桥梁加固施工质量控制

来源 :城市建设理论研究 | 被引量 : 0次 | 上传用户:Johnson_Gu
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  摘要:在对旧桥进行加固施工的过程中,粘结加固方法以其优良的性能和加固效果在国内外得到了广泛的应用,其中粘贴碳纤维布、粘贴钢板、植筋与封闭裂缝这四种工艺手段最为常用,而想要确保工程质量,过到预期的加固效果,就必须给予质量控制工作以足够的重视,并采取针对性的措施最大程度的避免各类质量问题的发生。本文在对桥梁加固工程进行简要介绍的基础上,以这四种施工方式为例,对如何做好质量控制工作进行了讨论。
  关键词:桥梁;粘结加固;质量控制
  1 引言
  对于旧桥的加固施工有很多种施工技术与手段,但是使用频率最高、应用最为广泛的方法就是粘结加固方法,粘结加固法以粘贴碳纤维布、粘贴钢板与封闭裂缝这四种方法使用最多。粘结加固法能够在提高旧桥承载能力的同时,使整体结构的耐久性得到提升。不过这三种加固措施都属于特殊工艺,如果在施工过程中,管理人员没有理解粘结加固方法的原理,做好施工质量控制工作,那么施工结果就会与设计目标之间出现较大程度的误差,进而影响加固质量。因此,在桥梁的加固施工过程中,质量控制工作无疑是一个非常重要的环节。下面就以这四种加固措施为例,对如何做好桥梁加固施工的质量控制进行分析与讨论。
  2、粘结机理和加固的目的
  用粘结剂把两个或多个构件粘结起来,形成一个能够传递荷载的整体构件,这种通过粘结剂的粘结力使构件表面连接的方法叫做“粘结”。粘结过程是一个复杂的物理变化过程,也是一个化学反应过程,粘结力的产生,不仅取决于粘结剂的性能,被粘结构件表面的构造与状态,而且与粘结过程中和温度,湿度和工艺条件等密切相关。
  粘结加固的目的是使粘結构件的强度与被告粘结的物体的强度尽可能达到时同一量级,共同受力,从而提高结构的承载力。
  3粘贴碳纤维布的施工质量控制措施
  3.1 对于混凝土基底的处理方法
  在施工质量,工作人员需要对混凝土基底进行相应的处理,具体包括以下几个方面:
  (1)对表面的破损部位进行清理,直至密实层;外露的钢筋应进行除锈处理,同时使用环氧胶泥进行修补;用裂缝修补胶对构件的裂缝进行处理。
  (2)采用盘式打磨机、喷砂等方法将混凝土表面的污垢及碳化进行处理,将其处理成平坦、规整、无松动、脆弱碎块及污物的表面,对梁角粘贴部位存在的各种棱角进行打磨,圆角直径应≥25mm。
  (3)用清水将各类梁体污垢清理干净,油污类污物可用中性洗涤剂脱脂,切忌使用化学试剂进行清理,以免造成腐蚀
  (4)完成清理任务后,粘巾碳纤维前的混凝土表面必须充分干燥。
  3.2 底胶的刷涂
  (1),由于底胶能够浸入混凝土,增强混凝土的表面的强度,底胶涂布的目的在于加强混凝土与纤维布或修补胶之间的粘结性。
  (2)底胶涂布施工时要注意控制混凝土表面的干燥程度,施工环境温度不低于5℃,湿度不大于85%,混凝土表面含量水量在10%以下。
  (3)底胶的配制应按照生产厂家提供的配比标准进行,同时合理控制调制量,以免因剩余涂料过多、闲置时间过长而导致材料的不必要浪费。底胶涂敷一般为1~2遍,均匀涂抹于混凝土表面,以指触确认干燥后,再进行下一道工序的施工。
  3.3 找平作业
  (1)找平材料应根据工程所使用的工艺以及生产厂家的要求进行合理选择。
  (2)混凝土表面存在的各类凹陷应及时使用找平材料进行填充,并以不存在任何菱角作为施工原则。
  (3)在对转角位置进行处理时,应使用找平材料将其修整为圆弧状,圆弧半径以≥25mm为宜。
  (4)待找平材料处于指触干燥的状态时,应立即进行下一道工序的施工。
  3.4 碳纤维布的粘贴
  (1)粘贴前必须确定碳纤维布的受力方向,使纤维粘贴方向与受力方向一致。碳纤维布的剪裁应按照施工的进度规划进行,将裁好的碳纤维布卷滚在半径≥80mm圆滚上,切忌将材料弯折。
  (2)浸渍树脂应根据施工工艺和厂家要求合理配制,充分搅匀后,将其均匀的涂抹于需要粘贴纤维布的部位的混凝土表面,涂胶量以浸透纤维布为标准,胶不宜过多。
  (3)将碳纤维布轻压于需要粘贴的位置,随后使用滚筒沿着顺纤维方向进行滚压,以便在促进浸渍树脂进入碳纤维布的同时,将其内部的气泡及多余的胶挤出,操作以碳纤维丝有浸渍树脂渗出作为结束标准。
  (4)、采用多层碳纤维布加固时,在前一层纤维布表面指触干燥后,立即涂浸渍胶粘贴后一层纤维,最后一层纤维粘贴施工结束后,在其表面均匀涂抹一层浸渍胶作为面层防护。
  (5)操作结束后,使用塑料薄膜对碳纤维布进行覆盖养护24h,避免雨水、砂、灰尘等外界因素对树脂的固化造成不良影响。待最外层的浸渍树脂充分固化后,进行装饰层材料的刷涂。
  3.5 质量检测
  对于粘贴碳纤维布施工的质量检测措施主要包括目测、金属锤测试以及拉拔测试三种方式,其中,金属锤测试需要在施工结束后的第三天进行。施工的空孔率应不超过5%,拉拔强度应>2.5MPa,如果存在不合格的现象,可通过注射树脂的方式进行补强,若修复后还是无法通过测试,则应进行重新施工。
  4 粘贴钢板的施工质量控制措施
  4.1 钢板的前期处理
  在正式施工前,钢板必须要进行除锈处理,并对钢板粘贴面进行糙化处理。使用打磨机对钢板粘贴面进行打磨,以纹路为横向、出现金属光泽、无各类缺陷为结束标准。打磨结束后,使用丙酮将钢板的粘贴面清理干净,随后使用电钻在设计位置进行钻孔,成孔边缘的毛刺应注意磨圆。
  4.2 梁体表面的前期处理
  (1)混凝土构件如有裂缝等缺陷,必须先对缺陷进行修补处理。
  (2)使用较大功率的砂轮机对混凝土粘贴面要进行打磨糙化外理,磨掉约为2~3mm,使新面露出新鲜混凝土和石仔。打磨糙化后,用电动钢丝刷清除混凝土尘粒,然后用高压空气吹除其表面附着的微小颗粒,再用清洗剂洗去油污,造成一个平整、坚实、粗糙且干净的混凝土粘结表面。
  4.3 植锚栓
  (1)在钻孔前应探明钢筋的位置,并作好标记,当钻孔与钢筋位置有冲突时,适当调整孔位,并按调整的孔位安装钢板。
  (2)采用与锚栓直径配套的钻头进行钻孔,孔径和孔深与螺栓的要求相适应。钻孔完成后,先用硬毛刷清孔,再用高压空气清除孔内粉屑,清孔的次数不少于三次,必要时可用丙酮擦拭干净。清孔后的锚孔要干净、保持干燥,不得有油污。
  (3)注射式化学锚栓安装时,先用注射管插入孔底,将胶粘剂由孔底往外均匀注入至孔深的三分之二,再将螺栓植入至锚固深度,螺栓植入时以孔口有胶溢出作为目测检验注胶合格的标志。
  (4)、玻璃管式化学锚栓安装时,先将玻璃管插入孔底,再用电锤以低速将螺杆植入至锚固深度,目测有少量胶粘剂外溢为合格。
  (5)化学锚栓在固化时间内严禁扰动,以免影响其固化粘结性能。
  4.4 钢板的安装和锚固
  根据我国现行的法律规范,钢板厚度若<5mm时,可采用直接粘贴的方法。若钢板的厚度>5mm,则多采用压力注胶粘结。两种方法的加固原理是基本相同的,都是用结构胶将钢板粘贴在混凝土表面,构成联合工作体,达到补强加固的目的。
  (1)粘贴钢板施工时应迁择干燥环境下进行,雨天及空气湿度大于85%时不得施工。
  (2)直接粘贴法施工时将调配好的结构胶均匀涂抹于混凝土及钢板二者的粘接面。刷涂时注意以两边薄、中间厚作为涂抹原则,以便在进行粘结操作的时候,能够在最大程度上挤出气泡。
  (3)将钢板平稳对准螺栓孔并迅速拧紧螺帽进行加压,钢板加压的顺序由中间向两边对称进行,使结构胶填充饱满,并把多余的胶挤出来,使钢板和混凝土粘结牢固。
  (4)、梁体纵向钢板粘贴完成后,再粘贴端部钢板箍,增加钢板的锚固力。
  (5)、压力注胶粘结法是先采用封边胶将钢板周围封闭,留出排气孔,在钢板低端粘贴注浆嘴,将结构胶用高压灌注到混凝土与钢板之间达到粘结目的。
  4.5 钢板表面的防护涂装
  钢板的粘贴操作结束后,即可进行表面的防护涂装。首先,使用机械打磨的方式对钢板表面的锈迹进行清理,以底材呈现出明亮的金属光泽作为结束标准。随后,均匀涂抹一层环氧封閉底漆,并在此基础上,依次涂抹一层丙烯酸聚氨酯和两层丙烯酸聚氨酯作为外墙的中间漆和面漆。
  4.6 质量检测
  在采用粘贴钢板作为施工手段时,务必要保证钢板与梁体之间粘结的牢固程度。在粘结胶完全固化后,质检人员应使用钢筋或小铁锤对钢板表面进行敲打,以确定其内部是否存在空洞。若有效粘结面积不足总面积的95%,就应返工进行重新粘贴。
  5 裂缝封闭的施工质量控制措施
  5.1 宽度不足0.15mm裂缝修补的质量控制
  首先是裂缝表面的前期处理。工作人员应使用角磨机沿着裂缝的走向,对宽度约5cm范围内的混凝土进行打磨,直至露出新面为止。同时,根据裂缝的实际情况和方面下一步施工的原则沿着裂缝打磨出一道V型槽。在使用压缩空气将浮灰和细小颗粒吹飞后,用酒精对裂缝两侧3cm范围进行擦洗。
  其次是裂缝的封闭处理。工作人员应用毛刷在之前设置的V型槽位置均匀刷涂厚度1~2mm的环氧树脂浆液,整个过程中应避免波纹和气孔的出现。操作结束后,使用刮刀将事先调配好的树脂封胶填入V型槽当中,压实并抹平。
  最后是外观处理,主要工作就是对已经完全固化的树脂风比较进行找平和磨圆。
  5.2 宽度超过0.15mm裂缝修补的质量控制
  宽度超过0.15mm的裂缝可采用“壁可”的方式进行压降处理,具体步骤如下:
  首先是裂缝表面的前期处理。工作人员应使用角磨机沿着裂缝的走向对5cm范围内的混凝土表面进行打磨,直至新面完全露出。随后,使用压缩空气将浮灰和松散层清理干净,并使用酒精对裂缝两侧5cm范围进行擦拭。
  其次是裂缝的封闭处理。使用密封胶刮涂裂缝周围5cm范围的混凝土表面,涂抹的厚度应超过1.5mm。在操作过程中,应避免气泡或小孔的产生,在保障平整度的同时应尽量做到一次完成,避免出现反复涂抹的情况。
  最后是封口处理。灌浆器应在注胶完成后立即卸下,同时将堵头旋紧。待裂缝修补胶完全固化后,将堵头和底座卸掉。如果施工需要,还应对密封胶的表面进行打磨处理,以便使基层恢复原状。
  5.3 质量检测
  (1)封缝材料在完全固化后,表面应平整、均匀,不得存在脱落或裂缝现象。
  (2)修补胶的注入结束7d后,质检人员可采用取芯法对施工质量进行检验。对于芯样的质量检验可通过劈裂抗拉强度测定来完成,若满足以下两点要求之一,则为检测合格:一是沿着裂缝方向施加劈力后,应产生内聚破坏。二是虽然在界面上出现破坏,但是面积≤破坏总面积的15%。
  6 结语
  就现阶段的实际情况来看,市面上加固材料种类繁多、质量各异,因此在选择施工材料时,不应仅将注意力放在材料的售价上,对于材料的综合性能也应给予足够的重视。在施工过程中,除了要按照国家的有关标准及要求合理规范施工程序外,还要做好施工准备阶段的技术交底、施工组织设计及工艺流程的编写,针对各种常见的质量隐患采取针对性的解决措施,以便为工程质量提供最大程度的保障。
  
  参考文献: [1]林静.浅谈桥梁加固工程的质量监理[J].城市道桥与防洪,2011,(7):241-242. [2]黄锡钢.对桥梁加固工程施工的探析[J].轻工设计,2011,(1):93-93. [3]丁玉洁、张锐.桥梁加固工程监理工作的方法和措施[J].科技信息,2011,(1):344-344,349.
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