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预应力钢丝绳网片在加固混凝土梁中的应用
供稿人:向远辉     发布时间:2019/3/13 14:43:50     阅读人数:1984

预应力钢丝绳网片在加固混凝土梁中的应用

(易购彩票平台省交通运输厅鄂西高速公路管理处  向远辉 430056

摘要:笔者通过对沪渝高速公路某人行天桥因自重导致跨中下挠,跨中裂缝超限,承载力下降,通过采用预应力钢丝绳网片+聚合物砂浆加固技术进行加固,有效降低了跨中下挠,提高了梁体的承载能力进行施工技术总结。

关键词:预应力 钢丝绳 聚合物砂浆 加固

1、概况

沪渝高速公路某互通匝道上一人行天桥,天桥上构为两片长度为25.00m的矩形纵梁,梁底宽55cm,梁高100cm,桥面全宽300cm,桥梁全长25.00m,桥台为重力式桥台。肉眼可见跨中区域明显下挠(见图1),通过详细检测发现跨中附近多达149条裂缝,其中超限裂缝36条,缝宽最宽处达0.30mm(见图2)。梁体裂缝性状主要呈现为梁底横向发展延伸至腹板,为典型的受弯裂缝。                                                                                                                  

                           


                                                                   图1                                                                                                                                                                                       2

2、病害产生原因

天桥纵梁为普通钢筋混凝土梁,设计为人行天桥,不能通行车辆,混凝土结构在自重作用下导致跨中下挠,纵梁底板沿跨中向两侧延伸产生多条裂缝。

3、维修方法

 对裂缝宽度<0.15毫米的裂缝,用封面胶做表面封缝处理;对宽度≥0.15毫米的裂缝或出现渗水、钙化的裂缝,进行压力注胶灌缝处理;对混凝土表面出现的蜂窝、麻面、空洞,采用环氧砂浆修补。对其进行混凝土病害与缺陷的常规处治之后,在纵梁梁底及侧面张拉纵向预应力钢丝绳网片,并设置横向U型预应力钢丝绳网片。通过张拉钢丝绳网片,提高纵梁的抗裂性,增加一定的压应力储备。其中单片纵梁上纵向钢丝绳网片共38根,张拉控制力为8kN;横向钢丝绳网片设置16处,每处24根,张拉控制力为4kN。在预应力钢丝绳网片张拉完成后压抹35mm厚Ⅰ级聚合物砂浆,对钢丝绳网片进行防腐保护。

4、钢丝绳网片+聚合物砂浆技术的优点

1)钢丝绳抗拉性能好。钢丝绳为高强钢丝,可充分利用钢丝绳抗拉强度高、弯曲性能好、分散性好、延性好、表面凹凸利于粘结的特点。

2)聚合物砂浆渗透性好。聚合物砂浆能与原混凝土的毛细管能相互连通,水泥胶体能相互渗透,对界面产生自愈合效应。通过聚合物砂浆的粘结与握裹,从而与原结构有效粘合形成一体达到提高原结构荷载承载能力的目的。

3)对结构形状和外观影响小。钢丝绳网片和聚合物砂浆施工完后只是覆盖在加固构件外表面的一个薄层结构,对结构自重影响小,基本未改变原结构几何尺寸;聚合物砂浆颜色基本与混凝土结构一致,不会形成明显的外观色差。

4)无污染、抗老化。聚合物砂浆既具有高分子材料的粘结性,又具有无机材料耐久性的新型混凝土修补材料,其抗压强度高,固化速度快,粘结性能好,有很好的保水性能和抗裂性,高耐碱性,并耐紫外线。它对钢丝绳网片起到很好的保护作用,不需要像采用粘钢法所需要的定期除锈防护,节省了大笔后期养护费用。

5、预应力钢丝绳网片-聚合物砂浆加固技术

51材料选择

1)钢丝绳网片采用高强度镀锌钢丝绳,采用硫、磷含量均不大于0.03%的优质碳素结构钢制丝,公称直径为3.05mm不锈钢丝绳编织,钢丝绳的结构型式为6×7+IWS金属股芯右交互捻钢丝绳,其特点是高强度、低松弛、高延性;其锌层重量及镀锌质量材料应符合现行国家标准《钢丝镀锌层》GB/T 15393AB级的规定,主要力学性能指标应满足下表要求。

2)聚合物砂浆:选用Ⅰ级聚合物砂浆,其劈裂抗拉强度大于7MPa,抗折强度大于12MPa,抗压强度大于50MPa

3)锚固系统:由锚栓、固定板、固定节组成。锚栓为化学锚栓,固定板通过胶粘剂、锚栓与混凝土构件连接成整体,固定板厚度一般不小于10mm,宽度根据结构物尺寸加工,长度应满足锚栓布设要求。

52施工工艺

1)设置控制点:在梁顶跨中处和四分之一处设置控制点,用水准仪测出原始标高,作好测量记录。

2)混凝土表面处理:对裂缝进行封闭处理;对梁底和梁侧钢丝绳宽度范围内进行凿毛处理,露出新鲜混凝土,表面粗糙度不小于5mm。对梁底和梁侧的转角打磨成直径10mm的圆角,防止角部在张拉钢丝绳时对折断,并破坏转角混凝土。

3)固定板安装:按照设计好的固定板尺寸开槽打孔,用化学锚栓进行锚固。在钻孔时锚栓孔位如与钢筋发生干扰,可适当挪动锚栓孔位,尽量避免锚栓与钢筋发生干扰。

4)钢丝绳下料:根据安装好的固定板位置测量安装后的钢丝绳长度,再根据所需张力计算钢丝绳的伸长量,用净长度减去伸长量即为所需要的钢丝绳下料长度。不同型号、不同长度的钢丝绳实施一定的预张紧力后的伸长量一般有所不同,需根据钢丝绳受张拉时其弹性段拉力数值确定。

5)钢丝绳张拉:①将钢丝绳两端在固定板凹槽用固定结夹紧;②对钢丝绳网片及固定板间距进行测量以保证张紧后的张力;③采用专用的张紧器在拉伸试验机上做拉伸试验,不能发生拉脱现象;④在钢丝绳网片的另一端末逐一张紧钢丝绳,两纵梁上的钢丝绳网片需同步对称张拉;对于单片纵梁,须以单片纵梁横断面中心线对称张拉;⑤张紧后用测力工具检测钢丝绳预紧力,防止出现张紧力不足现象。见3、图4。

                             

                                                                                图3                                                                                                                                                                                           4

6)聚合物砂浆:其施工需要分层、分段施工,每次压抹的厚度应适合施工操作,一般不超过1cm;其分段长度不超过4m,每段间留3~5cm施工缝,待第一次施工的聚合物砂浆完全固化后再填塞施工缝。在压抹前应将混凝土表面浇水少许湿润,待阴干后,刷界面粘结剂一道。界面粘结剂必须上下斜刷,使所有结合面刷满。拌合聚合物砂浆时,用量要根据抹灰面积进度估计,以在半小时内用完为宜。因聚合物砂浆流坠性比较严重,搅拌时必须掌握好粘稠度。压抹砂浆时不得自然垂落。待底层灰指触不粘手时抹面层灰,因材料粘稠,抹灰的面积不宜过大,应随抹随收光。

7)养生:在聚合物砂浆压抹收光后的20分钟即开始对施工面进行刷水养护,最少7天以上实行湿润养护,养护期间防止加固部位受到硬性冲击及加大荷载变形。在冬季施工还应有可靠的保温措施,施工温度低于5度时不宜抹聚合物砂浆。

8)控制测量:整个加固完成后对设置的控制点进行再次测量,跟加固前进行数据对比分析,评价加固效果。

5.3质量验收

1)钢丝绳抗拉强度应满足《混凝土结构加固设计规范》(GB 50367-2006)的要求。

2)钢丝绳网片、砂浆、锚栓、胶结剂等有出厂合格证书、检测报告、进场后的复检报告。

3)检查施工过程记录,如测量记录、钢丝绳力学性能检验报告、锚头试验检验报告、张拉力记录、砂浆厚度检查记录、空鼓检验记录。

4)在施工过程中对锚固系统部件进行外观检查;对裂缝处理情况进行检查和验收;对混凝土表面凿毛情况进行检查和验收;对锚孔的直径、位置及深度进行检查;对张拉过程进行检查;对聚合物砂浆压抹过程进行检查。

6、结论

1)挠度减小。经测量加固前跨中最大挠度11.7cm,加固后为9.7cm,加固后跨中回弹达2cm,说明加固效果明显桥梁的刚度有所提高,桥梁承载力明显提高。

2)远期效果好。应用钢丝绳网片+聚合物砂浆外加层进行钢筋混凝土梁板的加固,既实现了主动加固的理念,又降低了加固成本,避免了体外预应力防腐的问题,加固远期效果好。

3)施工工期短,施工便利。该人行天桥自开工至聚合物砂浆压抹完毕,只用时一周。对桥下匝道正常通行车辆未造成影响。

鄂公网安备 42011302000488号