探讨植筋技术在桥梁拼接施工中的应用

2012. 1 251 建筑工程 引言 目前,随着我国社会经济的不断发展,比如公路桥梁等大量基础设 施工程得到投入使用, 并且很多工程的施工技术、工艺也得到创新和 发展。桥梁施工是一项野外作业,受各种因素影响较大,因此,在施工过 程中通常会存在一些问题,若这些问题对桥梁整体影响不是很大时,通 常可采用技术处理的措施加以解决。这样不需对整个结构进行报废 处理,同时,节省了资金、争取了时间,有时甚至比原设计的安全系数大 大提高。 1、工程概况 某高速公路扩建工程采用“两侧拼接加宽为主、局部分离加 宽”的方法,将全线主线由原双向4车道扩建为双向8车道,加宽后8车 道整体路基宽42.5m,桥梁宽41.5m。桥梁的拼接模式采用两侧加宽:同 结构、同类型、同跨径、上部构造连接, 下部构造不连的方法予以拼 接。对于上部构造采用板式结构的桥梁, 由于新老结构的拼接需拆除 原桥外侧边板25cm的悬臂,大量凿除工作会造成施工工期过长,影响高 速公路扩建时期的通行能力, 设计中选择了切割原桥外侧边板的悬 臂、采用植筋加固技术将新老结构连接的技术方案。 2、方案的选择 扩建工程中桥梁加宽拼接时,由于原桥梁结构没有预留钢筋,因而 采用植筋加固技术进行处理, 植筋技术就是在以老桥混凝土为基材的梁体 上进行一定深度和直径的钻孔,并运用高强度的化学粘结剂(俗称结构 胶) , 利用其自身粘结的锚固力, 使钢筋与老桥混凝土有效地锚固在一 起,起到预埋件的作用。由于其通过化学粘合固定,不但对基材不会产 生膨胀破坏,而且对结构物还有一定的补强作用,且施工简便迅速、安 全、环保。因此,植筋技术在此工程桥梁(包括小型构造物)拼接加宽施 工中广泛应用。 3、植筋加固技术简介 3.1 植筋加固原理 植筋加固,即在设计部位按设计孔径钻至规定深度后,进行清孔,再注入 植筋加固胶,插入钢筋,使钢筋与混凝土通过植筋加固胶可靠地锚固在一起,其锚 固效果等同于预埋钢筋,从而满足结构传递受力要求的一种施工技术。 

3.2 植筋加固特点 （1）高粘结强度, 在小孔径、浅埋深下, 达到高的负载力; （2 ）基材无应力, 可进行小边距及小间距施工; （3 ）耐高温, 可近距离焊接施工; （4）施工工艺简单,操作简便,固化时间短,可快速承载,节省施工 时间, 安全经济。 4、施工工艺 4.1 工艺流程 准备→成孔→钢筋处理→配胶→注胶→插筋→养生。 4.2 施工方案 4.2.1 准备 （1）拆除老桥面及附属物,按设计图纸切割原桥外侧边板25 cm 的悬臂, 并清理干净。 （2）检查被植筋加固的混凝土面是否完好,用钢筋探测仪测出植筋加固处 混凝土内的钢筋位置, 核对、标记植筋加固部位, 以便钻孔时避让钢筋。 （3 ）按照设计图纸尺寸, 在被植筋加固结构的混凝土面上, 根据拼接 的梁板配筋图, 用墨线弹出植筋加固的实际位置, 做好标识。 4.2.2 成孔 （1）孔径的选定, 见表1所列。 （2）孔的深度应根据设计具体要求确定,植筋加固胶厂商提供的配套 资料作为参考。实际操作,根据孔径和对应深度要求钻孔,经检查满足 要求即可终孔。 （3 ）清理孔洞（除尘、干燥）:钻孔成批量后, 逐个清除孔内灰 尘, 利用压缩空气或用水清孔, 用毛刷刷三遍、吹三遍, 确保孔壁无尘 （如梁、柱、板孔内潮湿, 需用防潮湿结构胶）。 4.2.3 钢筋处理 （1）检查钢筋是否顺直, 对锈蚀的钢筋用钢丝刷除去锈渍, 用乙 醇或丙酮清洗干净, 凉干使用。 （2 ）不同规格、不同长度的钢筋分开存放。 4.2.4 配胶和注胶 该标段选用的是上海索牛B+B化学植筋加固胶。根据植筋加固胶生产厂家 的使用说明、种类要求配置, 注胶要一次完成。首先将植筋加固胶直接放 入胶枪中,将搅拌头旋到胶的头部,扣动胶枪直到胶流出为止,第一次打 出的胶不用,待胶流出成均匀灰色方可使用。注胶时,将搅拌头插进孔 的底部开始注胶,注入孔内约2/3即可。每次扣动胶枪后,停顿5～6 s, 再扣动下一次胶枪。注射下一个孔时,按下胶枪后面的舌头,因为胶枪 为自动加压,避免胶继续流出,造成浪费。更换新的胶时,按下胶枪后面 的舌头, 拉出拉杆, 将胶枪取出。 4.2.5 插筋 插入处理好的钢筋, 此时需要用手将其旋转着缓缓插入孔底, 使 胶与钢筋全面粘结,并防止孔内胶外溢。按照植筋固化时间表的规定 时间（见表2 ）进行操作, 使得植筋胶均匀附着在钢筋的表面及缝隙 中,待插好且固定的钢筋胶养生期结束后再进行钢筋焊接、绑扎及其 它各项工作。插筋、养护期间, 桥上应避免震动的影响。 表2 植筋固化时间表 4.2.6 养生 在室外温度下自然养护,温度低于5℃,应改用耐低温改性结构胶, 养生时间一般在24 h以上。 5、施工注意事项 (1)植筋孔按设计要求布孔定位后,施工单位应配备钢筋探测仪,用 探讨植筋加固技术在桥梁拼接施工中的应用 王 克 中铁二十三局集团第六工程有限公司 重庆 400012 

【摘 要】本文结合某桥梁加宽工程实例,通过对植筋技术的施工流程、技术工艺、操作要求、施工过程中应该注意的事项及植筋技术今后发展方向等方面进行了 阐述,详细分析植筋技术的工艺简单、对原结构破损较小、锚固后结构整体性好等显著特点,可将植筋技术广泛应用于扩建工程新、老桥梁的拼接工程中,以供同行参考。 【关键词】植筋加固技术　桥梁拼接工程　施工应用 表1 植筋加固技术参数表 252 2012. 1 建筑工程 钢筋探测仪测定孔位处有无受力钢筋, 有钢筋时位置适当变更。尽量 避免伤及原有钢筋, 植筋加固应控制对原结构物内钢筋破坏低于15%。植 筋前应检查有无裂缝, 在裂缝处不宜植筋。 (2)施工中会遇到混凝土尺寸不能满足要求的情况(如边距,间距及 厚度),为避免对混凝土工作面产生过大振动,钻孔时应尽量避免使用依 靠凸轮传动原理工作的电锤, 应使用电动、气锤原理工作的冲击钻。 (3)在胶固化期内禁止扰动钢筋。 (4)清孔时不仅要采用吹气筒或气泵等工具,同时也必须采用毛刷 等设备清除附着在孔壁上的灰尘;在雨天施工时,要用较为清洁的水清 洗孔壁, 清洗后孔内积水不用排出, 但要注意, 经长时间浸泡的孔, 要用 电锤钻头扫一下孔壁后再洗孔。 (5)夏季施工气温较高时,混凝土表面温度可能达到60℃～70℃,如 需要获得较长操作时间,可在孔内灌水降温,吹干孔内水分后进行灌胶 植筋加固。尽量避免雨天施工。 6、质量的验收 6.1 外观鉴定 植筋加固后的部位无混凝土破碎、裂缝等现象;植筋加固孔填充饱满,无松 动的空洞和缝隙等现象。 6 . 2 现场抗拔破坏性试验I ( 施工前的试验) 现场先选取不参与受力、非重要位置或将来凿除的混凝土进行 植筋加固,达到强度要求后,进行抗拔试验,检验标准以钢筋达到屈服时不被 拔出, 此时混凝土完好即为合格。然后才可以批量操作。 6 . 3 现场抗拔破坏性试验I I ( 施工前的试验) 对植入的钢筋与混凝土交界面的根部, 用与之相同直径的钢筋采 用帮条焊。然后进行I 的试验, 并要达到相同的要求。 6 . 4 现场抗拔非破坏性试验( 施工后的验收试验) 验收试验采用现场抗拔非破坏性试验:为非破坏性抗拔试验（即 达到钢筋抗拉强度）, 同规格的钢筋每100根随机抽样一组, 每组为3 根,进行试拉,如达到安全拉力钢筋不被除数拉出,说明植筋加固施工质量合 格.具体技术参数见表2所列。

 7、植筋技术的完善与发展 植筋加固技术作为一种较好的结构补强和维修加固技术, 有其独特的 技术特点。在国外,植筋技术的应用范围已很广泛,但在我国仍然是一 种较新的技术,因此,其设计、施工、检测等技术标准还需在实践中进 一步规范和完善。作为一种进入我国时间不长的新型钢筋混凝土结 构加固改造技术,在工程应用过程中也还有很多问题有待解决,需要我 们有关的科研单位和工程技术人员进行更深入的探索和研究。 7 . 1 新型植筋锚固胶的开发应用 锚固胶作为钢筋和水泥材料的粘合剂, 在植筋加固技术中的作用 非常重要。目前国内市场上的植筋加固胶多数是以高性能树脂胶为代表 的有机胶,如JGN系列结构胶和喜利得系列结构胶,其发展比较成熟,使 用时早期的强度较高。但这些有机植筋锚固胶具有与混凝土的弹性 模量相差较大、耐热性能差、易老化、环保性能差等难以克服的缺 点。近年来出现的以混凝土和硅酸盐等无机材料为代表的无机植筋 锚固胶则可以较好克服有机植筋胶的上述缺点, 具有环保、抗老化、 耐高温、耐腐蚀性好等优点, 与旧有混凝土不会在界面处产生薄弱环 节。但目前这些无机胶的总体强度还有待提高, 胶的凝结时间也较有 机胶长,需现场制作导致质量稳定性不够且增加了劳动强度。因此,开 发出更环保、更高效、更稳定的新型锚固植筋胶,并可能成为向其他 领域推广的一个突破口。 7 . 2 锚固新材料的研究及应用 由于植筋是在原有混凝土结构上进行的, 属于二次受力的组合结 构,因此,对植筋粘结锚固材料的要求相当高。现在使用的锚固材料大 部分是金属材料,只有少量的使用尼龙材料,但其承载力较低。在一些 不能使用金属材料,又对承载力有较高要求的部位,植筋加固技术便难有所 为。因此, 开发出一些新型的高强而又有特殊性能如绝缘、防静电的 锚固材料,对拓宽其他领域和进一步推广植筋加固技术,将是非常有益的。 7 . 3 施工中具体技术问题的解决 目前, 在植筋加固施工工艺过程中还存在一些值得进一步摸索解决的 问题。如在存有裂缝的混凝土构件中进行植筋操作, 植筋加固构件的 强度往往会出现问题。产生这一问题的原因是由于裂缝发生在孔壁 和硬化的胶体之间,而树脂胶本身的抗拉强度很高,这就导致与孔壁表 面的粘结区域易发生失效,粘结力减弱,使得钢筋或锚栓在开裂混凝土 中承载力折减相当大。现在虽然已经有一些公司为解决这一问题生 产出了一些产品,但效果尚有限。另外,在植筋的施工过程中,对清孔的 质量要求较高;在冬季施工时还需将胶适当加热;特别是在有水的环境 下,还需要抽干水,因此,施工的难度和强度较大。如何设法进一步减轻 施工难度和强度也应该是一个值得今后研究的课题。 

8、结语 桥梁拼接质量良好,未出现任何质量问题。桥梁拼接实践证明,采 用植筋加固施工工艺,减少了大量的凿除,施工方便、工作效率高,同时锚固 结构的整体性能良好, 从而也增强了新老结构的整体性。随着我国国 民经济的高速发展,原有公路不能满足交通量增长的需要,桥梁加宽拼 接将会越来越多, 相信植筋加固施工工艺将会得到更多更广泛的应用。 参考文献: [ 1 ] 混凝土结构加固技术规范( 中国工程建设标准化协会标准 CECS25:90)[M].中国计划出版社,1990. [2]赵更歧.植筋加固粘结锚固性能的试验研究[D].郑州大学硕士学位 论文,2001. [3]刘来君,赵小星.桥梁加固设计施工技术[M].人民交通出版社, 2004. [4]余常俊.植筋技术在高速公路扩建工程的应用[J].公路,2006(9): 241-244. [5]崔明堂,陆小燕.浅析植筋加固技术在加固改造中的运用与质量控制 [J].山西建筑,2009,35(19):156-157. [6]齐建军,齐永华.植筋加固技术在治理桥面病害中的应用[J].黑龙江交 通科技, 2004,124(16). 振”。（2)对橡胶沥青混凝土的施工方案,其碾压工艺最好选择5台双 钢轮振动压路机,压实操作流程按初压、复压、终压三个阶段,具体情 况:初压选择2台压路机,1次静压,3次振动碾压;复压选择2台压路机,3 次振动碾; 终压选择1台压路机, 2 次静压方式碾压以保证轮迹消除。 （3)防止混合料在碾压过程中受到推挤而出现拥包, 碾压过程需要把 驱动轮朝向摊铺机;碾压方式和流程不能随意变动;压路机起动、中止 应该逐渐减速, 不得出现刹车制动操作。（4)初压需及时跟随摊铺机 实施碾压,复压、终压应则分段进行,并摆设标志来帮助司机辨别。遇 到特殊情况或要求时,碾压过程需要安排专业人员检查,防止出现漏压 也不超压。 2 . 5 施工接缝的施工 (1)纵向缝采用热接缝, 使用2台摊铺机分两幅成梯队联合摊铺方 式的纵向接缝,前后两幅之间错开10～20m的空间,且保证5～10cm左 右的摊铺层重叠,结合设计的接缝处理措施来清理缝迹。对上、下层 之间的纵缝必须维持16cm以上的间隔。 (2)横向缝均使用平接缝,利用3m直尺按照纵向位置,直尺在摊铺段 端部时为悬臂状,在摊铺层、直尺接触的地方选择接缝位置;在摊铺中 要把摊铺层残留的灰浆清理掉, 然后涂刷粘层沥青。碾压过程中结合 钢筒式压路机实施横向压实, 从先铺路面上跨缝开始移向新铺面层。 3、结语 市政道路建设中, 将二阶防水粘结层、橡胶沥青应力吸收层相互 联系之后,除了可以改善层间的粘结作用外,还能对粘结层发挥防水效 果, 以增强防水粘结层的耐久性。橡胶沥青应力吸收层的橡胶沥青和 预拌沥青碎石结构的胶结料用量大, 造成了结构内部的综合能力加 强。沥青路面铺装层使用胶沥青混合料, 除了具备高温稳定性、低温 抗裂性、水稳定性等优点外, 面对下破转弯处时能发挥出“抗滑、抗 剪切、抗车辙”的功能, 维持道路的使用性能, 节约了工程施工的成 本。 （上接第2 5 0 页）

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