[发明专利]修复U型桥台纵向开裂的压浆式锚杆加固法

摘要

本发明涉及一种修复U型桥台纵向开裂的压浆式锚杆加固法。当U型桥台产生纵向开裂时，在纵向裂缝的两侧，混凝土破碎并风化严重，原构造钢筋锈蚀甚至断裂。由于桥面渗水的冲刷，在桥台填土中形成了大量空洞。在修复U型桥台时，将压浆式锚杆呈方阵沿横桥的水平方向打入其中，将开裂的桥台侧墙与桥台填土锚固在一起，并使桥台填土中的空洞都充满锚固水泥砂浆。压浆式锚杆的抗拉强度高，结构新颖而独特。它首先使锚固水泥砂浆在锚孔中形成一个回流，将锚孔内的空气全部排出并充满锚孔内的空间；然后使锚固水泥砂浆具有足够的压力，以向桥台填土中的空洞渗透。本发明的操作工具简单，工程造价低，修复质量高，在整个施工期间无须中断桥面交通。

主权项

一种修复U型桥台纵向开裂的压浆式锚杆加固法，当U型桥台出现纵向裂缝〔14〕时，用于修复其桥台侧墙〔9〕和桥台填土〔13〕部位；U型桥台的桥台立墙〔10〕和桥台雉墙〔8〕都沿横桥向设置，桥台雉墙〔8〕位于桥台立墙〔10〕之上的后部，其正面通过伸缩缝与桥体主梁〔12〕相连接；支座安装在桥台立墙〔10〕顶面的前部，支撑着桥体主梁〔12〕；在桥体主梁〔12〕的左右两侧，在桥台立墙〔10〕的顶面，各竖立着一座桥台挡墙〔11〕；在桥台雉墙〔8〕和桥台立墙〔10〕的背后，左右两侧的桥台侧墙〔9〕都与之垂直相交；在桥台侧墙〔9〕和桥台立墙〔10〕之下，是一块矩形底板；U型桥台的主体呈一个整体浇注的钢筋混凝土壳体结构；在桥台雉墙〔8〕和桥台立墙〔10〕之后，在左右两侧的桥台侧墙〔9〕之间，顶部是400mm厚的路基垫层〔15〕，余下的是密实的桥台填土〔13〕；所述的纵向裂缝〔14〕沿横桥向与水平面呈45度夹角，沿纵桥向贯通于整个U型桥台；它向上并向里侧延伸割断桥台雉墙〔8〕的混凝土，向下并向外侧延伸割断桥台立墙〔10〕和桥台侧墙〔9〕的混凝土；在纵向裂缝〔14〕的上下两侧，混凝土破碎并风化严重，原构造钢筋〔5‑1〕锈蚀甚至断裂；由于桥面渗水的冲刷，在桥台填土〔13〕中形成了大量空洞；纵向裂缝〔14〕的起始线位于桥台立墙〔10〕与桥台挡墙〔11〕的交汇处，其斜向线〔14‑1〕位于桥台立墙〔10〕的正面，其末端线〔14‑2〕位于桥台立墙〔10〕的侧面和桥台侧墙〔9〕的表面；当所述的桥体主梁〔12〕为预应力连续箱形梁时，桥台挡墙〔11〕沿横桥向厚1950‑2350mm，纵向裂缝〔14〕的末端线〔14‑2〕低于桥台雉墙〔8〕和桥台侧墙〔9〕的顶面3500‑4000mm；当所述的桥体主梁〔12〕由预应力简支T型梁构成时，桥台挡墙〔11〕沿横桥向厚500‑600mm，纵向裂缝〔14〕的末端线〔14‑2〕低于桥台雉墙〔8〕和桥台侧墙〔9〕的顶面2000‑2400mm；按照本发明施工，将群体的压浆式锚杆〔2〕呈方阵，沿横桥向水平地打入U型桥台内，将开裂的桥台侧墙〔9〕与桥台填土〔13〕锚固在一起，使桥台填土〔13〕中的空洞都充满锚固水泥砂浆〔7〕，使纵向开裂的U型桥台处于安全状态；本发明的特征在于：(1)所述的压浆式锚杆〔2〕被锚固于口径为89mm、长度为7200mm的锚孔〔1〕内；在桥台侧墙〔9〕和桥台填土〔13〕中，锚孔〔1〕的横向间距和竖向间距都是750mm；顶排锚孔〔1〕比桥台侧墙〔9〕的顶面低350mm，底排锚孔〔1〕比纵向裂缝〔14〕的末端线〔14‑2〕低300‑500mm；每一排的第一个锚孔〔1〕都与桥台雉墙〔8〕其沿横桥向的竖向中垂面相距300mm，每一排的最后一个锚孔〔1〕与桥台尾端之距都不大于600mm；(2)所述的压浆式锚杆〔2〕由1根主钢管〔2‑1〕、1个锚盖〔2‑2〕、2排射浆孔〔2‑3〕、数组锚固钉〔2‑4〕、1根排气管〔2‑5〕、1个排气节门〔2‑6〕、1根输浆管〔2‑7〕、1个输浆节门〔2‑8〕和1个封锚钢板〔2‑9〕组成；(3)主钢管〔2‑1〕是一根长度为7250mm、外径为42mm、壁厚为6mm的无缝钢管，在它顶部的左右两侧，各以75mm为间距钻制3个口径为15mm的射浆孔〔2‑3〕；锚盖〔2‑2〕用2mm厚的钢板冲压而成；锚固钉〔2‑4〕是一根直径为12mm、长度为80mm的螺纹钢筋；排气管〔2‑5〕是一根外径为14mm、壁厚为2mm、长度为900mm的钢管；输浆管〔2‑7〕是一根外径为42mm、壁厚为4mm、长度为200mm的钢管；封锚钢板〔2‑9〕用一个直径为87‑88mm、厚度为10mm的圆形钢板制作，在它平面的正中部位设有一个主钢管孔〔2‑10〕，在该主钢管孔〔2‑10〕之上设有一个排气管孔〔2‑11〕；(4)锚盖〔2‑2〕扣在主钢管〔2‑1〕的顶端，沿着锚盖〔2‑2〕的周边实施焊接，使二者相固定；沿着主钢管〔2‑1〕的纵向，锚固钉〔2‑4〕以1000mm为间距按组设置；每一组的四根锚固钉〔2‑4〕都以相等的环向间距分布于主钢管〔2‑1〕的侧面；每一根锚固钉〔2‑4〕都与主钢管〔2‑1〕相平行，在其两个侧面与主钢管〔2‑1〕之间，都设置一道通缝满焊焊口；(5)主钢管〔2‑1〕沿水平设置，从其尾端起顺次连接着输浆节门〔2‑8〕和输浆管〔2‑7〕；排气管〔2‑5〕的前半部分为水平段，其后半部分向上弯起，其前半部分位于主钢管〔2‑1〕的尾部之上，二者相平行且相贴；主钢管〔2‑1〕和排气管〔2‑5〕分别插入封锚钢板〔2‑9〕的主钢管孔〔2‑10〕和排气管孔〔2‑11〕中，并都通过焊接与封锚钢板〔2‑9〕相固定；安装于排气管〔2‑5〕尾端的排气节门〔2‑6〕位于输浆管〔2‑7〕其尾端上方的350mm处；(6)沿着主钢管〔2‑1〕的纵向，以1000mm为间距加设塑料承托〔16〕；塑料承托〔16〕呈瓦片状，其长度为100mm，其内圆弧半径为21mm，其外圆弧半径为44.5mm，其最大宽度为78mm；在塑料承托〔16〕其内圆弧曲面的两侧，各设有一个立柱，主钢管〔2‑1〕嵌入其内圆弧曲面之内；取两根直径为5mm的螺丝平行穿过两个立柱顶部的圆孔，拧紧这两根螺丝的螺母，使该塑料承托〔16〕与主钢管〔2‑1〕相固定；(7)在整个一列塑料承托〔16〕的支撑下，压浆式锚杆〔2〕位于锚孔〔1〕的正中部位，其锚盖〔2‑2〕与锚孔〔1〕的孔底相距100mm，其主钢管〔2‑1〕的尾端伸出锚孔〔1〕的孔口150mm，其封锚钢板〔2‑9〕位于锚孔〔1〕的桥台侧墙段内，并凹入锚孔〔1〕的孔口300mm；在封锚钢板〔2‑9〕与锚孔〔1〕的孔口之间，在主钢管〔2‑1〕和排气管〔2‑5〕与锚孔〔1〕的孔壁之间，充满了封堵水泥砂浆〔6〕；(8)在所述的压浆式锚杆〔2〕其输浆管〔2‑7〕的尾端接上压浆机的橡胶管，将压浆机的压力调至0.2MPa；在压浆机的作用下，锚固水泥砂浆〔7〕经过输浆管〔2‑7〕进入主钢管〔2‑1〕中，遇到锚盖〔2‑2〕的阻挡后，从射浆孔〔2‑3〕射出，沿着压浆式锚杆〔2〕与锚孔〔1〕孔壁之间的空间往回流，遇到封锚钢板〔2‑9〕的阻挡后，经排气管〔2‑5〕从排气节门〔2‑6〕射出；(9)关闭排气节门〔2‑6〕，使锚固水泥砂浆〔7〕无法射出；将压浆机的压力增至0.5‑0.6MPa，在压浆机的作用下，锚固水泥砂浆〔7〕进入并充满压浆式锚杆〔2〕周围混凝土中的大小裂缝和桥台填土〔13〕中的各个空洞；关闭输浆节门〔2‑8〕，停止压浆，对进入U型桥台内的锚固水泥砂浆〔7〕进行养生；(10)在所述的桥台侧墙〔9〕的表层，沿着压浆式锚杆〔2〕其尾部的各横向连线和各竖向连线分别设置横向开挖槽〔3‑1〕和竖向开挖槽〔3‑2〕；该开挖槽〔3〕的宽度为82mm，深度为40‑50mm；沿着纵向裂缝〔14〕的末端线〔14‑2〕，开挖一道宽度为150‑200mm、深度为80‑100mm的特殊深槽〔3‑3〕；当桥台挡墙〔11〕沿横桥向的厚度为1950‑2350mm时，特殊深槽〔3‑3〕贯通于桥台侧墙〔9〕和桥台立墙〔10〕部位；当桥台挡墙〔11〕沿横桥向的厚度为500‑600mm时，仅在桥台侧墙〔9〕部位设置特殊深槽〔3‑3〕；(11)当锚孔〔1〕中的锚固水泥砂浆〔7〕达到终凝后，用电动切割片对压浆式锚杆〔2〕的尾部进行切割，使其主钢管〔2‑1〕的新尾端凹入桥台侧墙〔9〕表面25mm，使其排气管〔2‑5〕的新尾端与开挖槽〔3〕的槽底相持平；主钢管〔2‑1〕的新尾端即为该主钢管〔2‑1〕所在压浆式锚杆〔2〕的新尾端；(12)在每一道横向开挖槽〔3‑1〕和每一道竖向开挖槽〔3‑2〕中，在压浆式锚杆〔2〕其新尾端的两侧，各加焊一根连接钢筋〔4〕；在特殊深槽〔3‑3〕中，以75‑100mm为间距加焊两根横向连接钢筋〔4‑1〕；在开挖槽〔3〕中，在每一根原构造钢筋〔5‑1〕的被割断之处，都加焊一根新构造钢筋〔5‑2〕；所加焊的连接钢筋〔4〕和新构造钢筋〔5‑2〕都用直径为10mm的光圆钢筋制作；(13)在开挖槽〔3〕的槽底和槽帮，在各压浆式锚杆〔2〕的新尾端及每一根连接钢筋〔4〕和构造钢筋〔5〕的表面，都涂抹一层水泥胶；在桥台侧墙〔9〕的外侧加设钢模板，向钢模板内灌注封堵水泥砂浆〔6〕，使之充满全部横向开挖槽〔3‑1〕和竖向开挖槽〔3‑2〕、以及特殊深槽〔3‑3〕的桥台侧墙〔9〕段；当所灌注的封堵水泥砂浆〔6〕达到设计强度后，拆除钢模板；用电动打磨机对封堵水泥砂浆〔6〕的灌注部位进行打磨，使桥台侧墙〔9〕恢复原状。