哈同公路螞蟻河2號(hào)橋主梁加固方案

1、哈同公路螞蟻河2號(hào)橋主梁加固方案（SRAP工藝示范工程之一）哈爾濱工業(yè)大學(xué) 張樹仁，陳維生，楊圣超黑龍江哈同公路管理公司 王福生，張興韓國(guó)M&S公司一、工程概況及病害分析哈同公路螞蟻河2號(hào)橋位于黑龍江省哈同公路K396+100K423+633.98處。原橋由黑龍江省公路勘察設(shè)計(jì)院設(shè)計(jì)，上部結(jié)構(gòu)為跨徑25m的預(yù)應(yīng)力混凝土小箱梁簡(jiǎn)支梁橋，下部結(jié)構(gòu)為鉆孔灌注樁基礎(chǔ)，雙柱式墩臺(tái)。橋面寬度為凈10+2×1.0m，設(shè)計(jì)荷載為汽超20，掛120。橋梁橫斷面由7片預(yù)應(yīng)力混凝土小箱梁組成，箱梁的高度為1100mm。 （橋梁全景圖一） （橋梁全景圖二）該橋于1996年10月竣工，建成通車7年多來

2、，使用情況基本良好，一直未發(fā)現(xiàn)重大病害。2003年冬突然發(fā)現(xiàn)北岸第4孔內(nèi)側(cè)邊梁底板和腹板出現(xiàn)多條縱向裂縫。2004年春發(fā)現(xiàn)縱向裂縫進(jìn)一步擴(kuò)展，最大裂縫寬度達(dá)10mm以上，縱向裂縫主要分布在跨徑內(nèi)1520m范圍。春季開化后，有大量水份從裂縫處滲出。據(jù)公路管理部門哈同公司介紹，2003年哈同公路加寬，在修建另一幅橋梁時(shí)，需將原橋內(nèi)側(cè)的人行道塊件拆除。由于施工方法不當(dāng)，在拆除人行道塊件時(shí)，將箱梁頂板鑿漏，當(dāng)時(shí)正值雨季，箱梁內(nèi)積水沒能及時(shí)排除，冬季結(jié)冰凍脹，是造成箱梁底板和腹板出現(xiàn)縱向裂縫的根本原因。 （橋梁底面破損情況） （橋梁側(cè)面破損情況）螞蟻河2號(hào)橋箱梁底板和腹板的縱向裂縫是人為造成的“硬傷”，

3、其主要危害是箱梁縱向斷裂，減弱了梁的整體工作性能；水份的侵入將引起鋼筋銹蝕，嚴(yán)重影響結(jié)構(gòu)的耐久性，危及橋梁安全，必須盡早進(jìn)行加固補(bǔ)強(qiáng)處理。二、采用SRAP工藝加固補(bǔ)強(qiáng)的可行性螞蟻河2號(hào)橋按汽超20，掛120荷載標(biāo)準(zhǔn)設(shè)計(jì)，箱內(nèi)配置足夠數(shù)量的預(yù)應(yīng)力鋼筋和普通鋼筋。單就正截面抗彎承載力而言是完全可以滿足汽超20，掛120的承載要求。箱梁底板和腹板出現(xiàn)的縱向裂縫的主要危害是梁體混凝土部分?jǐn)嗔眩瑴p弱了梁的整體工作性能。調(diào)查發(fā)現(xiàn)，箱梁腹板上的縱向裂縫主要分布在跨徑內(nèi)1020m的長(zhǎng)度范圍內(nèi)，尚未延伸到梁端預(yù)應(yīng)力錨固區(qū)。從結(jié)構(gòu)受力上分析，只要錨固預(yù)應(yīng)力鋼筋的梁端錨固區(qū)沒有破壞，與梁體混凝土仍連一體，預(yù)加力就可

4、以作用于梁體混凝土?？鐝絻?nèi)出現(xiàn)的縱向裂縫對(duì)梁的正截面抗彎承載力影響不大。但是縱向裂縫的存在將改變剪應(yīng)力的分布情況，使梁端部分的剪應(yīng)力加大。基于上述分析，從技術(shù)角度看，該梁尚有加固利用的價(jià)值。韓國(guó)MS公司的專利技術(shù)SRAP加固工藝是采用鍍鋅軟鋼絲束對(duì)混凝土梁體施加預(yù)應(yīng)力，采用多功能復(fù)合Ap樹脂砂漿，對(duì)混凝土結(jié)構(gòu)進(jìn)行修補(bǔ)和加固補(bǔ)強(qiáng)的綜合技術(shù)。采用SRAP工藝對(duì)螞蟻河2號(hào)橋的邊梁進(jìn)行修補(bǔ)和加固補(bǔ)強(qiáng)是可行的。加固補(bǔ)強(qiáng)的基本思路是：采用Ap樹脂砂漿封堵裂縫；在腹板外側(cè)粘貼鋼板，提高梁的抗剪承載能力，恢復(fù)梁的整體工作性能；在梁底布設(shè)鍍鋅軟鋼絲束，對(duì)梁體施加預(yù)應(yīng)力，提高梁的正截面抗彎承載能力；在梁底和腹板外

5、側(cè)噴注Ap樹脂砂漿，保護(hù)預(yù)應(yīng)力鋼筋和鋼板免于銹蝕，可以提高結(jié)構(gòu)的耐久性。三、加固設(shè)計(jì)要點(diǎn)（1）采用Ap底漆和Ap樹脂砂漿封堵裂縫；（2）在箱梁腹板外側(cè)粘貼豎向鋼板條（850×60×5mm），間距為200mm，然后，噴注30mm厚的Ap樹脂砂漿補(bǔ)強(qiáng)層，提高梁的抗剪承載力，恢復(fù)梁的整體工作性能；（3）在箱梁底部布置SR加固材料鍍鋅軟鋼絲（直徑4.8，間距50mm），對(duì)梁體施加預(yù)應(yīng)力，張拉控制應(yīng)力Mpa。預(yù)應(yīng)力筋張拉后，噴注30mm厚的Ap樹脂砂漿保護(hù)層。（4）在Ap樹脂砂漿表面噴涂Ap陶瓷保護(hù)漆，提高混凝土的耐久性。四、施工要點(diǎn)及注意事項(xiàng)1混凝土表面清洗及裂縫處理（1）對(duì)要進(jìn)行

6、修補(bǔ)的混凝土表面進(jìn)行清洗，去除油污雜物；（2）破損部分混凝土應(yīng)鑿除； （研磨，打鑿后的梁的側(cè)面）（3）對(duì)外露鋼筋進(jìn)行除銹處理；（4）對(duì)寬度較大的貫通裂縫表面應(yīng)鑿成三角形缺口，然后在箱梁頂板開槽，派操作人員進(jìn)入箱內(nèi)，采用AP樹脂砂漿封堵裂縫。 (進(jìn)入箱內(nèi)封堵裂縫)2梁底預(yù)應(yīng)力鋼筋（鍍鋅軟鋼絲束）的安裝、錨固與張拉（1）根據(jù)設(shè)計(jì)尺寸，剪斷鍍鋅軟鋼絲；（2）按設(shè)計(jì)位置鉆孔，采用膨脹螺栓固定支承角鋼； （安裝錨固預(yù)應(yīng)力鋼束的支承角鋼） 預(yù)應(yīng)力鋼束布置（3）將組裝完成的預(yù)應(yīng)力鋼絲束用螺帽固定，采用刻度扳手施加預(yù)應(yīng)力，張拉控制應(yīng)力應(yīng)達(dá)到設(shè)計(jì)值。預(yù)應(yīng)力筋的張拉順序應(yīng)對(duì)稱進(jìn)行。3腹板側(cè)面豎向鋼板的安裝及粘貼（

7、1）根據(jù)設(shè)計(jì)尺寸剪裁鋼板（或扁鋼），鋼板的兩端設(shè)置10的螺栓孔。螺栓孔的具體位置應(yīng)視梁內(nèi)鋼筋布置情況而定。上端螺栓孔可預(yù)先鉆好，下端螺栓孔應(yīng)在固定鋼板用的膨脹螺栓錨孔鉆好后再鉆。鋼板下端螺栓孔的位置，應(yīng)根據(jù)實(shí)際錨孔位置確定。 （安裝錨固豎向鋼板上端螺栓）（2）有油污的鋼板應(yīng)采用丙酮清洗，浮銹應(yīng)清除；（3）按設(shè)計(jì)位置在混凝土腹板外側(cè)鉆孔，錨固膨脹螺栓。鉆孔若碰到鋼筋時(shí)，孔位可上、下適當(dāng)移動(dòng)調(diào)整；（4）將鉆好螺栓孔的鋼板套在膨脹螺栓上，在鋼板兩端臨時(shí)塞墊5mm厚墊塊（短扁鋼頭），擰緊螺帽，將鋼板臨時(shí)固定，并使其與梁體混凝土之間保持有5mm左右的空隙。 （側(cè)面豎向鋼板的布置）4采用噴槍噴涂AP底漆底漆應(yīng)噴涂均勻，不能留有死角，特別是鋼板下面及裂縫處不能漏噴。5噴注AP樹脂砂漿腹板側(cè)面的AP樹脂砂漿應(yīng)分二次噴注。第一次噴注厚度控制在10mm左右，噴注要均勻，鋼板下砂漿應(yīng)飽滿密實(shí)。撤去鋼板下臨時(shí)墊塊，擰緊螺帽，對(duì)鋼板加壓，使其與混凝土梁體連為一體，然后再噴注第二層AP樹脂砂漿。二次噴注的間隔時(shí)間不得超過30分鐘。梁底30mm厚的AP樹脂砂漿，可一次噴注完成。AP樹脂砂漿噴注完成后，應(yīng)用抹子抹平。6噴涂AP陶瓷保護(hù)漆。 采用噴槍在AP樹脂砂