锚喷混凝土加固双曲拱桥植筋工艺参数研究

'桥机械&施工技术BridgeandThnileIMachinery＆ConstructionTechnologyR■■M一■■C●—●M■■■锚喷混凝土加固双曲拱桥植筋工艺参数研究StudyonParametersofPlantingSteelBarsforReinforcementofDouble-curva—tureArchBridgebySpurtingConcrete杨大余’，于金良z，张凯YANGDa—yu，YUJin—liang，ZHANGKa1．中交第一公路勘察设计研究院有限公司，陕西西安7100752．陕西省高速公路建设集团公司，陕西西安7100751．CCCCFirstHighwayConsultantsCo．Ltd．，Xi’an710075，Shaanxi，China2．ShaanxiExpresswayConstructionGroupCompany，Xi’an710075，Shaanxi，China【摘要】分析了锚喷混凝+／m固双曲拱桥中，植筋的钢筋种类、锚固长度及粘结形式对植筋锚固强度的影响，得出合理优化的植筋参数，为加固设计提供参考。通过对试验后的锚杆破坏特征分析，总结植筋工艺各环节对锚杆锚固强度的影响。得出结论：在合理的锚固长度下，锚杆破坏在钢筋和结构胶粘结处发生时，锚固力越大，植筋粘结强度越安全可靠。【Abstract】Inreinforcingdouble—curvaturearchbridgebyplantingsteelbarsinspurtingconcrete，theinfluencesofsteelbartype，anchoragelengthandbondingstyleontheanchoragestrengthwereanalyzed，andthereason—ableandoptimizedparametersforplantingsteelbarswereobtained，whichprovidedreferencetoreinforcementdesign．Throughanalyzingthedestructioncharacteristicsoftestanchorbolt．theinfluencesofvariousaspectsofplantingtechnologyonboltanchoragestrengthweresummarized．Theresultsshowthatwithreasonableanchor—agelength，andwhenthedestructionoccursatthebondingspotofsteelandstructuralsilicone，theanchorageforceislargerandthebondstrengthofplantingsteelismorereliable．【关键词】加固设计；植筋；锚固长度；粘结强度【Keywords】reinforcementdesign；plantingsteelbar；anchoragelength；bondstrength中图分类号：U445．7文献标志码：B文章编号：1000-033X(2011)06-0067—030引言因此．锚杆的设计与施工是整个加固工程的关键，锚杆植筋设计与施工工艺非常重要。本文结合工程实际．在加固中国桥梁工程的发展已具有相当规模，公路交通量施工桥梁现场及试验块上分别进行不同设计参数的植筋不断增加，行车密度及车辆载重越来越大．公路桥梁负荷拉拔力试验研究，确定合理优化的植筋锚固形式，提高植日趋加重Ⅲ。早期修建的双曲拱桥。由于当时设计荷载标筋粘结强度，并分析锚杆的破坏特征，为施工提供借鉴，确；隹较低，在现在的大交通量和重荷载条件下，加上长期的保桥梁加固工程安全可靠。自然条件因素影响．大部分该类型桥梁出现不同程度的病害，其维修与加固问题也显得日益重要E。1试验方法锚喷混凝土加固是目前最常用的加固方法之一，其基本原理是通过增加混凝土和受力钢筋与原结构紧密结合．(1)在施工现场随机抽取20根已植好的锚杆，拱肋组成“喷射混凝土(内含补强钢筋网)一锚杆一原结构”的整试拉10根为一组数据，植入深度为10cm，外留5cm；拱波体组合结构。其中锚杆耍既能够挂设钢筋网。又能增加新试拉10根为一组数据，其植入深度为8CITI，外留5cm。旧混凝土的粘结，还要承担新增混凝土和钢筋网的质量3l。(2)实验室制作5个混凝土试验块，其尺寸为：40cmX67 RMCM桥Brid隧ge机and械Tu＆nne施lM工ach技ine术ry&ConstructionTechnology40era~50om，全部用C305昆凝土浇注。第一种方案是在浇缝隙，导致植筋胶流入，影响植筋胶的粘结质量，造成螺注混凝土过程中，同时预埋直径为10inIll的R235光圆钢筋纹钢筋与混凝土的粘结强度值离散性大，施工质量不易和直径为12mm~43HRB335螺纹钢筋；第二种方案是待混凝保证土经过标准养生．强度达到100％后，在试验块各表面分别因此综合比较分析，为保证粘结强度的可靠性，建议植入10和O12钢筋，植筋钻孔直径分别为12mm和14植筋采用光圆钢筋him。试验块每个面上布置5根，呈梅花形布置，预埋筋和植2．2锚固长度对粘结强度的影响筋的锚固深度有4、6、8、10、12C113，均外露5cm。由图3可以看出：浇注混凝土时预先埋入的lO钢试验拉拔仪采用YX一锚杆拉力仪．粘结剂采用环氧筋，与混凝土的粘结强度值随着锚固长度的增加而增大．树脂接近线性变化：锚固长度越长，混凝土与钢筋的接触面积越大．它们之间的咬合作用越强．与混凝土的粘结强度越2试验成果分析大：待混凝土达到强度后植入的qSlO~N筋，与混凝土的粘结强度值随着锚固长度的增加而增大．锚固长度在10～l22．1钢筋种类对粘结强度的影响cnl范围内，曲线趋于缓和，这段锚固长度范围内对粘结由图1可以看出：随着锚固长度的增加，植入的光圆强度的影响不是很显著．整体接近抛物线变化。因为锚固钢筋与混凝土的粘结强度逐渐增大，变化平缓：植入的螺长度越长，植筋成孔越深，清孔越难，残留混凝土灰渣较纹钢筋与混凝土的粘结强度有突变．锚固长度在4～8cm多，影响植筋胶的粘结效果，造成钢筋与混凝土不能够均范围内，粘结强度逐渐增加，锚固长度在8～12cm范围内．匀接触．影响粘结强度。粘结强度逐渐降低，在锚固长度8cmB,~．达到最大值：光圆钢筋表面光滑、在植筋胶的粘结作用下、能够与混凝土很好地结山删螺42468l012锚固长度／m图3预埋1O钢筋与植人lO钢所粘结5茧匿经比较分析，在锚喷混凝土加固双曲拱桥设计中，建议锚杆植筋不要采用过长的锚固长度．不仅可以减少钢铺固长度／cm筋用量．降低造价，还可以减小对原有结构的破坏4J图1光圆钢筋与螺纹钢筋粘结强度对比2．3加固施工现场植筋粘结强度检验由图2可以看出：对于植入的12螺纹钢筋，锚固长由图4可以看出：浇注混凝土时预先埋入的10钢筋度在4、6、8cm时，锚固长度相问的测试点粘结强度值较和待混凝土达到强度后植入的lO钢筋．在同等锚固长接近：锚固长度在10cmSD12cm时．锚固长度相同的测试度条件下．后者与混凝土的粘结强度比前者大．约为其两点粘结强度值变化较大．比较离散：螺纹钢筋的螺纹间有倍．说明植入钢筋与混凝土之间通过植筋胶的粘结是可靠的；同样的锚固长度条件下，试验块上植入的O10钢筋和在旧桥加固现场拱肋上植入的010钢筋，其与混凝土粘结强度基本相同．说明植筋010光圆钢筋设计安全可一_羔靠，能够满足桥梁的加固设计需要。州3植筋粘结破坏特性分析由被拔出的锚杆观察分析，注胶的饱满程度将直接测试点数影响其拔出的破坏形式和锚固力的大小。注胶越饱满，破图2不同锚固长度l2钢筋粘结强度变化坏将从钢筋和结构胶粘结处发生，锚固力越大：相反，若 桥隧机械＆施工技术BridgeandTunnelMachinery&ConstructionTechnologyRMCM4结语通过以上分析研究．采用锚喷混凝土加固双曲拱桥时．建议植筋锚杆采用10光圆钢筋；对于10光圆钢筋，植筋锚固越长，其与混凝土的粘结强度越大，但锚固长度在10～12em范围内，粘结强度增长趋于缓和，这段锚固长度范围内对粘结强度的影响不是很显著。因此，为减小植筋钻孔对原有结构的破坏．同时降低工程造价，建议拱肋植筋锚固长度10cm，拱波植筋锚固长度8cm。浇注测试点数(a)锚固长度10cm混凝土时预先埋入的qOlO钢筋和待混凝土达到强度后植入的l0钢筋，在同等锚固长度条件下。后者与混凝土的粘结强度是前者的两倍左右。说明植入钢筋与混凝土之间通过植筋胶的粘结是安全可靠的，能够满足桥梁的加固设计需要。参考文献：[1]林荣安，于金量，翟敏刚．碳纤维材料在桥梁结构加固中的应用【J]筑路机械与施工机械化，2007，24(5)：20—22．[2]黄平明，王达．喷射混凝土在梁桥加固中的应用[J]长安大学学报：自然科学版，2005，25(6)：39—42．测试点数(b)锚固长度8cm[3]刘来君，赵小星桥梁加固设计与施工技术[M]．北京：人民交通图4现场植筋1O钢筋粘结强度检验出版社．2003．注胶不饱满，破坏将从混凝土和结构胶粘结处发生．锚固[4]张望喜，易伟建，王力力，等．连续梁桥拓展多跨双曲拱桥的分析力越小。理想的破坏形式应该是沿结构胶中间破坏，这种与控制U]建筑科学与工程学报，2010，27(1)：25—30．破坏的特征是：锚固力比前两种都大，达到极限破坏时有收稿日期：2010-10-17明显的脆声，锚杆表面小有均匀的结构胶。[责任编辑：王玉玲](上接第66页)路面服务水平降低到一定程度时，将其变刚为柔，变(路)平会随之降低．将旧水泥混凝土路面实施碎石化处理，是面为基(层)，使其成为一条标准的柔性路面，从而延续路～项快速变刚为柔、延长路面使用寿命、经济有效的原位面使用寿命。作为公路养护的一种模式，水泥混凝土路面利用再生技术。碎石化原位利用技术值得业界进一步研究和探讨。(2)挖坑法检测碎块粒径对路面结构破坏较大且操参考文献：作困难，弯沉检测结合端部或侧面测量裂缝间距是一种[1]耿九光，陈忠达，李龙，等．水泥一乳化沥青冷再生混合料配合行之有效的方法比设计【J]．长安大学学报：自然科学版，2009，29(1)：10～14．(3)在一个评定段内，取所有弯沉检测值作为试验[2]王艳，倪富健，李再新．水泥稳定碎石混合料疲劳性能LJ]．交通样本计算顶面综合回弹模量较试槽法(3mx2m面积上运输工程学报，2009，9(4)：1O～14集中布点)更具代表性。[3]DB37／T1160-2009，旧水泥混凝土路面碎石化技术规程[s]．(4)对于设计为刚性路面的高速公路或一级公路。设[4]JTGE60-2008，公路路基路面现场测试规程[s]．计时宜预留加铺路面结构的净空高度．运营前期充分利用收稿日期：2010-08-24刚性路面养护成本低、承载能力强、使用寿命长的优点，待[责任编辑：王玉玲]69'