锚喷混凝土加固桥梁

来源：技术电话：18611775217 发表时间2013-12-11 11:15:52 点击：

摘要：采用锚喷混凝土法对危、旧桥进行加固和整治，一种较经济实用的方法。叙述了锚喷混凝土法加固桥梁的基本原理、设计原则、施工工艺及其优点和难点。可供有关工程参考。

不中断交通的情况下，对桥梁进行整治加固，以提高其寿命和承载能力是十分必要的锚喷法加固桥梁是众多加同方法中比拟经济实用的一种方法。经造价分析，锚喷混凝土法加固桥梁每平米桥面的造价为新建同样一座桥每平米桥面造价的19％。

锚喷混凝土加固大桥的方法是新奥法”隧道施工技术在桥梁加同中的应用。其原理是通过新增加混凝土及受力钢筋与原结构的紧密黏结，形成喷射混凝土(内含补强钢筋网)锚杆和原混凝土的整体组合结构。这种方法能根治局部应力集中病害，阻止原结构继续变形和开裂，充沛发挥原结构的作用而共同接受上部荷载的作用。锚喷混凝土不需振捣，高速喷射中，由水泥与骨料的反复连续撞击而使混凝土压密。同时又可采用较小的水灰比，使其与混凝土、砖石、钢材发生较高的黏结强度，新旧混凝土结合面上能够传送拉应力和剪应力。

2锚喷法设计原则

根据加固原理，锚喷混凝土加固桥梁实际上仍是加大构件截面加同法。所以，加固设计原则仍按加大构件截面的方法进行内力计算。

1进行加固前，应弄清旧桥的原始情况以及病害原因，对旧桥的基本承载力做出评价。

2恒载内力(包括新喷射的混凝土)按原构件的截面模量进行内力计算，即新喷的混凝土恒载仍作用于原结构上。

3活载内力作用加大后由组合体截面模量计算内力，对新旧混凝土作整体计算，对不同混凝土标号和新增补强钢筋按其弹性模量进行截面换算。

4仍按弹性理论计算。

5强度验算依照喷射截面占原截面的比例，考虑是否按组合截面进行有关验算。

6采用的喷射混凝土与钢筋的强度等级，不应低于原结构的强度等级。对于结合界面处两种不同强度等级的混凝土共同作用时，应以较低强度等级作为计算规范来进行换算。

3锚喷混凝土施工工艺

锚喷混凝土的施工顺序可分为：搭设作业脚手架一受喷面清理与凿毛一钻孔和装置膨胀螺栓或锚杆一挂设钢筋网一喷射混凝土一混凝土养生。

3.1受喷面清理与凿毛

为了使喷射混凝土与原结构之间有足够的黏结力，保证两种混凝土很好结合，达到整体受力的设计要求，需对拱波进行清理和凿毛。清理时主要使用钢刷子、铁锤、小铲子等工具清除加固构件外表上的油毡、泥土及其他杂物，必需使受喷表面清洁、无污垢、无松散易落颗粒。凿毛时使用电锤在加固构件外表钻凿深度约5mm小坑，密度视原混凝土外表粗糙水平而定。

3.2钻孔和装置膨胀螺栓或者锚固钢筋、锚杆

钻孔前技术人员先测定孔位并用粉笔标出十字记号。螺栓或锚固钢筋的数量和安排依照实际工程进行设计。膨胀螺栓和锚固钢筋不只用于挂设钢筋网，还可以加强新旧混凝土的结合，增大结合面抗剪的能力，使新旧结构共同变形。一般情况下，锚杆的间距为3040cm锚固规范长度约为15倍锚杆直径，应确认设计所决定的锚固长度是否得到保证。锚杆装置后不得进行随意敲击。

3.3挂设钢筋网

依照设计要求尺寸及加固构件形状取料加工制作好钢筋网。钢筋网在装置时要紧贴在加固构件外表，以保证它维护层厚度，并与锚杆或者锚同钢筋在交接处应进行焊接，保证第二次喷射混凝土时钢筋不发生位移。挂设钢筋网的顺序为，沿施工的前进方向，从一端开始逐渐完成到另一端。

3.4喷射混凝土

喷射前应埋设控制喷射混凝土厚度的标志。喷射混凝土之前，用清水将坡面冲刷干净，湿润岩层外表，以保证喷射混凝土与岩层之间的良好黏结。

喷射方法一般分干喷法和湿喷法，两者所用的混合料有所不同：于喷法是要将水泥、砂子、骨料按试验配合比在干燥时充分拌合，内掺一定比例的速凝剂(一般为水泥质量的2％～5％)然后送进干喷机；湿喷法是要将按试验配合比混合好的资料加水拌合成混合料后再送进湿喷机内。

喷射作业应分段、分片依次进行。喷射顺序自下而上，同时，按地形条件和风向来确定从左至右，或从右至左依次进行。

喷射混凝土时喷嘴与受喷面的最佳距离一般为0.81.5m距离过大将增加回弹量，并降低密实度，从而也降低了强度。喷嘴应尽量与受喷面垂直，否则会降低混凝土密实度，当对配有钢筋网的受喷面进行喷射时，喷嘴应更靠近受喷面一些，且与垂直方向稍偏离一个小角度，以便获得较好的握裹效果，同时便于排除回弹物。

3.5养护

正常情况下，喷射混凝土终凝后2h就开始洒水养护。初期应增加洒水次数，以混凝土有足够的湿润状态为标准。养护时间应不小于7d气温低于+5℃时不得浇水；喷射混凝土凝土强度低于10MPa时，不得受冻。对于水泥含量高、外表粗糙的薄层喷射混凝土结构的养护，确保其强度的形成和防止外表开裂的重要措施。

4锚喷混凝土的有点

锚喷混凝土在施工工艺、资料及结构等方面与普通现浇混凝土相比有许多有点。

1锚喷混凝土具有高速、高压的作用，可将混凝土射入宽度2mm以上的裂缝，加上钢筋网的共同作用，可以使新旧混凝土紧密结合，形成一个整体。

2不必或只用单面模板，混凝土混合料的运输、浇灌和捣固结合为一道工序。

3混凝土可通过输料软管在高空、深坑或狭小的工作区间向任意方位施作薄壁或复杂造型的结构。

4设备与工序简单、占地面积小、机动灵活、节省劳动力，具有广泛的实用性。

5旧桥加固时，还具有施工简便、经济可靠、不中断交通等特点。

5锚喷混凝土喷射难点

1锚喷混凝土对原材料的要求(特别是骨料粒径、强度)和对施工机械的要求(尤其是喷射设备性能)都较高。因此，必需按要求做好施工顺序、工艺和技术保证措施的落实工作，严把质量关。

2喷射混凝土时，速凝剂是必不可少的但掺入速凝剂的混凝土的后期强度比不掺速凝剂的会降低。实验标明，当掺量为2％～5％时，混凝土强度会降低15％～30％。因此，选用外加剂时应谨慎并需经试验确定用量，同时当速凝剂掺量为水泥用量的3％～4％时，混凝土设计标号应比实际需要提高1级。

3喷射混凝土水灰比方何控制。由于混凝土的混合料是干燥状态下拌和的水则是喷射过程中加入的所以，水灰比完全凭喷射机操作人员的经验来掌握，操作人员的技艺是干式喷射胜利与否的关键。施工时，必需保证至少聘请2个有经验的喷头操作手，不要随意更换喷头操作手。

4喷射混凝土下垂。下垂往往是喷层过厚或混凝土水灰比过大造成的由于新喷的混凝土混合料抗拉强度及黏结强度都较低，如果喷射混凝土的自重大于顶部受喷面的黏结强度时，即呈现下垂和脱落，因此需结合实际情况分层分段完成喷射工作。前后喷射时间间隔必需大于4h初喷的厚度应不小于5cm复喷后不小于10cm

5回弹量过大。喷射混凝土不可防止地发生回弹现象，回弹量的大小与原材料、配合比、水灰比、风压、喷射的方向及距离、受喷部位、喷射设备、喷射手的技术熟练水平等众多因素有关。防范措施：严格控制喷嘴与喷射面的距离，其最佳距离一般为0.81.5m距离过大增加回弹量，并降低密实度，从而降低强度；施工时喷嘴尽量和受喷面垂直，否则会降低混凝土密实度；调整最佳水灰比；调整压缩空气的压力，如压力太大，回弹率会增加；压力太小又不能保证混凝土的密实度，而且料束的喷射距离变短，难以达到喷射面，同时也容易造成堵管。施工中回弹经常成为不能完全解决的难题。