植筋技术在桥梁加宽中的应用研究

植筋技术在桥梁加宽中的应用研究

邬士佳

邬士佳（中铁七局集团郑州工程有限公司河南郑州450000）

摘要：在桥梁加宽中，植筋技术的应用减少了对原结构物的破坏，增加了质量的可靠性。因此，植筋技术是桥梁加宽连接中较好的施工工艺。本文分析了植筋技术的原理、适用范围与施工技术，并以实际工程为例探讨了其施工技术。

关键词：植筋；桥梁加宽；钻孔；固化

一、植筋技术

（一）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。

（二）植筋特点（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。

（三）桥梁植筋的适用目前，高速公路桥梁的上部结构多为空心板、小箱梁及T梁。对于空心板梁加宽，需将旧桥外侧防撞护栏和墩台挡块拆除并凿除部分混凝土，并在新空心板内预埋好连接钢筋；在旧桥空心板的边缘植入钢筋或凿露出原结构钢筋，植筋过程需满足锚固安装要求；将钢筋牢固连接，浇筑接缝。对于T梁桥加宽，多采用刚性连接。在新旧桥T梁间设置隔板的方式通常有2种：一是凿除旧桥边梁悬臂部分混凝土，将出露的钢筋与加宽T梁悬臂部分的钢筋焊接在一起，同时通过植筋甚至加预应力筋的方式在新旧桥梁之间设置横隔板与旧桥进行连接；二是采用角钢及高强螺栓将新桥预留横隔板与旧桥进行连接，但翼缘板未作连接，仅重新进行桥面铺装。对于小箱梁加宽，相对来说连接部位较多，方式也更灵活，主要有以下几种方式：不凿除旧桥，仅翼缘连接的“铰接”拼宽方式；凿除旧桥部分翼缘，新旧桥翼缘钢筋牢固连接，浇筑新、旧桥间桥面湿接缝，但在其底缘需人工锯缝的“半刚性连接”方式；不锯缝的“刚性连接”方式。

（四）施工工艺与施工要点1、工艺流程准备→钻孔→清孔→孔除灰→孔干燥→成孔→钢筋处理→配胶→注胶→插筋→养生。

2、施工工艺桥面植筋是在原有桥面板上加铺一层钢筋混凝土层，通过植入的钢筋承接和传导弯矩引起的剪力，使新旧混凝土形成有机整体，达到增大主梁有效高度和抗压的目的，从而提高主梁的承载能力。在施工工艺上采取下列措施：（1）旧桥结构表面进行凿毛处理，凿去部分混凝土，并使表面粗糙，箍筋外露；（2）对结合面进行处理，清扫、干燥、涂抹界面胶；（3）用钢筋探测器探测主筋混凝土保护层厚度及位置，按设计孔深、间距、孔径钻孔、清孔后注入植筋胶，最后种植钢筋或螺杆；（4）采用干硬性混凝土或钢纤维混凝土浇筑加高、加宽部分混凝土，以减少新混凝土的收缩，从而减少新旧混凝土之间产生的差动收缩力，提高补强效果；（5）混凝土浇筑后，应加强养护，避免混凝土过早受力。植筋完成后，需要进行抗拉拔效果检查和评定，不合格者补充植筋，植筋结果评定标准：混凝土内植筋强度不小于钢筋抗拉设计强度。

3、施工要点（1）成孔是准确定位原构件内钢筋位置避免因钻孔引起损坏；（2）成孔后清孔必须彻底否则会大大降低植筋粘接质量；（3）胶的质量应选用信得过品牌厂家生产的高标准胶，严格按照生产厂家的使用说明配置，施工过程中注胶应一次性完成；（4）养生时间应在24小时以上；（5）在插筋、养护期间桥上应避免振动，植筋禁止扰动。

二、植筋技术在桥梁加宽中的应用（一）工程概况某桥梁原桥修建于2001年，设计荷载：公路-I级，设计洪水频率：1/100，本桥所处地区地震烈度：7度。桥梁总宽13.82m（实测13.84m），净宽11m。上部结构为3×16米预应力混凝土空心板，0、3号桥台各有一道D60伸缩缝，桥面无裂缝：下部结构桥台为肋板台，钻孔灌注桩基础，桩基直径1.4米，桥墩采用柱式墩，钻孔灌注桩基础，柱径1.2米，桩径1.4米。

由于改建道路路基的扩宽，原桥桥面宽度已不能满足道路宽度的需要，在考虑使用年限折减的情况下，对原桥结构验算能满足使用要求，根据老桥老荷载、新桥新原则的标准对原桥进行加宽。根据本次改建工程的需要，在原桥左右两侧各加宽6m。加宽侧桥梁采取与原桥上部连接，下部分离，与原桥等跨径、同角度，横向顺接加宽，加宽侧桥梁上部结构采用与原桥同宽度空心板。

实施方案：将原桥外侧防撞护栏整体切除，原桥桥面现浇层从原桥护栏内侧向内35cm范围凿除、沥青层从原桥护栏内侧向内35cm范围凿除，注意不得损坏原桥桥面铺装层及桥面连续内钢筋。从原桥外侧边板悬臂根部自上而下27cm凿毛，植入钢筋，钢筋植入原桥外侧边板深度不得小于20d。用螺栓将钢板固定在原桥边板上，将预埋了钢筋的加宽部分内边板安装到位，在新、原桥边板之间距顶板27cm高度范围内打底模、绑扎对应焊接钢筋，并浇注C60混凝土使新、原桥形成整体。

（二）施工技术要点1、定位按设计位置放出轴线及及植筋位置线，误差控制在2cm以内。放线时，用钢筋探测仪探明原结构钢筋位置并用明显标志标出，如植筋位置与原结构钢筋位置重合，应将植筋位置适当移动，避免钻孔时破坏原结构钢筋。

2、钻孔本工程选用喜利得TE系列电锤成孔，该钻机可导向定位，震动小，不损坏原结构表面，孔径、孔深较准确。成孔时钻杆上标明钻孔深度，钻身与孔眼平行前进，随时复核孔深，确保孔深不大于设计深度0.5cm。施工不得随意增大孔径，防止超钻、偏钻现象的发生。钻孔时必须保证钻机、钻头与植入螺栓方向一致（垂直于混凝土表面）。

按设计要求，Ф12孔径为16mm，孔深为150mm；Ф20孔径为25mm，孔深为230mm；Ф27孔径为28mm，孔深为240mm。

3、清孔成孔后用喜利得毛刷（此种毛刷不掉毛）清刷孔壁，再用压缩空气吹孔，清除所有碎屑及浮尘，应反复进行3～5次，直至孔内无碎屑及浮尘，最后用丙酮或酒精清洗孔壁，将孔口临时封闭。

4、钢筋处理锚固用钢筋必须做好除锈处理，其除锈长度为锚固长度加5㎝。

钢筋的型号、规格严格按图纸设计要求选用。用钢丝刷对钢筋上标示打磨位置进行打磨，钢筋表面应打磨干净，并将钢筋打磨好的部分用棉丝擦拭一遍。螺栓表面用棉丝擦拭干净，不得有油污、灰尘。

5、注胶慧鱼牌强力植筋胶为双组分专用产品。取一组植筋胶，装入套筒内，安置到专用注射器上，慢慢扣动扳机，排出铂包口处较稀的胶液废弃不用，然后将螺旋混合嘴伸入孔底，扣动扳机，扳机动一次注射器后退一下，这样可排出空气。孔内注胶达到80%即可植筋。

6、植筋将处理好的钢筋除锈清理端旋转插入孔底，一边向同一方向旋转，一边缓慢将钢筋插入洞内，直至到达孔洞底部为止，此时，如无锚固胶从洞内溢出，则说明注胶量不够，需再次注胶，直至使胶溢出。

7、固化养护结构胶固化，常温下钢筋植入孔内后24小时以内不得扰动，在此期间派专人看护，3天后可受力使用。

（三）植筋的质量验收1、现场抗拔破坏性试验1（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，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。

2、现场抗拔破坏性试验2（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（1）的试验，并要达到相同的要求。

3、现场抗拔非破坏性试验3（施工后的验收试验）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拉出，说明植筋施工质量合格。

参考文献：[1]赵志军.植筋技术在郑漯高速桥梁加宽施工中的应用探讨[J].城市建设理论研究（电子版）,2012年15期.[2]钱来平.选植筋技术在桥梁加宽施工中的应用[J].黑龙江科技信息,2013年28期.