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磷镁材料

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        磷酸镁材料高效修复桥梁伸缩缝

        安光文

        

        贵州开磷建设集团有限双赢棋牌网站 贵州 贵阳 550081

        

        摘要:伸缩缝是桥梁上部结构的重要组成部分,是整个桥梁结构的薄弱环节,尤其是高速公路及快速道路上的桥梁伸缩缝,由于车速高,重载车多,车辆密度大及运行环境的变化,桥梁伸缩缝的损坏频率增大,严重影响公路的运行能力及运行安全。如何高效修复伸缩缝确保公路有效运行,公路管理部门将会越来越重视。本文对伸缩装置的损坏成因进行了分析,介绍了磷酸镁材料的特性,并以常见损坏的钢―橡胶组合型桥梁伸缩缝损坏更换为例,阐述了桥梁伸缩缝用磷酸镁材料更换修补的旧缝拆除、新缝安装锚固、磷镁混凝土浇筑等工艺施工技术要求。

        

        关键词:磷酸镁材料;高效修复;桥梁;伸缩缝

        

        随着我国经济建设的迅猛发展,高速公路、城市快速路如雨后春笋般地出现,公路交通量急剧增加,公路上行驶车辆的行驶速度和车辆的轴重在增长,人们对行车舒适性要求也越来越高,桥梁伸缩缝对交通的影响问题,也变得日益突出,必须引起道路管理部门的充分重视。

        

        1 伸缩缝装置的损坏成因分析

        

        1.1 重交通荷载作用下的疲劳破坏

        

        在经济快速发展的社会大环境下,交通运输业也不断得到发展,交通量逐年迅速增加,超限超载车辆的增加在一定程度上加重了桥梁的负担,在梁体挠度位移、重荷载冲击作用下伸缩缝装置及易疲劳破坏,造成锚固区混凝土破损、型钢断裂。

        

        1.2 运行环境加速了伸缩缝的损坏

        

        在冬季道路结冰是常态,通常会采取撒盐除冰来保证公路畅通,冰雪融化后的含盐污水,必将对伸缩缝混凝土产生侵蚀,混凝土强度及混凝土与锚筋的粘结强度会随之降低或破损。1.3 施工安装不当

        

        施工过程中对伸缩缝的施工工艺不重视或把握不当造成破损。如桥梁伸缩缝安装施工大多在路面面层完成后进行,纵向、竖向的梁端预埋锚固钢筋外露时间较长会锈蚀,在伸缩缝混凝土浇筑前钢筋除锈不到位,影响混凝土与钢筋的粘结强度;施工过程中过早解除定位角钢,造成构件变形,伸缩缝安装高程不准确与原路面纵坡、横坡不适形成错台;预埋筋支撑不足,锚固不牢,后浇筑混凝土时模板安装不牢造成漏浆或振捣不足造混凝土强度不足;或为赶通车,伸缩缝匆忙安装,混凝土养护不足造成强度未达到要求形成早期损坏。

        

        1.4 养护不及时或措施不当

        

        桥梁在运营养护过程中对伸缩缝橡胶带内砂石垃圾的清理不及时造成缝被堵死,不能自由伸缩;橡胶带在自然环境侵蚀下老化或在清理伸缩缝时尖锐具器割破而未及时更换,造成伸缩缝锚固件配件受水侵蚀而损坏。还有一些桥梁在桥面铺装层损坏或表处时,混合料落入缝内未及时进行清理;部分桥梁在进行桥梁微表处罩面时,罩面直接加铺在缝两侧的混凝土上,虽只加高了不到 lcm,但与伸缩缝面形成高差,在行车荷载作用冲击下加剧伸缩缝的疲劳破损。局部混凝土破损未及时修复,造成破损量加大,影响伸缩锚固。

        

        2 磷酸镁修补砂浆的性能

        

        磷酸镁修补砂浆:由氧化镁、磷酸盐、缓凝剂及矿物掺合料、添加剂、细骨料等改性或填充组分按照适当比例组成,使用时与一定比例的水搅拌均匀,用于建构筑物快速修补的混合物。

        

        2.1 由于桥梁伸缩缝修复的磷酸镁修补砂浆应满足表 2.1 的要求:

        

        表 2.1 主要性能指标

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        2.2 磷酸镁修补砂浆具有耐盐腐蚀、钢筋保护效果好的特性,在模拟海水中强度不降低,对钢材具有较好的防腐防护效果。磷酸镁修补砂浆的凝结硬化过程是一种酸碱反应过程,U 型磷酸镁修补砂浆在负 20℃环境条件下仍然可以凝结并产生强度,3h 抗压强度可达 30MPa。

        3 桥梁伸缩缝更换修复施工准备

        高速公路、城市快速路因交通行车运营的需要,不能在封闭状态下进行施工,均采用借道或半幅通车的状况下进行维修作业。在进行维修前,首先要做好维修施工区域的安全布控,设置明显的交通提示、警示标志,施工作业人员要求统一穿着颜色鲜艳的养护维修服装,设置专职安全员做好施工期间的安全布控设施维护和安全警示提醒。施工前对需更换的伸缩缝进行准确的数量调查,在每处更换地点事先计算好磷酸镁混凝土数量,根据设计并经试验的配比要求备足相应的磷酸镁修补砂浆、碎石、钢钎维、水等材料,在伸缩缝安装就位锚固后即进行磷酸镁混凝土浇筑,保证施工的连续性;为提高维修作业的效率,尽量采取机械化作业,应在每处作业点至少准备 1―2 台空压机风镐凿除旧混凝土,1 台乙炔焰割损坏的伸缩缝钢构件,1 套发电机组和 2 台电焊机和用于搅拌磷酸镁混凝土的轻型砂浆搅拌机等机械设备。

        4 伸缩缝更换施工技术

        4.1 拆除旧伸缩缝

        拆除旧伸缩缝,首先要对两侧后浇筑的混凝土进行切割,切割线位于后浇筑混凝土与桥面(路面)混凝土交界线,要求切割顺直;若桥面是采用沥青混凝土路面的则不需要进行切割,在风镐破碎时注意尽量不要损坏接茬的沥青混凝土路面。混凝土破碎凿除旧时注意做好深度控制,只凿除后浇筑的混凝土,不得破坏梁体端部混凝土和钢筋,以免影响梁体受力或预应力损失。

        旧混凝土清除后,利用乙炔焰割断旧伸缩缝构件,切割时注意保留原纵向、竖向的梁端预埋锚固钢筋,以备新伸缩缝安装时能继续得到锚固支撑。凿除旧伸缩缝时,对不慎掉入梁端缝中的施工垃圾在安装新伸缩缝前应全部清理干净,避免影响梁体、台墩帽、支座的正常工作。

        4.2 伸缩缝安装锚固

        安装以前须对桥梁支座间的杂物用高压水枪冲冼干净,对型钢进行顺直度、平整度的检查,型钢的顺直度应控制在 3mm 以内,平整度应控制在2mm 以内,型钢顶面与路面高差应控制在 2mm 以内,发现问题及时处理,避免型钢安装完成后因平整度或顺直度不符合要求而造成返工;型钢定位后采用分段点焊加固的方法,以免型钢过热产生变形,焊接采用高质量的焊条,逐条焊接,先焊接顶面,再焊接侧面,最后焊接底面,确保焊接质量,由于磷酸镁修补砂浆对钢材具有防腐防护特性,对于钢筋上的一般水锈可以不予处理,不会影响混凝土与钢筋的粘结强度。

        4.3 磷酸镁混凝土浇筑

        4.3.1 磷酸镁混凝土配合比:

        用于桥梁伸缩缝修补的磷酸镁混凝土的主要原料为:磷酸镁修补砂浆、碎石、钢纤维和水。在环境温度低于 10℃时宜选用 U 型磷酸镁修补砂浆。环境温度高于 25℃应采用 R 型磷酸镁修补砂浆,必要时可外掺入一定比例的硼酸来延长初凝时间。环境温度在 10—25℃,应根据工艺条件及工程用量的实际选择。桥梁伸缩缝修补用每 m3 磷酸镁混凝土中各种材料用量见表 4.3.1:

        image.png

        4.3.2 磷酸镁混凝土浇筑 

        伸缩缝安装就位并锚固后即进行两侧混凝土浇筑,混凝土浇筑前应采 用高压风(或水)对槽内的粉尘进行吹扫或冲洗,不留任何残留物。在梁 端用聚乙稀泡沫塑料片材作为模板,要求泡沫板安装紧密并将缝隙塞严 实,以防止漏浆。磷酸镁混凝土的配料应严格执行经试验、试配确定的配 合比,不得使用含泥受污的碎石,控制用水量并需搅拌均匀水。混凝土倒 人槽池后采用两侧同步振捣的方法至出浆,并不再有气泡为止,确保振捣 密实,特别是对一些死角的地方,更应注意混凝土的振捣密实性;振捣密 实后用刮杆将混凝土表面刮平,平整度一般应控制在低于路面标高 2mm。 

        4.4 混凝土养生及橡胶带安装 

        混凝土浇筑初凝后即进行覆盖土工布或旧毛毡或麻袋等起到保水保 护。在强度达到 50%以上后(通常情况下浇筑后 2—3h 即可达到 30MPa), 方可进行橡胶带的安装。安装时先把缝内的泡沫模板及其他杂物全部取出 清理干净,并在边梁或中梁的凹槽内吹除粉尘等杂物后涂抹上一层液体蜡或黄油的润滑油后,利用专有撬杆工具将橡胶条嵌入凹槽内,即完成伸缩 缝的安装。当磷酸镁混凝土终凝后 3—6h 即可拆除安全设施开放交通。 

        4 结语 

        桥梁伸缩装置,在桥梁结构中直接承受车轮荷载的反复冲击作用,而 且长期暴露在大气中,使用环境比较恶劣,是桥梁结构最易遭到破坏而又 较难以修复的部位。 

        用磷酸镁修补砂浆进行桥梁伸缩缝修复施工,可以极大地缩短修复工 程工期,减少因长养护对交通的影响。磷酸镁材料的固有特性,使得桥梁 伸缩缝的修复在负温条件下也可以进行,其耐盐蚀性、耐磨、粘结强度高 等性能,可极大延长修复伸缩缝的使用寿命。 

Magnesium phosphate material can effectively repair bridge expansion joints 

AN Guang Wen 

        (Guizhou kaiphosphorus construction group co., LTD. Guiyang, guizhou 550081) Abstract: the bridge expansion joint is an important part of the upper structure, is the weak link of the bridge structure, especially on the highway and fast road bridge expansion joint, due to their high speed, heavy truck, vehicle density and the change of running environment, increases the damage of bridge expansion joint frequency, has influenced seriously the operation of road capacity and safety of operation.Highway management departments will pay more and more attention to how to repair expansion joints efficiently to ensure effective operation of highways.In this paper, the telescopic device damage causes are analyzed, and the characteristics of magnesium phosphate materials is introduced, and the common damage of steel - damage of bridge expansion joint replacement of rubber combination as an example, this paper expounds the bridge expansion joint with magnesium phosphate material replacement repair old sewing knocked down, the new joint installation anchoring techniques such as magnesium, phosphorus concrete pouring construction technical requirements.

        

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