端位于预应力锚具的夹持长度内，用丙酮将碳纤维板两面擦洗干净。

(4)配制锚具胶粘剂，将其涂抹在碳纤维板夹持长度内的上下表面，然后放入于预应力锚具中，并迅速用电动扳手及扭力扳手将锚具的上下板拧紧。根据所加固结构的重要程度，为保证胶黏剂质量，原则上采用工厂生产的成品材料，不宜现场试配。

2.7 碳纤维板安装、张拉及粘贴

(1)通过连接螺杆及转向头将两端已经被锚具夹持的碳纤维板安装在锚固座上。

(2)在张拉螺杆末端安装反力钢板。

(3)在反力钢板与锚固块之间放入千斤顶。

(4)驱动千斤顶油泵，按照图纸上标明的张拉应力要求将碳纤维板进行预应力张拉。预应力张拉采用张拉力和伸长量双控，误差控制在设计允许范围以内。采用三级张拉的方式，分别为20%，60%及100%张拉总应力水平，在每次达到相应的张拉应力水平时暂停张拉，通过监测仪器对混凝土梁体挠度进行观测，如正常可进行下一步的张拉工作，如果梁体挠度发生突变，则停止张拉，组织相关人员查找原因，解决后方可进行下一步的工作。

(5)待碳纤维板张拉完成后，拧紧后锚固螺母，拆下千斤顶和反力钢板等。

(6)在碳纤维板安装前，将碳纤维板的粘贴表面擦洗干净，并均匀涂抹与碳纤维板相匹配的碳纤维板胶粘剂。

(7)用千斤顶顶升的方式使用顶升钢板或限位卡板或将碳纤维板紧贴混凝土表面，挤出多余的胶粘剂，遇碳纤维板与混凝土表面仍有较大间隙的地方，用碳板胶粘剂将空隙填满。