CN104153302B - 混凝土桥面梁的加固方法 - Google Patents

Abstract

本发明涉及一种混凝土桥面梁的加固方法，包括步骤：沿着桥面的纵向方向，在桥面梁两侧的桥面板上间隔设置通孔，在桥面梁的底部间隔设置向上延伸的螺杆孔；清洗桥面梁及附近的杂物；处理桥面梁上的裂缝和受损部位；在桥面梁的整个表面以及位于桥面梁两侧1米范围内的桥面板的下底面上均匀涂抹防水粘结胶；安装开口钢箱梁，并通过设置在开口钢箱梁的第一竖向侧壁和第二竖向侧壁上的浇筑孔向开口钢箱梁中浇筑自密实混凝土；常温养护45天。采用本发明的混凝土桥面梁的加固方法，不仅能够保证新老材料之间的良好结合，而且还能极大地避免桥面梁表面裂缝或破损部位的产生。

Description

混凝土桥面梁的加固方法

技术领域

本发明涉及一种混凝土桥面梁的加固方法，属于建筑安全加固的技术领域。

背景技术

混凝土桥面梁在使用过程中，常常会因为受到外力冲撞或结构自身在周围环境中的变形而产生裂缝、破损等。冲撞严重时，甚至有可能会对混凝土桥面梁造成大面积的破损而使钢筋外露。如果不及时修补，钢筋会进一步锈蚀，进而影响到结构的安全性。另一方面，随着时代的发展，一些年久失修的桥面梁不仅面临如何修复裂缝和损伤的问题，更重要是如何能够保持甚至增大其承载能力。这就需要对现有混凝土桥面梁进行修复和加固处理。

现有技术中对混凝土桥面梁的修复一般采用修复胶或者修复水泥砂浆直接封堵破损部位。如此简单的施工不仅不能保证新老材料之间的紧密接合，而且修复材料不久也会再次产生裂缝或者被撞坏。另一方面，现有技术中对混凝土桥面梁的加固一般采用增大截面法，即通过在桥面梁的周围浇筑混凝土来增大桥面梁的截面，从而提高其承载力。但是通过浇筑混凝土来增大截面并不能很好地避免裂缝和破损的再次发生。这是因为，经此处理的结构外表面仍然是混凝土结构，其还可能再次开裂和破损。

因此，现有技术中需要一种效果更好的混凝土桥面梁的加固方法。

发明内容

本发明采用的混凝土桥面梁的加固方法，不仅能够保证新老材料之间的良好结合，而且还能极大地避免桥面梁表面裂缝或破损部位的产生。

根据本发明的混凝土桥面梁的加固方法，包括以下步骤：

(1)沿着桥面的纵向方向，在桥面梁两侧的桥面板上间隔设置通孔，用于使紧固锚栓穿过；在桥面梁的底部间隔设置向上延伸的螺杆孔，用于锚固膨胀螺杆；

(2)利用冲洗压力为20-30Mpa的高压水枪冲洗桥面梁以及位于桥面梁两侧1米范围内的桥面板的下底面上的杂物，待冲洗干净后晾晒24小时，使其表面完全干燥；

(3)对于宽度小于0.2mm的裂缝采用注射防水粘结胶进行封闭处理，待防水粘结胶充满裂缝并从中溢出时停止注射；防水粘结胶由石油沥青、环氧树脂、聚丙烯酸酯乳液、碳化硅、硅烷偶联剂按照质量比为1∶3.1-3.2∶0.2-0.25∶0.3-0.4∶0.1-0.12混合制成，制备方法为：首先将环氧树脂、聚丙烯酸酯乳液混合并加热到110±2℃，然后倒入熔融石油沥青并加入碳化硅、硅烷偶联剂后搅拌均匀形成；

对于宽度大于0.2mm的裂缝，利用切割刀具沿裂缝切开形成1cm宽的凹槽，凹槽的深度等于裂缝的最大深度；凹槽切割完成后，利用40-50Mpa的高压气枪将凹槽内的杂物全部清除；然后，在凹槽内涂刷界面剂，界面剂由羧基丁苯乳液、水泥、细砂和硅微粉按照质量比为1∶0.3-0.4∶0.2-0.25∶0.2-0.22混合均匀而成；

对于破损部位，首先利用70-80Mpa的高压气枪冲击破损部位，以去除其周边已经出现松动的混凝土结构，将裸露的钢筋打磨干净并涂刷富锌防锈底漆；待底漆干燥以后，在破损部位涂刷上述界面剂；

(4)在桥面梁的整个表面以及位于桥面梁两侧1米范围内的桥面板的下底面上均匀涂抹所述防水粘结胶；

(5)安装开口钢箱梁；

其中，开口钢箱梁包括第一水平翼缘、第一竖向侧壁、底板、第二竖向侧壁和第二水平翼缘，其中在第一水平翼缘和第二水平翼缘上开设有供所述紧固锚栓穿过的第一孔，在底板上开设有供所述膨胀螺杆穿过的第二孔；在第一竖向侧壁和第二竖向侧壁上设有多排间隔设置的第一T型加劲肋，相邻排的第一T型加劲肋交错设置，在第一竖向侧壁和第二竖向侧壁上还间隔设有浇筑孔；底板上设有两排沿纵向连续设置的第二T型加劲肋；

安装时，首先用紧固锚栓将开口钢箱梁的第一水平翼缘和第二水平翼缘紧固在桥面板上，在紧固锚栓的顶端和桥面板的上表面之间设有橡胶垫，在第一水平翼缘和桥面板的下表面以及第二水平翼缘和桥面板的下表面之间设有透水弹性垫；然后，将膨胀螺杆穿过开口钢箱梁的底板上开设的第二孔锚固在所述螺杆孔中，在膨胀螺杆的底端和开口钢箱梁的底板之间也设有透水弹性垫；

(6)通过设置在所述开口钢箱梁的第一竖向侧壁和第二竖向侧壁上的所述浇筑孔向开口钢箱梁中浇筑自密实混凝土；

所述自密实混凝土由水泥、粉煤灰、页岩陶粒、细砂、硅粉、硫铝酸钙膨胀剂、减水剂和水按照质量比为1∶0.3-0.35∶0.2-0.22∶0.15-0.17∶0.08-0.10∶0.05-0.06∶0.05-0.06∶0.28-0.35混合均匀形成；其中，所述减水剂是由富马酸、甲基丙烯酸、过硫酸铵、乙酰胺、氢氧化钠按照质量比为1∶0.5-0.7∶0.01-0.15∶0.2-0.26∶0.1-0.3混合制成；

(7)常温养护45天。

优选地，防水粘结胶由石油沥青、环氧树脂、聚丙烯酸酯乳液、碳化硅、硅烷偶联剂按照质量比为1∶3.1∶0.23∶0.36∶0.12混合制成。

优选地，界面剂由羧基丁苯乳液、水泥、细砂和硅微粉按照质量比为1∶0.3∶0.2∶0.22混合均匀而成。

优选地，自密实混凝土由水泥、粉煤灰、页岩陶粒、细砂、硅粉、硫铝酸钙膨胀剂、减水剂和水按照质量比为1∶0.32∶0.2∶0.17∶0.10∶0.056∶0.06∶0.3混合均匀形成。

优选地，减水剂是由富马酸、甲基丙烯酸、过硫酸铵、乙酰胺、氢氧化钠按照质量比为1∶0.54∶0.09∶0.25∶0.16混合制成。

优选地，开口钢箱梁的壁厚为3-6mm，其内浇筑的混凝土厚度为15-40mm。

采用本发明的混凝土桥面梁的加固方法，其加固效果显著，在建筑安全加固领域具有广阔的应用前景。

附图说明

图1显示了受损的混凝土桥面梁的常见情形。

图2显示了使用本发明的加固方法加固后的混凝土桥面梁的截面示意图。

图3显示了第一竖向侧壁和第二竖向侧壁的内部的侧视图。

图4显示了底板的内部的俯视图。

具体实施方式

为使本发明的目的、技术方案和优点更加清楚明白，下文中将结合示意性附图对本发明的实施例进行详细说明。需要说明的是，在不冲突的情况下，本申请中的实施例及实施例中的特征可以相互任意组合。

如图1所示，其中显示了受损的混凝土桥面梁1的常见情形。在长期使用过程中，混凝土桥面梁1可能在表面形成有凹坑状且可能露出钢筋的破损部位4、宽度小于0.2mm的裂缝2以及宽度大于0.2mm的裂缝3。为了保证桥面梁的承载力要求和桥梁的足够安全，需要先对桥面梁上的这些受损部位进行修复，然后对桥面梁进行加固。在本发明中，首先对桥面梁上的裂缝和破损部位进行处理，然后通过在桥面梁周围外包开口钢箱梁并在其内部浇筑混凝土的方式对桥面梁进行加固。开口钢箱梁的壁厚和其内浇筑的混凝土厚度根据工程实际需要进行设置，例如，开口钢箱梁的壁厚可以为3-6mm，其内浇筑的混凝土厚度可以为15-40mm。

下面将结合附图详细说明根据本发明的混凝土桥面梁的加固方法。

一、作业前的准备

沿着桥面的纵向方向，在桥面梁1两侧的桥面板13上间隔设置通孔，用于使紧固锚栓5穿过；在桥面梁1的底部间隔设置向上延伸的螺杆孔，用于锚固膨胀螺杆8。

利用冲洗压力为20-30Mpa的高压水枪冲洗桥面梁1以及位于桥面梁两侧1米范围内的桥面板13的下底面上的杂物，待冲洗干净后晾晒24小时，使其表面完全干燥。

二、裂缝和破损部位的处理

对于宽度小于0.2mm的裂缝2，由于其裂缝宽度处于钢筋混凝土结构的最大裂缝宽度限值范围以内，因此不需要进行复杂的处理。在本发明中，对于宽度小于0.2mm的裂缝2采用注射防水粘结胶进行封闭处理，待防水粘结胶充满裂缝并从中溢出时停止注射。本发明采用的防水粘结胶由石油沥青、环氧树脂、聚丙烯酸酯乳液、碳化硅、硅烷偶联剂按照质量比为1∶3.1-3.2∶0.2-0.25∶0.3-0.4∶0.1-0.12混合制成。制备方法为：首先将环氧树脂、聚丙烯酸酯乳液混合并加热到110±2℃，然后倒入熔融石油沥青并加入碳化硅、硅烷偶联剂后搅拌均匀形成。优选地，防水粘结胶由石油沥青、环氧树脂、聚丙烯酸酯乳液、碳化硅、硅烷偶联剂按照质量比为1∶3.1∶0.23∶0.36∶0.12混合制成。

对于宽度大于0.2mm的裂缝3，利用切割刀具沿裂缝切开形成1cm宽的凹槽，凹槽的深度等于裂缝的最大深度。凹槽切割完成后，利用40-50Mpa的高压气枪将凹槽内的杂物全部清除。然后，在凹槽内涂刷界面剂，该界面剂由羧基丁苯乳液、水泥、细砂和硅微粉按照质量比为1∶0.3-0.4∶0.2-0.25∶0.2-0.22混合均匀而成。优选地，该界面剂由羧基丁苯乳液、水泥、细砂和硅微粉按照质量比为1∶0.3∶0.2∶0.22混合均匀而成。

对于破损部位4，首先利用70-80Mpa的高压气枪冲击破损部位，以去除其周边已经出现松动的混凝土结构。对于已经露出钢筋的破损部位，还要将裸露的钢筋打磨干净以去除锈迹，然后在打磨干净的钢筋表面涂刷富锌防锈底漆。待底漆干燥以后，如同处理宽度大于0.2mm的裂缝3一样，在破损部位涂刷如上所述的界面剂。

在桥面梁1的整个表面以及位于桥面梁两侧1米范围内的桥面板13的下底面上均匀涂抹如上所述的防水粘结胶。防水粘结胶的厚度控制在2mm左右为宜。

三、开口钢箱梁的安装

如图2所示，本发明采用的开口钢箱梁10包括第一水平翼缘、第一竖向侧壁、底板、第二竖向侧壁和第二水平翼缘，其中在第一水平翼缘和第二水平翼缘上开设有供紧固锚栓5穿过的第一孔，在底板上开设有供膨胀螺杆8穿过的第二孔11。参见图3，其中显示了第一竖向侧壁和第二竖向侧壁的内部的侧视图。如图2和3所示，在第一竖向侧壁和第二竖向侧壁上设有多排间隔设置的第一T型加劲肋91，相邻排的第一T型加劲肋91交错设置。另外，在第一竖向侧壁和第二竖向侧壁上还间隔设有浇筑孔12。参见图4，其中显示了底板的俯视图。如图4所示，底板上设有两排沿开口钢箱梁的纵向连续设置的第二T型加劲肋92，还开设有用于使膨胀螺杆8穿过的第二孔11。

安装时，首先用紧固锚栓5将开口钢箱梁的第一水平翼缘和第二水平翼缘紧固在桥面板13上，在紧固锚栓的顶端和桥面板的上表面之间设有橡胶垫6，在第一水平翼缘和桥面板的下表面以及第二水平翼缘和桥面板的下表面之间设有透水弹性垫7。然后，将膨胀螺杆8穿过开口钢箱梁的底板上开设的第二孔11锚固在螺杆孔中，在膨胀螺杆8的底端和开口钢箱梁的底板之间也设有透水弹性垫7。

四、浇筑自密实混凝土

通过设置在开口钢箱梁的第一竖向侧壁和第二竖向侧壁上的浇筑孔12向开口钢箱梁中浇筑自密实混凝土，选用自密实混凝土的原因在于浇筑到开口钢箱梁内部的混凝土不易搅拌。考虑到开口钢箱梁内部设置的T型加劲肋，应选用流动性好的混凝土；又考虑到浇筑到开口钢箱梁内的自密实混凝土中的水分不易被干燥，需要在混凝土中添加高效减水剂以尽量减少用水。如上所述，开口钢箱梁上开设的孔洞处均选用透水弹性垫7作为缓冲，以利于混凝土的硬化。浇筑完成后，将浇筑孔12封住。

本发明采用的自密实混凝土由水泥、粉煤灰、页岩陶粒、细砂、硅粉、硫铝酸钙膨胀剂、减水剂和水按照质量比为1∶0.3-0.35∶0.2-0.22∶0.15-0.17∶0.08-0.10∶0.05-0.06∶0.05-0.06∶0.28-0.35混合均匀形成。优选地，本发明采用的自密实混凝土由水泥、粉煤灰、页岩陶粒、细砂、硅粉、硫铝酸钙膨胀剂、减水剂和水按照质量比为1∶0.32∶0.2∶0.17∶0.10∶0.056∶0.06∶0.3混合均匀形成。优选地，本发明采用的减水剂是由富马酸、甲基丙烯酸、过硫酸铵、乙酰胺、氢氧化钠按照质量比为1∶0.5-0.7∶0.01-0.15∶0.2-0.26∶0.1-0.3混合制成的高效减水剂。更优选地，本发明采用的减水剂是由富马酸、甲基丙烯酸、过硫酸铵、乙酰胺、氢氧化钠按照质量比为1∶0.54∶0.09∶0.25∶0.16混合制成。

五、养护

在常温下养护45天，即可投入使用。

采用根据本发明的混凝土桥面梁的加固方法，不仅能够修复混凝土桥面梁在使用过程中出现的裂缝和破损部位，而且通过涂刷在桥面梁周围的防水粘结胶，能够实现新老混凝土之间紧密的结合，同时依靠包设在外围的开口钢箱梁能够极大地提高混凝土桥面梁的承载能力，实现了维修和加固混凝土桥面梁的目的。

虽然本发明所揭露的实施方式如上，但所述的内容只是为了便于理解本发明而采用的实施方式，并非用以限定本发明。任何本发明所属技术领域内的技术人员，在不脱离本发明所揭露的精神和范围的前提下，可以在实施的形式上及细节上作任何的修改与变化，但本发明的专利保护范围，仍须以所附的权利要求书所界定的范围为准。

Claims (6)

1.一种混凝土桥面梁的加固方法，其特征在于，包括以下步骤：

(1)沿着桥面的纵向方向，在桥面梁两侧的桥面板上间隔设置通孔，用于使紧固锚栓穿过；在桥面梁的底部间隔设置向上延伸的螺杆孔，用于锚固膨胀螺杆；

(2)利用冲洗压力为20-30Mpa的高压水枪冲洗桥面梁以及位于桥面梁两侧1米范围内的桥面板的下底面上的杂物，待冲洗干净后晾晒24小时，使其表面完全干燥；

(3)对于宽度小于0.2mm的裂缝采用注射防水粘结胶进行封闭处理，待防水粘结胶充满裂缝并从中溢出时停止注射；所述防水粘结胶由石油沥青、环氧树脂、聚丙烯酸酯乳液、碳化硅、硅烷偶联剂按照质量比为1∶3.1-3.2∶0.2-0.25∶0.3-0.4∶0.1-0.12混合制成，制备方法为：首先将环氧树脂、聚丙烯酸酯乳液混合并加热到110±2℃，然后倒入熔融石油沥青并加入碳化硅、硅烷偶联剂后搅拌均匀形成；

对于宽度大于0.2mm的裂缝，利用切割刀具沿裂缝切开形成1cm宽的凹槽，凹槽的深度等于裂缝的最大深度；凹槽切割完成后，利用40-50Mpa的高压气枪将凹槽内的杂物全部清除；然后，在凹槽内涂刷界面剂，所述界面剂由羧基丁苯乳液、水泥、细砂和硅微粉按照质量比为1∶0.3-0.4∶0.2-0.25∶0.2-0.22混合均匀而成；

对于破损部位，首先利用70-80Mpa的高压气枪冲击破损部位，以去除其周边已经出现松动的混凝土结构，将裸露的钢筋打磨干净并涂刷富锌防锈底漆；待底漆干燥以后，在破损部位涂刷所述界面剂；

(4)在桥面梁的整个表面以及位于桥面梁两侧1米范围内的桥面板的下底面上均匀涂抹所述防水粘结胶；

(5)安装开口钢箱梁；

其中，所述开口钢箱梁包括第一水平翼缘、第一竖向侧壁、底板、第二竖向侧壁和第二水平翼缘，其中在第一水平翼缘和第二水平翼缘上开设有供所述紧固锚栓穿过的第一孔，在底板上开设有供所述膨胀螺杆穿过的第二孔；在第一竖向侧壁和第二竖向侧壁上设有多排间隔设置的第一T型加劲肋，相邻排的第一T型加劲肋交错设置，在第一竖向侧壁和第二竖向侧壁上还间隔设有浇筑孔；底板上设有两排沿纵向连续设置的第二T型加劲肋；

安装时，首先用紧固锚栓将开口钢箱梁的第一水平翼缘和第二水平翼缘紧固在桥面板上，在紧固锚栓的顶端和桥面板的上表面之间设有橡胶垫，在第一水平翼缘和桥面板的下表面以及第二水平翼缘和桥面板的下表面之间设有透水弹性垫；然后，将膨胀螺杆穿过开口钢箱梁的底板上开设的第二孔锚固在所述螺杆孔中，在膨胀螺杆的底端和开口钢箱梁的底板之间也设有透水弹性垫；

(6)通过设置在所述开口钢箱梁的第一竖向侧壁和第二竖向侧壁上的所述浇筑孔向开口钢箱梁中浇筑自密实混凝土；

所述自密实混凝土由水泥、粉煤灰、页岩陶粒、细砂、硅粉、硫铝酸钙膨胀剂、减水剂和水按照质量比为1∶0.3-0.35∶0.2-0.22∶0.15-0.17∶0.08-0.10∶0.05-0.06∶0.05-0.06∶0.28-0.35混合均匀形成；其中，所述减水剂是由富马酸、甲基丙烯酸、过硫酸铵、乙酰胺、氢氧化钠按照质量比为1∶0.5-0.7∶0.01-0.15∶0.2-0.26∶0.1-0.3混合制成；

(7)常温养护45天。

2.根据权利要求1所述的混凝土桥面梁的加固方法，其特征在于，所述防水粘结胶由石油沥青、环氧树脂、聚丙烯酸酯乳液、碳化硅、硅烷偶联剂按照质量比为1∶3.1∶0.23∶0.36∶0.12混合制成。

3.根据权利要求1或2所述的混凝土桥面梁的加固方法，其特征在于，所述界面剂由羧基丁苯乳液、水泥、细砂和硅微粉按照质量比为1∶0.3∶0.2∶0.22混合均匀而成。

4.根据权利要求1或2所述的混凝土桥面梁的加固方法，其特征在于，所述自密实混凝土由水泥、粉煤灰、页岩陶粒、细砂、硅粉、硫铝酸钙膨胀剂、减水剂和水按照质量比为1∶0.32∶0.2∶0.17∶0.10∶0.056∶0.06∶0.3混合均匀形成。

5.根据权利要求1或2所述的混凝土桥面梁的加固方法，其特征在于，所述减水剂是由富马酸、甲基丙烯酸、过硫酸铵、乙酰胺、氢氧化钠按照质量比为1∶0.54∶0.09∶0.25∶0.16混合制成。

6.根据权利要求1或2所述的混凝土桥面梁的加固方法，其特征在于，所述开口钢箱梁的壁厚为3-6mm，其内浇筑的混凝土厚度为15-40mm。