浅谈路桥施工中桥梁植筋施工技术的分析

来源:用户上传      作者:

　　摘要: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, 本文笔者结合工程实例对桥梁植筋技术的施工过程的工艺进行了探讨及提出了一些施工经验，相信植筋施工工艺将会得到更多更广泛的应用。
　　关键词: 路桥施工，施工技术,植筋技术
　　某桥梁的拼接模式采用同结构、同类型、同跨径的梁片两边加宽, 上部构造连接, 下部构造不连的方法予以拼接。标段内桥梁的拼接采用下部分离, 上部连接的方案, 将老桥梁板的翼缘切除后, 在切割位置植入钢筋, 与新桥梁板预留钢筋焊接, 浇筑混凝土,将新老桥连接。新植入钢筋的粘接性能将是拓宽桥梁的受力、安全的关键因素。
　　1 植筋技术简介
　　1.1 植筋原理
　　植筋, 即在设计部位按设计孔径钻至规定深度后, 进行清孔, 再注入植筋胶, 插入钢筋, 使钢筋与混凝土通过植筋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。
　　1.2 植筋特点
　　(1) 高粘结强度, 以小孔径、浅埋深, 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。
　　2 植筋材料的选择
　　2.1 钢筋的选择
　　选择符合《钢筋混凝土用热轧带肋钢筋》(GB1499 -1998) 要求的热轧带肋钢筋, 钢筋的规格主要有Φ12,Φ16, Φ18, Φ20, Φ22, Φ25。
　　2.2 植筋胶
　　2.2.1 植筋胶的技术要求
　　(1) 植筋胶必须保证插入钢筋具有耐高温可焊性, 即在被锚固钢筋根部焊接, 植筋胶不能因焊接而失效或降低性能;
　　(2) 植筋(胶) 应保证其相应的耐久性, 产品实践在工程中应用年限不少于15年, 模拟老化试验寿命不少于50年;
　　(3) 植筋(胶) 应保证其相应的抗震性、抗疲劳性,符合交通行业动荷载疲劳测试加载形式的疲劳测试报告,不少于200万次;
　　(4) 植筋(胶) 应满足在潮湿环境下可以施工而不降低技术性能的要求;
　　(5) 植筋(胶) 应保证在- 5～40℃室外温度环境可施工, 结构表面在- 15 ℃～60 ℃的温度情况下均能正常使用, 强度不降低;
　　(6) 植筋胶固化后抗压强度> 80NPmm2 , 固化后粘结强度> 18NPmm2 , 收缩率< 0.02% , 耐温性能- 30 ℃～60℃, 耐湿性能> 90%;
　　(7) 植筋胶材料厂商所要求的施工工艺技术参数、指标与施工工艺本身相符;
　　(8) 对于施工采用的植筋胶, 在全面施工之前, 做植筋锚固强度试验, 以抗拔力为主要试验控制参数, 在满足按设计所要求相应孔深的前提下, 钢筋达到屈服强度而不被拔出的控制要求。试验结果满足植筋深度与抗拔力匹配,方可全面实施。
　　2.2.2 植筋胶的选用
　　采用进入我国市场的国际知名品牌事必达EPCONC6植筋胶, 其性能、特点如下:
　　(1) EPCONC6的系统组成EPCONC6化学植筋锚固剂为双组份硬塑包装, 化学树脂与固化剂为1∶1等份(体积比) 。使用EPCONC6专用手动或气动注射枪, 将双组份化学树脂和固化剂通过专用混合喷嘴进行充分混合, 使得混合后的锚固剂能达到最佳性能。
　　(2) EPCONC6植筋胶的特点
　　①固化时间短、快速承载, 可缩短工期;
　　②基材无应力, 可进行小边距及小间距施工;
　　③具有抗疲劳、抗老化、抗酸碱、无蠕变等特点;
　　④高闪点、抗高电压(1万伏绝缘) , 使用安全;
　　⑤通过百万次循环振动测试, 适用于地震多发区, 振动机械的紧固等;
　　⑥经多次冻融重复循环试验, 锚固力未见显著降低;
　　⑦通过美国国家卫生组织NSF61饮用水标准, 产品安全无毒;
　　⑧黑色硬塑包装, 避免紫外线照射, 适合工地现场使用条件。根据以上情况, 我公司选用事必达EPCONC6植筋胶。
　　3 植筋施工
　　3.1 施工机具
　　施工机具: 电锤、钢筋探测仪、空气压缩机、气枪、植筋胶注射器、毛刷(或钢丝刷) 。
　　3.2 施工工艺
　　准备→钻孔→清孔(孔除尘、孔干燥) →钢筋处理→配胶→注胶→插筋→养生。
　　3.2.1 植筋前的准备工作
　　(1) 沥青混凝土桥面铺装的凿除: 用空压机破除沥青混凝土, 人工将废渣装上汽车, 将废弃物运至指定地点堆放。按照翼缘板预先划好的线, 采用手提金刚石切割机进行切割。
　　(2) 检查作业面有无缺陷: 对切割面及板梁顶面进行检查, 看是否有裂缝。如有, 采取必要的修补、加固措施。
　　(3) 检查被植筋的混凝土面是否完好: 用钢筋探测仪测出植筋处混凝土内的钢筋位置, 核对、标记植筋部位,以便钻孔时避让钢筋。
　　(4) 按照设计图纸尺寸在被植筋结构的混凝土面上,根据拼接的梁板配筋图, 用墨线弹出植筋的实际位置, 做好标识。
　　3.2.2 钻孔
　　(1) 按设计要求在施工面划出钻孔植筋的位置, 按照技术参数利用电锤钻孔(严禁使用气锤, 防止混凝土出现局部疏散、开裂) 。
　　(2) 孔深、孔径根据设计具体要求确定, 以植筋胶厂商提供的配套资料作为参考, 见表1。
　　表1植筋钻孔孔径、孔深及用胶量
　　
　　钢筋/mm 孔径/mm 孔深/mm 用胶量/cm3
　　10 13 100 8
　　12 16 120 15．1
　　14 18 140 19
　　16 20 160 27．9
　　20 25 200 48．2
　　22 28 220 55．5
　　25 32 250 75．8
　　3.2.3 清孔
　　利用压缩空气或用水清孔, 用毛刷刷3 遍, 吹3 遍,确保孔壁无尘。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, 要用清洁的水清洗孔壁。但注意, 经长时间浸泡的孔, 要用电锤钻头扫一下孔壁后再洗孔。
　　3.2.4 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, 晾干使用;
　　(2) 不同规格、不同长度的钢筋分开存放。
　　3.2.5 配胶和注胶
　　首先将植筋胶直接放入胶枪中, 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, 将搅拌头插入孔的底部开始注胶, 注入孔内约2P3 即可。每次扣动胶枪后,停顿5 s～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。更换新胶时, 按下胶枪后面的舌头, 拉出拉杆,将胶枪取出。
　　3.2.6 插筋
　　插入处理好的钢筋, 此时需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。按照表2植筋胶化学反应时间表规定时间进行操作, 使得植筋胶均匀附着在钢筋的表面及缝隙中, 插好固定后的钢筋不可再扰动, 待植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, 桥上避免振动。
　　表2植筋胶化学反应时间
　　
　　基材温度/℃ 允许安装时间/m in 允许承载拉力时间/h 允许拧紧安装时间/h 完全固化时间/h
　　32 5 1 3 24
　　20 7 1 3 24

　　16 10 1．5 3．5 24
　　10 20 2 4 36
　　4 45 3 5 48
　　
　　注: 1.以上数据为在不同基材温度时, 植筋胶达到强度所需的时间, 试验表明, 当环境温度为30°时, 固化时间为6h。21由于混凝土具有非常大的热容量, 即使环境温度很低, 混凝土内的温度也不会太低, 只要在安装过程中注意对植筋胶及孔的保温, 同时尽量缩短施工时间。
　　表3现场拉抗破坏试验
　　
　　钢筋/mm 孔径/mm 孔深/mm 屈服值/kN 实测极限力平均值/kN
　　Ф12 16 120 39．6 65.1
　　ф16 20 160 70.3 105.3
　　ф20 25 200 109.9 157.6
　　ф22 28 220 133 208.3
　　ф25 30 250 171.7 246.7
　　ф25(烧焊) 30 250 171．7 251．9
　　
　　注: 以上数据为工地现场屈服强度为350N /mm2 的Ⅱ级钢筋。试验表明, 实测数据较屈服值而言有1.4的安全系数。
　　表4植筋技术参数
　　
　　钢筋/mm 孔径/mm 孔深/mm 安全拉力/t
　　ф12 16 120 3．84
　　ф16 20 160 7．17
　　ф18 22 180 8．65
　　ф20 25 200 10．68
　　ф25 30 250 16．69
　　ф28 32 280 20．93
　　
　　注: 安全拉力为钢筋达到抗拉设计强度时的拉力值。
　　表5前段巷中桥现场抗拔检测记录
　　
　　组号 序号 规格 受力性质 设计值/kN 测试值/kN 测试情况
　　 1 抗拔 40 未破坏
　　1 2 ф12 抗拔 39．6 40 未破坏
　　 3 抗拔 40 未破坏
　　 1 抗拔 40 未破坏
　　2 2 ф12 抗拔 39．6 40 未破坏
　　 3 抗拔 40 未破坏
　　 1 抗拔 40 未破坏
　　3 2 ф12 抗拔 39．6 40 未破坏
　　 3 抗拔 40 未破坏
　　
　　3.2.7 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。
　　3.3 施工注意事项
　　(1) 植筋孔位置和直径除应满足设计要求外, 还必须满足下列基本要求: 净边距>钢筋保护层厚度, 并且必须植入原构造箍筋内侧; 被植入钢筋的结构物深度≥植筋孔深度+ 40 mm。
　　(2) 注射胶粘剂时, 应从钻孔的底部开始, 并且使胶粘剂注射均匀, 胶粘剂使用量以钢筋插入后有少许浆液溢出为宜。
　　(3) 植筋施工应控制时机, 一般宜在连接部位施工之前进行, 避免植入钢筋长期暴露锈蚀, 否则要采取防锈、除锈措施。必须严格保证所植入钢筋与拼接新结构钢筋能可靠焊接。
　　(4) 施工中会遇到结构尺寸较小情况(如边距, 间距及厚度) , 为避免对混凝土工作面产生过大震动, 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、气动原理工作的冲击钻。
　　(5) 在胶固化期内禁止扰动钢筋。
　　(6) 尽量避免雨天施工。夏季施工气温较高时, 结构表面温度可能达到60 ℃～70 ℃, 宜在日温差较低时施工。如需要获得较长操作时间, 可在结构表面洒水、孔内灌水降温, 吹干孔内水分后进行灌胶植筋。
　　4 现场质量验收
　　一般情况下, 现场只对植筋进行抗拔试验。
　　4.1 现场抗拔破坏试验1 (施工前试验)
　　现场选取不参与受力、非重要位置或将来凿除的混凝土进行植筋, 达到强度要求后进行抗拔试验。检验标准是钢筋达到屈服时不被拔出, 此时混凝土完好即为合格。工地试验总结数据见表3, 植筋技术参数见表4。
　　4.2 现场抗拔拉破坏试验2 (施工前试验)
　　在植入钢筋的根部用同直径的钢筋进行绑条焊, 然后进行4.1的试验, 达到相同的要求即为合格。
　　4.3 现场抗拔非破坏试验(施工后试验)
　　同规格的钢筋每100根随机抽样1组, 每组3根, 进行试拉。如达到安全拉力钢筋不被拉出, 混凝土完好说明植筋施工质量合格。
　　5植筋分项工程的质量检验评定标准
　　植筋作为桥梁和结构物拼接施工的一道重要工序, 有很高的施工技术要求和质量要求。因此, 将其作为一个分项工程来进行验收和质量检验。建议该分项工程的“基本要求”、“实测项目”、“外观鉴定”如下:
　　5.1 基本要求
　　(1) 植筋产品须采用质量可靠、性能指标符合前述要求的产品, 同时须附有产品的国家、行业质量检测报告。
　　(2) 现场试验每一批送样检查1组。用于植筋的钢筋品种规格、技术性能应符合现行的国家标准, 用于植筋的钢筋必须进行前述的除锈、清洗、晾干。
　　(3) 植筋的数量, 必须保证设计要求的根数。
　　5.2 实测项目
　　
　　
　　表6植筋安装实测项目
　　
　　检测项目 规定值或允许偏差 检查方法和频率 权重
　　植筋孔位/mm ±5 尺量：抽查30% 1
　　植筋孔的深度/mm 0，+20 尺量：抽查30% 1
　　植筋孔的直径/mm ±2 尺量：抽查30% 1
　　植筋孔的清孔 无残余尘土和颗粒 洁净软布或毛刷检查；抽查30% 2
　　抗拔力 大于设计值 现场抗拔试验，1组（3根）/100根 5
　　
　　5.3 外观鉴定
　　植筋后的部位无混凝土破碎、无裂缝等现象。不符合要求扣3分～5分。植筋孔填充饱满, 无松动的空洞和缝隙等现象。不符合要求扣3分～5分。
　　6 结语
　　某高速公路扩建工程桥梁拼接实践证明, 采用植筋施工工艺, 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。
　　
　　

转载注明来源:https://www.xzbu.com/2/view-583918.htm