馬中民
摘要:結(jié)合遼寧省濱海公路花園口碧流河特大橋防腐處治情況,闡述了玻纖套筒(夾克)法處理濱海相橋梁的設(shè)計方法、施工過程、處理效果及優(yōu)缺點。
關(guān)鍵詞:橋梁防腐;玻纖套筒(夾克)法;設(shè)計;施工
1 工程概況
濱海公路碧流河特大橋位于碧流河入??冢?009年建成,橋梁全長1086米,交角90度,上部結(jié)構(gòu)為36×30米預(yù)應(yīng)力混凝土先簡支后連續(xù)T梁,下部為肋板臺、雙柱式墩,樁基礎(chǔ)。設(shè)計荷載為公路I級。
在橋梁定期檢查中,發(fā)現(xiàn)樁基及墩柱破損,混凝土局部剝落及鋼筋外露、銹蝕等病害。
2 病因分析
碧流河特大橋地處碧流河入??冢芎K暗h(huán)沖刷及凍融侵蝕,墩柱在潮差區(qū)范圍內(nèi)的混凝土剝蝕較為嚴(yán)重,根據(jù)文獻(xiàn)《去冰鹽對混凝土剝蝕的物理機(jī)理》中的分析,在鹽度達(dá)到4%時對混凝土的剝蝕尤為嚴(yán)重,碧流河特大橋位于黃海,黃海的鹽度大約在3.5%左右,因而鹽凍是碧流河特大橋混凝土剝蝕的主要原因,再加上,混凝土剝落后,鋼筋受海水影響,進(jìn)一步產(chǎn)生電化學(xué)鋼筋銹蝕,使鋼筋體積增大,根據(jù)文獻(xiàn)《受腐蝕鋼筋混凝土結(jié)構(gòu)性能的研究》中的分析,銹蝕鋼筋的體積甚至達(dá)到原來鋼筋體積數(shù)倍,反過來又加速了混凝土的剝蝕。
3 方案設(shè)計
(1)方案選擇
根據(jù)上述病因分析,解決混凝土剝蝕及鋼筋銹蝕最有效的方法是將混凝土、鋼筋與海水進(jìn)行隔離,目前常用的方法為涂層法、圬工體外包等方法。涂層法雖然施工較為簡單,造價也相對低廉,但耐久性不好,無法水下施工;圬工體外包法,雖然耐久性較好,但其造價較高,需要搭設(shè)圍堰及排水,尤其對跨海橋梁,施工較為復(fù)雜。綜上原因,本次碧流河特大橋的防腐處理采用了國外及國內(nèi)港工工程有成功經(jīng)驗的辛普森FX-70玻纖套筒(夾克)法處治方案。
(2)工程設(shè)計
由于該工程墩柱截面損失率均未超過25%,故采用FX-70套筒與結(jié)構(gòu)空隙間隔為13mm,用FX-70-6灌漿料填充間隙。
(3)材料要求
①玻纖套筒
玻纖套筒是由玻璃纖維和聚合物樹脂材料加工而成,其參數(shù)見下表
②FX-70-6多用途氫酯環(huán)氧灌漿料
FX-70-6多用途氫酯環(huán)氧灌漿料是一種對濕度不敏感的100%固形物環(huán)氧灌漿料。它的配方經(jīng)過特殊設(shè)計,可在水下固化,具有極佳的流動性、高強(qiáng)度和低吸收性。可以泵送或灌注到混凝土玻纖套筒和當(dāng)前結(jié)構(gòu)之間形成的空穴中,不需要排水。
4 防腐施工
(1)表面處理
加固前應(yīng)先清除混凝土表面,水面以上,用高壓水槍沖洗干凈,水面以下部分,宜先由潛水員清理混凝土表面附著物;混凝土表面松散、破損應(yīng)鑿除。
結(jié)構(gòu)表面處理后,靜置一段時間,由潛水員利用水下攝像機(jī)對清理效果進(jìn)行攝像拍照,確認(rèn)處理效果達(dá)到要求后,方可進(jìn)行下道工序。
(2)玻纖套筒安裝
對結(jié)構(gòu)表面處理經(jīng)監(jiān)理確認(rèn)符合要求后,進(jìn)行玻纖套筒安裝工作。
玻纖套筒現(xiàn)場確定尺寸后由廠家預(yù)制生產(chǎn),運(yùn)到現(xiàn)場后檢查尺寸,驗收合格后方可使用,加固時先在套筒的鎖扣槽內(nèi)注入FX-763低模量氫酯環(huán)氧膠。
將緊固帶綁扎在所需維修區(qū)域上方的墩柱上,用纜繩將玻纖套筒定位后,撐開玻纖套筒,包裹墩柱,玻纖套筒與墩柱的間距由嵌入在玻纖套筒上的限位器進(jìn)行控制。精確定位后用緊固帶臨時固定好玻璃纖維套筒,再用基礎(chǔ)自攻螺釘錨固套筒接縫處。
(3)底部密封條安裝
在底部25mm處,使用可壓縮密封條進(jìn)行封底,墩柱與玻纖套筒之間不得有空隙,然后用封底膠對玻纖套筒底部和墩柱之間進(jìn)行密封。
(4)環(huán)氧灌漿料灌注
第一次灌注環(huán)氧灌漿料采用高位漏斗重力灌漿法,灌注環(huán)氧灌漿料15cm后封底暫停,等固化后繼續(xù)灌注環(huán)氧灌漿料。為了不使玻纖套筒炸開,每次灌注高度宜控制在2.5-3米,待硬化后再進(jìn)行灌注,直至距玻纖套筒頂部5cm時,停止灌注灌漿料。
(5)封倒角
待玻纖套筒內(nèi)灌漿料距套筒頂部5cm時,停止灌注,最后用FX-763低模量氫酯環(huán)氧膠將玻纖套筒與立柱間做成斜坡。等全部施工完成后方可拆除緊固帶。
5 質(zhì)量檢測
(1)主要材料驗收標(biāo)準(zhǔn)
主要材料的各項技術(shù)要求應(yīng)符合國家現(xiàn)行標(biāo)準(zhǔn)和設(shè)計要求。
①玻纖套筒
玻纖套筒材料進(jìn)場后應(yīng)按照GB/T1447-2005及GB 50728-2011技術(shù)標(biāo)準(zhǔn)對其拉伸強(qiáng)度、彎曲強(qiáng)度、吸水率等進(jìn)行復(fù)驗,符合要求后方可使用,不符合要求時,堅決退場?,F(xiàn)場施工完畢后應(yīng)按照GB50550及GB50728等進(jìn)行正拉粘結(jié)強(qiáng)度檢測,不符合要求時,應(yīng)重新返工。
②FX-70-6多用途氫酯環(huán)氧灌漿料
FX-70-6多用途氫酯環(huán)氧灌漿材料進(jìn)場后應(yīng)按照GB/T2567-2008、JGJ/T70-2009等對其拉伸強(qiáng)度、彎曲強(qiáng)度、抗壓強(qiáng)度等進(jìn)行復(fù)驗,不符合要求時,堅決退場。現(xiàn)場施工完畢后應(yīng)按照GB50550及GB50728等進(jìn)行正拉粘結(jié)強(qiáng)度檢測,不符合要求時,應(yīng)重新返工。
(2) 現(xiàn)場實測項目
玻纖套筒(夾克)法防腐處治實測項目(詳見表3)
6 結(jié)語
構(gòu)件腐蝕是橋梁破壞的主要形式之一,海水環(huán)境加速了構(gòu)件腐蝕破壞速度,地降低了橋梁的使用壽命。玻纖套筒(夾克)法處治混凝土及鋼結(jié)構(gòu)腐蝕在國外及我國水工方面已有使用,克服了水中圬工體外包法造價高昂、涂層法無法水下施工的缺點。
參考文獻(xiàn):
[1]吳勝興.受腐蝕鋼筋混凝土結(jié)構(gòu)性能的研究[J].工程力學(xué),2002.
[2]住房和城鄉(xiāng)建設(shè)部.GB 50728-2011工程結(jié)構(gòu)加固材料安全性鑒定技術(shù)規(guī)范.中國建筑出版社,2011.
(作者單位:大連市公路管理處)