空心板梁端气囊加固施工工法

空心板梁端气囊加固施工工法
1．前言
增大大截面法是桥梁加固常用的方法。

薄壁空心结构如箱梁、空心板等在服役过程中常出现各种裂缝，导致结构承载力下降。

采用增大截面法可有效提高其承载能力和刚度。

但是，采用增大截面法加固时通常需要在构件外表面搭设模板，施工工艺复杂，难度较大，加固效果也难以保证。

而对于面大量广的空心板桥，由于铰缝尺寸小，一般通过增大空心板顶板的厚度提高承载力，这种方法难以发挥增大截面法加固的优势。

因此，为了避免传统加固方法的缺点，便于增大截面法的应用，提供一种桥梁加固用气囊内模，其构造简单，成本较低，便于加固施工。

经过首件工程的验证，空心板梁端气囊加固各项施工技术指标，满足施工技术规范和成本控制要求，各工艺细节通过首件工程及总结得到进一步优化，可以进行下一步大面积的施工。

2．工法特点
施工方便，减小对原结构的损伤。

对箱型结构，采用本方法在构件局部开孔，施工方便，现场无需搭设施工平台，降低施工成本，同时局部开孔尺寸较小，对原结构物损伤较少。

3．适用范围
适用于大挖空率的空心板结构。

可以通过调整气囊截面和尺寸，适应不同截面形式空心结构的加固需求。

4．工艺原理
采用气囊为内模，并浇筑自密实混凝土，增大结构物壁板截面面积，可显著有效提高结构的承载能力和刚度。

5．机具设备及人员
5.1 机械设备及检测仪器见下表
表5.1 机械设备及检测仪器
3 电焊机—台 1
4 发电机30kw 台 1
5 高压水枪—个 1
6 风镐—台 1
5.2
生产副经理1名，领工员1名、技术员2名、试验员2名，开孔、砌砖、浇筑砼等施工人员合12人，共计18人。

6．施工工艺及操作要点
（1）在空心板顶部开孔；
采用空压机、风镐在空心板顶板开下人孔，人孔尺寸为0.5m×0.6m，布置在增大截面加固长度中间位置。

开孔时注意保留原钢筋，钢筋从中间截断向四周弯起；采用水钻在两侧设置排气孔，尺寸为0.02m×0.02m，在气囊两端的相对高程较大端附近布置（靠近中央分隔待一端腹板位置）。

图6.1 空心板顶端开口图6.2 两侧设置排气口
（2）气囊端部圬工封堵；
气囊加固3m范围端部采用24砖墙进行封堵。

砂浆采用M7.5型，砌缝饱满。

图5. 3 砌筑砖模
（3）布置定位箍筋并涂刷界面剂
按照设计尺寸在气囊底面每隔40cm放置一道横撑，根据气囊横向位置在横撑上方布置φ12U型钢箍筋，箍筋用扎丝绑扎在横撑钢筋上以免浇筑混凝土时气囊内模上浮和偏位。

用高压水枪对空心板内部杂物冲洗并湿润孔壁表面，然后在空心板内壁喷涂混凝土界面剂，以保证新旧混凝土的结合。

图6. 4 定位箍筋示意图图6. 5 涂刷界面剂（4）浇筑底板自密实混凝土；
浇筑底板混凝土，混凝土应具有良好的自流性、早强高强、无收缩、微膨胀且粘接能力强。

初凝时间不超过30分钟。

首次浇筑高度为10cm。

（5）充气形成气囊内模；
气囊充气，充气压力略小于工作压力，放置于空置区域，检查是否漏气，一但漏气，应进行更换或修补。

将气囊由下人孔放入，然后用空压机进行充气使气囊展开，形成内模，气压控制值为2MPa±0.5MPa。

充气过程中通过气压表观察读数，达到控制气压值后，停止充气并拧紧阀门。

在浇筑过程中，随时观察气压表读数，气压不够时立即补压，确保施工质量。

气囊充气完成后、砼浇筑前进行开孔钢筋连接，单面焊接时搭接长度为20d，绑扎钢筋搭接长度为30d。

图6. 6 加固用气囊内膜图 6. 7 顶板钢筋连接（6）浇筑自流平混凝土，增大构件截面
第二次浇筑混凝土厚度为40cm（联通气囊中间位置），浇筑过程中要随时检查气囊是否漏气、砼塌落度、扩展度是否符合要求，发现问题及时处理。

浇筑完成前通过排气口观察是否浇筑到位，并进行抹面收光。

外侧砼等垃圾清理干净。

图6. 8 浇筑C50自流平砼图6. 9 排气孔观察浇筑效果
（7）封补空心板开孔口。

将开孔处保留的原钢筋调直后梆钢筋连接，然后用混凝土浇筑至顶板上平面，待养生结束后，粘贴750mm×1000mm×6mm的钢板补强。

图6. 10 砼浇筑完毕图6. 11 粘贴补强钢板
7．质量要求
7.1 质量标准
（1）公路桥梁加固施工技术规范（JTG/TJ23-2008）。

7.2 质量控制措施
（1）建立健全质量管理体系，严格执行三检制和工序交接制。

（2）各种材料必须符合设计要求，混凝土要保证在有效时间内用完，否则要另行拌制。

（3）准备工作充分，人员必须到位，责任到人。

（4）施工过程中，积累、整理内业资料要做到准确、详实、工整、完全、统一、规范。

8．安全保通措施
8.1 施工安全保证措施
8.1.1 贯彻“安全第一，预防为主”的方针，安全、高效、优质地施工。

8.1.2 开工前由项目部安全负责人组织有关人员，进行一次安全技术交底、安全知识教育和一次安全检查，发现问题及时处理。

8.1.3 建立统一的调度指挥制度和机械管理制度。

施工中人员、工程车辆、工程机械进行统一指挥。

定期进行安全和纪律教育，杜绝违规操作责任事故。

8.1.4 进入施工现场的人员，按规定配戴劳动保护用品和安全用具，作业人员不得穿拖鞋、高跟鞋、硬底易滑鞋。

8.1.5 机械设备操作司机、电工等专业工种，必须按GB5036-85《特种作业人员安全技术考核管理规定》经过技术培训，考试合格，发给操作证后方可单独作业。

严禁无证操作。

8.1.6 施工现场临时电线路必须符合建设部颁发的《施工临时用电安全技术规范》（JTJ46-88）的要求，严禁任意拉线接电。

8.1.7 配电系统按施工组织设计要求设总配电箱、分配电箱、开关箱，实行分级配电。

开关箱内必须装设漏电保护器，漏电保护器符合GB6829-86的标准要求。

8.1.8 其现场应有足够的照明，不得有黑暗死角。

8.1.9 严禁酒后上岗。

8.2 施工安全保通措施
8.2.1保通人员24小时现场值班指挥车辆、行人按交通标志指示方向安全通过作业区。

8.2.2积极与交警、路政加强联系，取得支持和帮助；
8.2.3对全体人员进行安全保通教育，进行安全保通技术交底；
8.2.4施工人员着桔黄色醒目施工标志服，施工机械车辆车尾悬挂反光标志；
8.2.5在施工作业区所占车道来车方向上游过渡区设立保通人员，身着交通反光背心，手持指挥棒或指挥小旗引导车辆、行人按照设置标志有序安全通行；夜间在上游过渡区内设频闪警告灯。

9．文明施工及环境保护措施
9.1 现场成立专职的文明施工小分队，建立文明施工管理制度，文明施工小分队由专职文明监督员带领，负责全线文明施工的管理工作。

9.2 采用定量装车，并覆盖运输，避免装载过多造成遗撒。

施工渣土及时清运到指定的渣土消纳场。

9.3 合理组织流水施工，合理组织材料的进场，减少现场材料的
堆放量，对已进场的各种材料，严格按照施工总平面布置图位置码放整齐，施工过程中做到活完料净脚下清。

9.4 为减少环境、空气、河流污染，施工现场的土堆和易飞扬的料堆使用高密网进行苫盖。

工程完工后必须对施工现场进行恢复，并达到业主要求的标准。

9.5 施工人员进场前进行文明安全施工教育，培训、利用各种形式（如板报、快讯等）宣传表扬文明施工的先进人物，努力提高职工文明施工的意识和自身素质。

9.6 文明施工做到组织落实、责任落实、形成网络，项目部每月进行一次文明施工检查，将文明施工管理列入生产活动议事日程当中，做到常抓不懈。

9.7施工中，防止运输和装卸粉尘材料时对周围环境中的污染，采取遮盖的措施，消除灭尘和运输洒落。

对各种施工机械、车辆进行严格的废气排放检测，对排量不合格的机械、车辆坚决予以停用。

10、效益分析
采用气囊增大截面加固方法，省去了外部增大截面支架费用，大幅降低了加固维修的费用。

为桥梁的养护管理及改扩建工作提供决策上的技术支持，根据桥梁的实际使用情况进行有效的更换和维护，合理安排桥梁的维修费用，增加了桥梁使用寿命，具有明显的直接经济效益；
选用采用经济、高效的加固技术，可显著提高现役桥梁的承载能力及耐久性，有效降低桥梁发生重大事故的几率，具有巨大的社会效
益和间接经济效益。

符合节约资源、合理利用资源的国情，并且由碳纤维加固提高了桥梁的使用寿命，也避免了因重复建设造成自然资源的浪费，具有良好的社会效益。

中铁四局集团有限公司
连霍洛三（豫陕界）段改建工程LM-8标项目经理部
二〇一五年三月。