拱橋主拱圈施工工藝研究論文
1工程概況
洞口縣迴瀾橋建于1975年,為三孔凈跨36m空腹式石砌雙肋單波雙曲拱橋,橋長138m,寬8m,高10.5m,橋下水位較深。由于近年交通量猛增以及超重、超載車輛頻繁行駛,造成橋臺附近從拱腳起第一個腹拱出現了明顯下沉及拱圈開裂,主拱圈多處由于航船的撞擊出現了混凝土剝落及露筋現象,經專家現場檢測,同意對此橋進行加固改造。主拱圈的加固改造方案為:在主拱圈兩拱肋下緣增加15cm厚鋼筋混凝土加勁肋,其余露筋處采用ZV型混凝土修補膠與普通水泥及中砂配制成聚合物修補砂漿進行修補。
2主拱圈加固的施工工藝
2.1搭建施工平臺
先用準16mm的綱絞繩從腹拱圈穿過,兩端系在一根準18cm、長比橋寬要長的原木兩端,原木處于水平狀態,在拱頂處可從橋面上垂吊鋼鉸繩系在原木上(如有欄桿、人行道須先拆除一小段,以便鋼鉸繩穿過),使鋼鉸繩與原木圍成的圖形在拱腳處呈等腰梯形,在拱頂處呈矩形;再用原木縱向架在水平原木上,并固定好;最后在縱向原木上鋪設架板。
2.2主拱圈清理、修補
2.2.1清理破損混凝土
先用高壓水槍反復沖射混凝土破壞部位和裸露生銹的鋼筋。待混凝土結構面上無明顯水跡且保持濕潤時,用裝上鋼刷的手磨機在需與新混凝土接觸的面刷一片,起到清除浮渣、打毛,以利于新老混凝土粘結咬合;如發現有裸露生銹的鋼筋需進行除銹,并涂上丙酮。
2.2.2PG-GF膠裂縫修補
(1)查清裂縫的性質以及裂縫的長度、寬度、走向、貫穿及漏水的情況;用角磨機等工具清除混凝土裂縫表面的灰塵、浮渣等污物,刷去浮塵;(2)在裂縫的交匯處、裂縫較寬及裂縫端部設置灌膠嘴,一般灌膠嘴間距為30~50cm,在一條裂縫上必須設置有注膠、排氣或出膠口。應特別注意防止堵塞灌膠嘴;(3)在一條裂縫上的灌膠應由下至上,由一端到另一端,嚴禁無序注膠,注膠應采取低壓慢注,壓力在0.2MPa。當最后一個注膠口流出膠且出膠速率保持穩定后,再保持壓注3min左右即可停止灌膠;(4)封縫質量的'好壞直接影響灌膠效果與質量,應特別予以重視,注意防止封縫不嚴密,影響注膠質量;PG-GF裂縫修復結構膠應在5℃以上的環境中固化。
2.3PG-H植筋
(1)依據設計施工圖,結合現場的實際情況,準確無誤地放出植筋孔洞位置,若基材上存在受力鋼筋,鉆孔位置可適當調整;(2)根據標出的孔洞位置,用電鉆進行鉆孔(一般情況下,鉆孔孔徑比植入筋大2mm),直至設計深度。鉆孔不得破壞原有混凝土構件的結構;(3)先用硬毛刷清除孔壁的灰塵,用空壓機將孔洞內灰塵吹干凈,然后用棉紗醮丙酮或工業酒精清洗孔壁,直至干凈;(4)將植入混凝土內鋼筋打磨除銹,并用棉紗醮丙酮或工業酒精洗干凈;(5)將PG-H植筋錨固結構膠按推薦配膠比例倒入干凈容器內,以電動工具將其完全調勻,注意翻看容器底部與邊角處的顏色,確保配好的膠體色澤一致。調配膠的量應根據現場情況而定,一次不宜多配(PG-H植筋膠的固化時間為30min左右),將調好的錨固膠盡快注入孔底。保證孔內不含空氣;(6)轉動鋼筋緩緩植入孔洞內,使其達至設計深度要求,上下提動,排出氣泡,以孔內膠液稍有溢出為宜。
2.4布筋
首先將兩根N1鋼筋綁扎或焊接在植筋的彎鉤上;其次分別將3組N1、N2鋼筋粗略地綁在植筋的內側和外側;然后將N3箍筋套住8根鋼筋,并綁扎在植筋上;最后按鋼筋布置圖將所有鋼筋綁扎好。
2.5安裝模板
底模采用厚2mm、寬40cm(設計寬度)、長38.38m(拱圈弧長)的鐵板,并預先在鐵板是鉆好綁扎鐵絲穿過的孔,用8號鐵絲從底模孔中穿過,控制好鋼筋保護層,掛在植筋上(如圖1)。邊模采用0.5m一段的組合模板,澆筑一段安裝一段,以利于混凝土振搗。
2.6澆注混凝土
由兩側拱腳同時對稱地向拱頂澆注。在拱頂時,可先裝好里面邊模,外面邊模張開一點便于灌注混凝土,待混凝土初凝后,鑿除多余部分至拱圈平面,用聚合物修補砂漿壓實抹平。值得注意的是:由于加勁肋中鋼筋布置較密,粗集料不能過細,澆筑時不能確保無空隙,加之新混凝土在凝固時會收縮,必然會引起新舊混凝土脫結,出現裂縫。因此在拌制混凝土時有必要添加GMA無收縮自流密實混凝土外加劑。
2.7拆模、修飾、養生
常溫下一星期后就可拆模,拆模后露在拱圈外的鐵絲用氧焊吹掉,與拱圈面成凹型,再用聚合物修補砂漿壓實抹平即圖1底模安裝圖可。繼續養生至混凝土養護期,整個拱圈加固工作就完成了。
3施工工藝的評價
3.1工藝簡單
如搭建施工平臺,既不象制作掛藍那樣需要設計、做圖,制作也復雜,實際施工起來上下移動更不方便;也不象滿堂架那樣,需要圍堰(在迴瀾橋加固改造工程中根本行不通,水位太深)、地錨埋設、立架,非常煩瑣;僅僅是在拱圈下做幾個秋千而已。再如清理破損混凝土,用高速水流沖射,省去了敲敲打打的苦力活,沒有振動噪音和灰塵,就象小孩子玩水槍一樣輕輕松松、簡簡單單。
3.2造價低
在主拱圈兩拱肋下緣增加加勁肋的拱圈加固方法,要想降低工程造價,關鍵在于施工平臺方案的選擇。本文中的施工平臺在制作中三孔只需人工20多個工日,木材23m3,并且木材的回收再利用率高,大大降低了工程造價。
3.3工期短
整個施工工藝完全可以采用流水作業,從搭建平臺、植筋、清理修補、布筋、裝模到澆注,三孔六根加勁肋只需三個星期就可完成。
3.4質量好
①植筋采用JN-Z植筋錨固膠。這種膠強度高,粘接力強,實驗屈股強度達到335N/mm2,完全可以保證工程質量。②底模采用整塊鐵模。a.有利于混凝土的流動、振搗,確保松模后,混凝土表面無空隙,并且光滑漂亮;b.由于鐵模具有一定的撓度,確保完工后的拱圈無皺折,線型美觀。③在混凝土中添加GMA無收縮自流密實混凝土外加劑。外加劑的加入:a.可保證混凝土能自流密實成型;b.可保證與舊拱圈粘結牢固無裂縫。
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