论文导读：本文介绍了袁家岗立交桥加固施工工艺，该桥通过设计方案采用较少的维修经费成功处理了桥梁底板上的纵多裂缝，使旧桥继续发挥它的使用功能。
关键词：桥梁工程，箱梁加固，施工工艺
随着我国经济实力的不断增长，公路桥梁负荷不断增加，相当一部分早期修建的桥梁因施工、老化、破损、设计荷载标准偏低等原因，通行能力和承载能力不能满足日益增长的交通要求，影响到通行的安全性，为保证桥梁的正常使用，须对桥梁进行加固处理，外贴碳纤维加固法[1]是近年来广泛应用于公路旧桥加固的一种新兴加固方法，该方法施工简单、施工速度快、可在旧桥不停止使用的条件下进行加固和修复、构件截面尺寸变化小、不影响净空使用、经济性好，而且可以提高被加固桥梁的抗弯、抗剪能力，限制裂缝的发展。
1、工程概况
袁家岗立交桥于1988年竣工通车，立交桥桥跨布置为18. 87+3*20+16米，上部结构为普通钢筋混凝土连队续空心板，板高1.0M，桥面宽为11.4M，梁底宽7.2M，横向布置为0.5M的防撞护栏和10.4M的车行道，下部结构为柱式桥墩，两侧重力式桥台，投入使用以来，桥梁的空心板梁腹板、梁底以及翼缘均有裂缝，特别是梁底裂缝众多，贯穿整个梁底，严重影响了桥梁的运营，为保证整个桥梁能够满足相应的承载力,对立交桥的梁底作了维修加固处理。
2.病害分析
梁底产生裂缝原因仅从施工技术作些分析[3],梁桥施工时整体现浇，结构上是连续的。混凝土具有热胀冷缩性质，当外部环境或结构内部温度发生变化，混凝土将发生变形，若变形遭到约束，则将在结构内产生应力，当应力超过混凝土抗拉强度时即产生温度裂缝。因此，混凝土浇筑不当最容易引起收缩裂缝；另水泥的收缩性较高，导致混凝土收缩变大。施工质量控制差，施工和管理水平低，集料含水量没有很好的控制，结果造成混凝土强度不足和其他性能（和易性、密实度）下降，导致结构开裂。另在施工中，对已成型绑扎上层钢筋，使承受负弯矩的受力筋保护层加厚，导致构件的有效高度减小，形成与受力钢筋垂直方向的裂缝。使用的混凝土塌落度过低，浇筑过快，容易产生收缩裂缝。已形成裂缝处是结构的薄弱断面，通车以后裂缝自然会沿已有裂缝向两端延伸和扩展。
3．处理技术要求
此桥加固按设计要求用碳纤维每跨中12M范围内纵横向粘贴双向碳纤维，粘贴采用的是含量300G/M2，设计厚度为0.167MM碳纤维卷材，按间距50CM粘贴一道，同时横桥向也按一定间距粘贴2道，以防止纵向碳纤维布滑脱，施工前须对砼基层作好清洁，并根据诊断的病害进行表面裂缝处理如环氧胶泥封缝或用树脂胶对裂缝进行灌注，对底层裂缝处理完成后，即可对底层涂敷树脂，待底胶固化后，并对表面毛刺进行了打磨，基础工作处理完成后，即可进行碳纤维粘贴工作，施工完成后作好了养护工作；碳纤维在施工过程中，采用了碗扣和钢管相结合的操作平台，确保在对梁底进行碳纤维施工过程中保证了梁底的施工有一个安全的操作面。论文检测。
3．1 碳纤维布(CFRP)加固机理
碳纤维布加固公路旧桥法一般是用树脂类粘结材料将碳纤维布(CFRP)粘贴于混凝土表面，按梁的不同受力特点用粘结材料将碳纤维布有序地缠绕粘结于构件表面，实现对桥梁变形的约束并因此提高桥梁的极限强度和承载能力。
3．2碳纤维布(CFRP)加固设计计算要点
采用碳纤维布(CFRP)加固旧桥，目前常用的计算方法是将碳纤维布按照一定的标准(例如强度或允许应力法)近似换算成一定用量的钢筋，然后按照传统的钢筋混凝土受力分析模型进行理论分析[3]。虽然是近似计算方法，但理论分析结果与实验数据吻合的很好，因此在一般情况下是适用的。
4．碳纤维布(CFRP)加固施工工艺
加固施工工艺流程为：基层处理——碳纤维布裁剪——涂底胶——在碳纤维布上涂胶——粘贴碳纤维布——挤压——涂罩面胶——养护
裂缝处理的目的在于防止裂缝内的钢筋继续锈蚀，阻止桥面水渗漏，美化外观。论文检测。碳纤维布要求有强度高、延性好、耐久性及施工简单且韧性好等特点，材料的采购进场随货附带有产品出厂合格证和出厂检验报告，材料满足本工程加固工程的品质要求，并将碳纤维布及粘胶检验合格后投入使用。同时根据施工现场地形情况，采用了碗扣及钢管搭设操作平台，并在施工中注意了平台的稳固性和安全性。另在施工前认真阅读了施工设计图纸，在需粘贴碳纤维布的混凝土表面放线标出粘贴碳纤维布的位置并进行了标注，对碳纤维布加固施工需要使用的机具主要有砂轮机、搅拌器、称量器、刮刀、滚筒、油刷均落实到位。用手提砂轮机将混凝土表面劣化层（风化层、污物、脱模剂层、浮浆浮块）除去，并打磨至粗骨料出现为止。打磨完后采用了高压气枪将粉尘及松动物质清除，并保证了表面干燥，平整无灰尘，加固施工范围对有裂缝现象处，根据裂缝宽度进行裂缝封闭或灌胶处理。断面面层上有剥落、孔隙、蜂窝或模板高差的部位均进行了打磨或磨平，再用找平树脂进行了修复。配制找平树脂：本工程采用了E380找平树脂分主剂和硬化剂，按1：1质量比例充分混合，调成灰色油灰状，可用灰刀刮抹在不平整的混凝土表面，以消除所有缝隙和不平整之处。施工中，严禁混凝土面结露或接触到水，同时，避免阴雨天气施工。湿气太大将导致树脂与水气产生作用而干扰胶化过程。
底层树脂E810LS分主剂和硬化剂，按5：2质量比例充分混合。底层树脂用量为0.2㎏/㎡，一次搅拌量为在可操作时间内的使用量，超过可操作时间的材料均不再使用。在有效操作时间内，用滚动型毛刷将底层树脂均匀涂布在粘胶面上，使每一个部位均涂有底胶，待指触干燥后，进入下一步工序。论文检测。施工时，将碳纤维布按设计尺寸预先裁好，纤维布在纵向搭接完成后，搭接长度控制在15㎝以上。浸渍树脂E2500S分为主剂和硬化剂，按2：1配制，配制时由专人负责，一人称量，一人搅拌至树脂变为白色为止。标准用量为0.8㎏/㎡，每次配制的量均在可使用时间内用完。在整段碳纤维布完全贴合到混凝土表面之后，再用脱泡滚筒反复碾压，以充分含浸树脂和除去纤维之间的空气。对于在施工中出现碳纤维布表面呈现很明显的扭曲、起皱或隆起现象，均将该纤维布揭起重铺。碳纤维布浸透刮平后，涂了一层浸渍树脂，用橡胶刮板、脱泡滚筒重复了以上操作，使碳纤维布含浸完全。如果发现有浸渍胶未浸透的部分，加强了碾压。
5．结论
该桥历经一个月加固处理并经验收通过使用至今，通行一直良好，经跟踪观察未发现新的病害，裂缝也未继续扩展。承载能力仍然能达原标准，说明此种加固方法是有效的；此种施工加固方法施工期限较短，工程费用较少，节省了工程经费，获得了较好的经济效益和社会效益。可以将此方法应用到同类的普通钢筋砼梁桥加固上。外贴碳纤维加固技术用于修补混凝土桥梁的梁板无疑是一个效果非常好的措施，并对目前桥梁加固处理提供了成功的安例。
【参考文献】
[1] 四川省建筑科学研究院.混凝土结构加固技术规范〔M〕中国计划出版社.2005
[2] 建设部.公路桥涵施工技术规范〔M〕.人民交通出版社.2000
[3] 交通部公路规划设计院.公路桥梁设计规范〔M〕.人民交通出版社.1989.
|
