CN104746441A - 修复u型桥台纵向开裂的螺纹式锚杆加固法 - Google Patents

Abstract

本发明涉及一种修复U型桥台纵向开裂的螺纹式锚杆加固法。当桥台挡墙沿横桥向的厚度为1950-2350mm时，用以修复纵向开裂的U型桥台其桥台雉墙、桥台挡墙和桥台立墙部位。在施工之前，已使用压浆式锚杆加固法修复了桥台侧墙和桥台填土部位，使U型桥台处于安全状态。在施工时，在桥台雉墙中打入一列沿横桥向的水平锚杆，从桥台挡墙向桥台立墙中打入群体的倾斜锚杆，将纵向裂缝两侧的钢筋混凝土锚固在一起；在纵向裂缝其末端线的所在处，剔除破碎和风化的混凝土，割掉锈蚀和断裂的原构造钢筋，补焊新构造钢筋，灌注饱满的水泥砂浆，使U型桥台的外观和使用功能得以恢复。本发明的操作方法简单，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。

Description

修复U型桥台纵向开裂的螺纹式锚杆加固法

技术领域

本发明涉及一种修复U型桥台纵向开裂的螺纹式锚杆加固法。

背景技术

公路桥U型桥台的桥台立墙和桥台雉墙都沿横桥向设置，桥台雉墙位于桥台立墙之上的后部，其前面通过伸缩缝与桥体主梁相连接。支座安装在桥台立墙顶面的前部，支撑着桥体主梁。在桥体主梁的两侧，在桥台立墙的顶面，各竖立着一座桥台挡墙。在桥台雉墙和桥台立墙的背后，左右两侧的桥台侧墙都与之垂直相交。在桥台雉墙和桥台立墙之后，在左右两侧的桥台侧墙之间，顶部是400mm厚的路基垫层，余下的是密实的桥台填土。

在施工质量较差的情况下，由于车辆荷载的作用，U型桥台将产生纵向开裂。纵向裂缝沿横桥向与水平面呈45度夹角，沿纵桥向贯通于桥台立墙、桥台雉墙和桥台侧墙。每次下雨，雨水透过路面的孔隙渗入桥台填土和路堤填土之中，然后沿着纵向裂缝缓慢流出，将桥台填土中的颗粒冲出，以至形成大量的空洞。在纵向裂缝的所在处，混凝土破碎并风化严重，原构造钢筋锈蚀甚至断裂。

以往修复纵向开裂的U型桥台，首先拆除桥面之侧的栏杆和防撞墩，以及一部分桥体主梁，清除破损的混凝土墙体；然后在纵向裂缝以下的桥台侧墙和桥台立墙内植入竖向钢筋，在混凝土墙体被清除的部位，重新制作构造钢筋；最后架设钢模板浇注混凝土，使整个桥台恢复原状，并重新铺设路面。在这一过程中，大约需要中断桥面交通15-20天。实际上，在不影响桥面车辆正常行驶的情况下，也能对纵向开裂的U型桥台进行修复。

将纵向开裂的U型桥台分为桥台立墙、桥台挡墙、桥台雉墙、桥台侧墙和桥台填土五个修复部位。当桥台挡墙沿横桥向的厚度为1950-2350mm时，首先利用压浆式锚杆加固法修复桥台侧墙和桥台填土部位，使纵向开裂的U型桥台处于安全状态，然后再采用螺纹式锚杆加固法修复桥台立墙、桥台挡墙和桥台雉墙部位。

本发明就是根据上述思路，由本发明人精心研制的一种修复U型桥台纵向开裂的螺纹式锚杆加固法。

发明内容

本发明所要解决的问题就是提供一种螺纹式锚杆加固法，当桥台挡墙沿横桥向的厚度为1950-2350mm时，在不中断桥面交通的情况下，用以修复纵向开裂的U型桥台其桥台雉墙、桥台挡墙和桥台立墙部位。

本发明的目的是通过以下技术方案实现的：

一种修复U型桥台纵向开裂的螺纹式锚杆加固法，当U型桥台出现纵向裂缝时，用于修复其桥台雉墙、桥台挡墙和桥台立墙部位；U型桥台的桥台立墙和桥台雉墙都沿横桥向设置，桥台雉墙位于桥台立墙之上的后部，其正面通过伸缩缝与桥体主梁相连接；支座安装在桥台立墙顶面的前部，支撑着桥体主梁；在桥体主梁的左右两侧，在桥台立墙的顶面，各竖立着一座桥台挡墙；在桥台雉墙和桥台立墙的背后，左右两侧的桥台侧墙都与之垂直相交；在桥台侧墙和桥台立墙之下，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；在桥台雉墙和桥台立墙之后，在左右两侧的桥台侧墙之间，顶部是400mm厚的路基垫层，余下的是密实的桥台填土；所述的纵向裂缝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的混凝土，向下并向外侧延伸割断桥台立墙和桥台侧墙的混凝土；在纵向裂缝的上下两侧，混凝土破碎和风化严重，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；纵向裂缝的起始线位于桥台立墙与桥台挡墙的交汇处，其斜向线位于桥台立墙的正面，其末端线位于桥台立墙的侧面和桥台侧墙的表面；所述的桥体主梁为预应力连续箱形梁，桥台挡墙沿横桥向厚1950-2350mm、沿纵桥向宽1000mm，纵向裂缝的末端线低于桥台雉墙和桥台侧墙的顶面3500-4000mm；按照本发明施工，在桥台雉墙中打入一列沿横桥向的水平锚杆，从桥台挡墙向桥台立墙中打入群体的倾斜锚杆，将纵向裂缝两侧的钢筋混凝土锚固在一起；在此之前，已使用压浆式锚杆加固法修复了桥台侧墙和桥台填土部位；本发明的特征在于：

(1)所述的桥台雉墙沿纵桥向宽320mm，沿横桥向的长度等于U型桥台的宽度；将风钻架设在其外侧，沿着其横桥向的竖向中垂面，自上而下以415mm为间距钻制1列水平锚孔；顶部水平锚孔比桥台雉墙的顶面低350mm，根部水平锚孔比纵向裂缝的末端线低300-500mm；底部的两个水平锚孔其长度皆为400mm，余下的水平锚孔其孔底都越过纵向裂缝600mm；

(2)将风钻架设在所述的桥台挡墙的外侧，从其侧面向桥台立墙中钻制15个相互平行的倾斜锚孔；这些倾斜锚孔以450mm为间距呈五排，以300mm为间距呈三列；顶排倾斜锚孔的孔口都比桥台挡墙的顶边低250mm，它们的纵向中轴线都与纵向裂缝的起始线相距100mm；所有倾斜锚孔的孔底都越过纵向裂缝600mm；

(3)将风钻架设在所述的桥台立墙的外侧，向桥台立墙中钻制12个水平锚孔；这些水平锚孔以415mm为间距呈四排，以300mm为间距呈三列；这其中，自上而下第二排水平锚孔的孔底都越过纵向裂缝600mm，余下的三排水平锚孔其深度皆为400mm，底排水平锚孔都比纵向裂缝的末端线低300-500mm；

(4)所述的螺纹式锚杆分为水平锚杆和倾斜锚杆两种，它们都是用直径为22mm的螺纹钢筋制作，并分别位于水平锚孔和倾斜锚孔的正中部位；在每一个锚孔中，锚杆的顶端都与孔底相接触，其尾端皆凹入U型桥台表面25mm；所有的锚杆都用锚固包浆液锚固。

(5)在所述的桥台雉墙、桥台挡墙和桥台立墙的侧面，沿着水平锚杆和倾斜锚杆尾端的各横向连线和各竖向连线，在混凝土保护层中分别设置横向开挖槽和竖向开挖槽；该开挖槽的宽度为62-72mm、深度为45mm，在混凝土保护层较薄的部位，它们将钢筋混凝土中的原构造钢筋割断；

(6)在所述的桥台立墙的侧面，沿纵向裂缝的末端线，所开挖的特殊深槽其宽度为150-200mm、深度为80-100mm、长度等于桥台立墙沿纵桥向的宽度；在桥台立墙的正面，沿纵向裂缝的斜向线，所开挖的斜向深槽其开口宽度为100-150mm、深度为600-800mm、长度等于斜向线的长度。

(7)在所述的各横向开挖槽与各竖向开挖槽中，在水平锚杆及倾斜锚杆尾端的两侧，都加焊一根连接钢筋；在所述的特殊深槽内，以75-100mm为间距加焊两根横向连接钢筋；在各开挖槽内，在每一根原构造钢筋的被割断之处，都加焊一根新构造钢筋；

(8)在所述的开挖槽的槽帮和槽底，在各锚杆的尾端及每一根连接钢筋和构造钢筋的表面，都涂抹一层水泥胶；在桥台挡墙、桥台雉墙和桥台立墙的侧面架设钢模板，在桥台挡墙和桥台立墙的正面亦架设钢模板；向钢模板内灌注水泥砂浆，使之填满所有的开挖槽；

(9)当所灌注的水泥砂浆达到设计强度后，拆除钢模板；用电动打磨机对水泥砂浆的灌注部位进行打磨，使U型桥台恢复原状。

在所述的桥台雉墙、桥台挡墙和桥台立墙的侧面，首先设定各水平锚孔和各倾斜锚孔孔口的位置，然后用开孔器打开这些锚孔的孔口，其开孔深度为30-40mm；在锚孔的孔口处，如遇到原构造钢筋，可将其切断；当锚杆在锚孔中就位以后，被割断的原构造钢筋都要与该锚杆尾端外侧的连接钢筋相焊接。

在所述的桥台挡墙的外侧，架设一个用角钢焊接的倾斜定位架；倾斜定位架沿纵桥向宽1000mm、沿横桥向长1400mm，其前侧面高500mm，其后侧面高于前侧面，其顶面呈一个倾斜面；在倾斜定位架的顶面，以300mm为间距并排设置三股1750mm长的倾斜滑道，这三股倾斜滑道都与倾斜锚孔相平行；每架设一次倾斜定位架，风钻均可依次沿着这三股倾斜滑道钻制一排三个倾斜锚孔。

在所述的桥台立墙的外侧，架设一个用角钢焊接的水平定位架；水平定位架沿纵桥向宽1000mm、沿横桥向长1400mm、高500mm，在其顶面以300mm为间距并排设置三股1750mm长的水平滑道；每架设一次水平定位架，风钻均可依次沿着这三股水平滑道钻制一排三个水平锚孔。

所述的水平锚孔和倾斜锚孔其口径均为35-38mm，其长度都在400-3100mm之间；钻制这些锚孔，风钻使用四种钢钎，这四种钢钎的长度依次为0.7m、1.5m、2.3m和3.2m，在它们的顶端分别安装着直径为38mm、37mm、36mm和35mm的钻头；在钻制长锚孔时，从短钢钎到长钢钎依次使用。

所述的锚固包浆液用牛皮纸袋包封，整袋锚固包浆液呈一个圆柱体，其长度为250mm、直径为32mm；将整袋锚固包浆液依次填入锚孔中，直至将锚孔装满；将锚杆的顶端插入锚孔的孔口内，开动风钻推动其尾端，使该锚杆边旋转边向前推进，它的顶端不断刺破锚固包浆液的牛皮纸袋并将其搅碎，使之均匀地混入锚固包浆液中。

所述的横向开挖槽和竖向开挖槽其两个槽帮都用电动切割片切割而成，两个槽帮之间的混凝土用电锤剔除；在所述的特殊深槽和斜向深槽内，用手锤和钢錾分块剔除混凝土，原构造钢筋被完整保留且呈裸露状态，每一根原构造钢筋的锈蚀段都用电动切割片切除。

在所述的桥台立墙、桥台挡墙和桥台雉墙的侧面，横向开挖槽与竖向开挖槽呈矩形网格状分布；在该矩形网格的每一个节点处，都有一个水平锚杆或一个倾斜锚杆的尾端，都有两根横向连接钢筋与两根竖向连接钢筋正交叉叠置；正交叉叠置的四根连接钢筋将锚杆尾端包围，在每一根连接钢筋与锚杆的尾端之间，焊口长度都是22mm。

所述的连接钢筋和新构造钢筋都用直径为10mm的光圆钢筋制作；在所述的各开挖槽内，在每一个新构造钢筋与原构造钢筋的搭接处，焊口长度均不小于25mm；在每两根钢筋的相交处，都实施双侧焊接，而每一侧的焊口长度均为15mm。

所述的水泥砂浆其抗压强度与C30混凝土的抗压强度相等，并具有微膨胀性；在开挖槽内，水泥砂浆饱满而密实；在每一根锚杆尾端的所在处，在每一根连接钢筋和新构造钢筋的所在处，水泥砂浆保护层的厚度都不小于25mm。

本发明的优点是：操作方法简单，工程造价低，修复质量高，整个施工均在U型桥台之外侧和桥下进行，故无须中断桥面交通。

附图说明

图1是U型桥台纵向开裂的正面图。

图2是U型桥台在桥台立墙部位已形成特殊深槽的立面图。

图3是桥台立墙、桥台挡墙和桥台雉墙侧面锚孔孔口的分布图。

图4是桥台立墙、桥台挡墙和桥台雉墙侧面锚杆尾端的分布图。

图5是桥台立墙、桥台挡墙和桥台雉墙侧面开挖槽的分布图。

图6是开挖槽内横向连接钢筋与竖向连接钢筋的分布图。

图7是桥台立墙、桥台挡墙和桥台雉墙侧面钢筋的分布图。

图8是桥台立墙、桥台挡墙和桥台雉墙侧面水泥砂浆灌注部位的分布图。

图9是桥台立墙和桥台挡墙内水平锚孔与倾斜锚孔沿横桥向垂直面的分布图。

图10是桥台立墙和桥台挡墙内水平锚杆与倾斜锚杆沿横桥向垂直面的分布图。

图11是桥台立墙和桥台挡墙的侧表层内开挖槽沿横桥向垂直面的分布图。

图12是桥台立墙和桥台挡墙的开挖槽内横向连接钢筋的断面图。

图13是桥台立墙和桥台挡墙的开挖槽内竖向连接钢筋的分布图。

图14是桥台雉墙内水平锚孔沿横桥向垂直面的分布图

图15是桥台立墙的正面斜向深槽的开挖图。

图16是桥台立墙正面斜向深槽内的钢筋布设图。

图17是桥台立墙正面水泥砂浆灌注部位的分布图。

图18是水平定位架架设风钻钻制桥台雉墙内水平锚孔的侧面图。

图19是倾斜定位架架设风钻钻制桥台立墙和桥台挡墙内倾斜锚孔的侧面图。

图20是斜向深槽内的钢筋构造图。

图21是特殊深槽内的钢筋构造图。

附图标记

1水平锚孔，2倾斜锚孔，3水平锚杆，4倾斜锚杆，5风钻，6开挖槽，7构造钢筋，8连接钢筋，9水泥砂浆，10桥台雉墙，11桥台侧墙，12桥台挡墙，13桥台立墙，14桥体主梁，15纵向裂缝，16水平定位架，17倾斜定位架，6-1横向开挖槽，6-2竖向开挖槽，6-3特殊深槽，6-4斜向深槽，7-1原构造钢筋，7-2新构造钢筋，8-1横向连接钢筋，8-2竖向连接钢筋，15-1斜向线，15-2起始线。

具体实施方式

下面结合图1至图21详细说明根据本发明所提出的修复U型桥台纵向开裂的具体实施方式。

一、U型桥台的基本结构

U型桥台的桥台立墙13和桥台雉墙10都沿横桥向设置，桥台雉墙10位于桥台立墙13之上的后部，其正面通过伸缩缝与桥体主梁14相连接。支座安装在桥台立墙13顶面的前部，支撑着桥体主梁14。在桥体主梁14的左右两侧，在桥台立墙13的顶面，各竖立着一座桥台挡墙12。在桥台雉墙10和桥台立墙13的背后，左右两侧的桥台侧墙11都与之垂直相交。在桥台侧墙11和桥台立墙13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10和桥台立墙13之后，在左右两侧的桥台侧墙11之间，顶部是400mm厚的路基垫层，余下的是密实的桥台填土。桥台挡墙12沿横桥向厚1950-2350mm、沿纵桥向宽1000mm，纵向裂缝15的末端线低于桥台雉墙10和桥台侧墙11的顶面3500-4000mm。在对桥台雉墙10、桥台挡墙12和桥台立墙13部位修复之前，已使用压浆式锚杆加固法修复了桥台侧墙11及桥台填土部位。

二、打开锚孔的孔口

在桥台雉墙10、桥台挡墙12和桥台立墙13的侧面，首先设定各水平锚孔1和各倾斜锚孔2孔口的位置，然后用开孔器打开这些锚孔的孔口，其开孔深度为30-40mm。在锚孔的孔口处，如遇到原构造钢筋7-1，可将其切断。当锚杆在锚孔中就位以后，被割断的原构造钢筋7-1都要与该锚杆尾端外侧的连接钢筋8相焊接。

三、向桥台立墙中钻制倾斜锚孔

桥台挡墙12沿横桥向厚1950-2350mm，沿纵桥向宽1000mm。从桥台挡墙12的侧面向桥台立墙13中钻制15个相互平行的倾斜锚孔2。这些倾斜锚孔2以450mm为间距呈五排，以300mm为间距呈三列。顶排倾斜锚孔2的孔口都比桥台挡墙12的顶边低250mm，它们的纵向中轴线都与纵向裂缝15的起始线15-2相距100mm。所有倾斜锚孔2的孔底都越过纵向裂缝15，其越过的长度皆为600mm。

在桥台挡墙12的外侧，架设一个用角钢焊接的倾斜定位架17。倾斜定位架17沿纵桥向宽1000mm、沿横桥向长1400mm，其前侧面高500mm，其后侧面高于前侧面，其顶面呈一个倾斜面。在倾斜定位架17的顶面，以300mm为间距并排设置三股1750mm长的倾斜滑道，这三股倾斜滑道都与倾斜锚孔2相平行。每架设一次倾斜定位架17，风钻5均可依次沿着这三股倾斜滑道钻制一排三个倾斜锚孔2。

四、向桥台立墙中钻制水平锚孔

从桥台立墙13的侧面向其内部钻制12个水平锚孔1，这些水平锚孔1以415mm为间距呈四排，以300mm为间距呈三列。在这四排水平锚孔1中，自上而下第二排水平锚孔1的孔底都越过纵向裂缝15，其越过的长度均为600mm。余下的三排水平锚孔1其深度皆为400mm，底排水平锚孔1都低于纵向裂缝15的末端线300-500mm。

在桥台立墙13的外侧，架设一个用角钢焊接的水平定位架16。水平定位架16沿纵桥向宽1000mm，沿横桥向长1400mm，高500mm，在其顶面以300mm为间距并排设置三股1750mm长的水平滑道。每架设一次水平定位架16，风钻5均可依次沿着这三股水平滑道钻制一排三个水平锚孔1。

五、向桥台雉墙中钻制水平锚孔

桥台雉墙10沿纵桥向的宽度为320mm，沿横桥向的长度等于U型桥台的宽度。将风钻架设在其外侧，沿着其横桥向的竖向中垂面，自上而下以415mm为间距钻制1列水平锚孔1。顶部水平锚孔1比桥台雉墙10的顶面低350mm，根部水平锚孔1比纵向裂缝15的末端线低300-500mm。底部的两个水平锚孔1其长度皆为400mm，余下的水平锚孔1其孔底都越过纵向裂缝15，其越过的长度均为600mm。

在桥台雉墙10的外侧，架设一个用角钢焊接的水平定位架16。水平定位架16沿纵桥向宽400mm、沿横桥向长1400mm、高500mm，在其顶面设置一股1750mm长的水平滑道，在水平滑道上架设一台风钻5。每架设一次水平定位架16，风钻5都可沿着这股水平滑道向桥台雉墙10中钻制一个水平锚孔1。

六、锚孔与锚杆的规格

水平锚孔1和倾斜锚孔2的口径均为35-38mm，其长度都在400-3100mm之间。钻制这些锚孔，风钻5使用四种钢钎，这四种钢钎的长度依次为0.7m、1.5m、2.3m和3.2m，在它们的顶端分别安装着直径为38mm、37mm、36m和35mm的钻头。在钻制长锚孔时，从短钢钎到长钢钎依次使用。

螺纹式锚杆分为水平锚杆3和倾斜锚杆4两种，它们都是用直径为22mm的螺纹钢筋制作，并分别位于水平锚孔1和倾斜锚孔2的正中部位。在每一个锚孔中，锚杆的顶端都与孔底相接触，其尾端皆凹入U型桥台表面25mm。所有的锚杆都位于沿横桥向的垂直面中。

在锚孔中，锚杆用锚固包浆液锚固。锚固包浆液用牛皮纸袋包封，整袋锚固包浆液呈一个圆柱体，其长度为250mm、直径为32mm。将整袋锚固包浆液依次填入锚孔中，直至将锚孔装满。将锚杆的顶端插入孔口内，开动风钻5推动其尾端，使该锚杆边旋转边向前推进，它的顶端不断刺破锚固包浆液的牛皮纸袋并将其搅碎，使之均匀地混入锚固包浆液中。

七、设置开挖槽

在桥台雉墙10、桥台挡墙12和桥台立墙13的侧面，沿着水平锚杆3和倾斜锚杆4尾端的各横向连线和各竖向连线，在混凝土保护层中分别设置横向开挖槽6-1和竖向开挖槽6-2。该开挖槽6的宽度为62-72mm、深度为45mm，在混凝土保护层较薄的部位，它们将钢筋混凝土中的原构造钢筋7-1割断。

在桥台立墙13的侧面，沿纵向裂缝15的末端线，所开挖的特殊深槽6-3其宽度为150-200mm、深度为80-100mm、长度等于桥台立墙13沿纵桥向的宽度。在桥台立墙13的正面，沿纵向裂缝15的斜向线15-1，所开挖的斜向深槽6-4其开口宽度为100-150mm、深度为600-800mm、长度等于斜向线15-1的长度。

横向开挖槽6-1和竖向开挖槽6-2的两个槽帮都用电动切割片切割而成，两个槽帮之间的混凝土用电锤剔除。在特殊深槽6-3和斜向深槽6-4内，用手锤和钢錾分块剔除混凝土，原构造钢筋7-1被完整保留且呈裸露状态，每一根原构造钢筋7-1的锈蚀段都用电动切割片切除。

八、加焊连接钢筋和新构造钢筋

连接钢筋8和新构造钢筋7-2都用直径为10mm的光圆钢筋制作。在各横向开挖槽6-1与各竖向开挖槽6-2中，在水平锚杆3及倾斜锚杆4尾端的两侧，都加焊一根连接钢筋8。在特殊深槽6-3内，以75-100mm为间距加焊两根横向连接钢筋8-1。在各开挖槽6内，在每一根原构造钢筋7-1的被割断之处，都加焊一根新构造钢筋7-2。

在桥台立墙13、桥台挡墙12和桥台雉墙10的侧面，横向开挖槽6-1与竖向开挖槽6-2呈矩形网格状分布。在该矩形网格的每一个节点处，都有一个水平锚杆3或一个倾斜锚杆4的尾端，都有两根横向连接钢筋8-1与两根竖向连接钢筋8-2正交叉叠置。正交叉叠置的四根连接钢筋8将锚杆尾端包围，在每一根连接钢筋8与锚杆的尾端之间，焊口长度都是22mm。

在各开挖槽6内，在每一个新构造钢筋7-2与原构造钢筋7-1的搭接处，焊口长度均不小于25mm。在每两根钢筋的相交处，都实施双侧焊接，而每一侧的焊口长度均为15mm。

九、向开挖槽内灌注水泥砂浆

在开挖槽6的槽帮和槽底，在各锚杆的尾端及每一根连接钢筋8和构造钢筋7的表面，都涂抹一层水泥胶。在桥台挡墙12、桥台雉墙10和桥台立墙13的外侧架设钢模板，在桥台挡墙12和桥台立墙13的正面亦架设钢模板。向钢模板内灌注水泥砂浆9，使之填满全部开挖槽6。当所灌注的水泥砂浆9达到设计强度后，拆除钢模板。

用电动打磨机对水泥砂浆9的灌注部位进行打磨，使U型桥台恢复原状。水泥砂浆9的抗压强度与C30混凝土的抗压强度相等，并具有微膨胀性。在开挖槽6内，水泥砂浆9饱满而密实。在各锚杆尾端的所在处，在每一根连接钢筋8和新构造钢筋7-2的所在处，水泥砂浆9保护层的厚度都不小于25mm。

Claims (10)

1.一种修复U型桥台纵向开裂的螺纹式锚杆加固法，当U型桥台出现纵向裂缝〔15〕时，用于修复其桥台雉墙〔10〕、桥台挡墙〔12〕和桥台立墙〔13〕部位；U型桥台的桥台立墙〔13〕和桥台雉墙〔10〕都沿横桥向设置，桥台雉墙〔10〕位于桥台立墙〔13〕之上的后部，其正面通过伸缩缝与桥体主梁〔14〕相连接；支座安装在桥台立墙〔13〕顶面的前部，支撑着桥体主梁〔14〕；在桥体主梁〔14〕的左右两侧，在桥台立墙〔13〕的顶面，各竖立着一座桥台挡墙〔12〕；在桥台雉墙〔10〕和桥台立墙〔13〕的背后，左右两侧的桥台侧墙〔11〕都与之垂直相交；在桥台侧墙〔11〕和桥台立墙〔13〕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〔10〕和桥台立墙〔13〕之后，在左右两侧的桥台侧墙〔11〕之间，顶部是400mm厚的路基垫层，余下的是密实的桥台填土；所述的纵向裂缝〔15〕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〔10〕的混凝土，向下并向外侧延伸割断桥台立墙〔13〕和桥台侧墙〔11〕的混凝土；在纵向裂缝〔15〕的上下两侧，混凝土破碎和风化严重，原构造钢筋〔7-1〕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；纵向裂缝〔15〕的起始线〔15-2〕位于桥台立墙〔13〕与桥台挡墙〔12〕的交汇处，其斜向线〔15-1〕位于桥台立墙〔13〕的正面，其末端线位于桥台立墙〔13〕的侧面和桥台侧墙〔11〕的表面；所述的桥体主梁〔14〕为预应力连续箱形梁，桥台挡墙〔12〕沿横桥向厚1950-2350mm、沿纵桥向宽1000mm，纵向裂缝〔15〕的末端线低于桥台雉墙〔10〕和桥台侧墙〔11〕的顶面3500-4000mm；按照本发明施工，在桥台雉墙〔10〕中打入一列沿横桥向的水平锚杆〔3〕，从桥台挡墙〔12〕向桥台立墙〔13〕中打入群体的倾斜锚杆〔4〕，将纵向裂缝〔15〕两侧的钢筋混凝土锚固在一起；在此之前，已使用压浆式锚杆加固法修复了桥台侧墙〔11〕和桥台填土部位；本发明的特征在于：

(1)所述的桥台雉墙〔10〕沿纵桥向宽320mm，沿横桥向的长度等于U型桥台的宽度；将风钻〔5〕架设在其外侧，沿着其横桥向的竖向中垂面，自上而下以415mm为间距钻制1列水平锚孔〔1〕；顶部水平锚孔〔1〕比桥台雉墙〔10〕的顶面低350mm，根部水平锚孔〔1〕比纵向裂缝〔15〕的末端线低300-500mm；底部的两个水平锚孔〔1〕其长度皆为400mm，余下的水平锚孔〔1〕其孔底都越过纵向裂缝〔15〕600mm；

(2)将风钻〔5〕架设在所述的桥台挡墙〔12〕的外侧，从其侧面向桥台立墙〔13〕中钻制15个相互平行的倾斜锚孔〔2〕；这些倾斜锚孔〔2〕以450mm为间距呈五排，以300mm为间距呈三列；顶排倾斜锚孔〔2〕的孔口都比桥台挡墙〔12〕的顶边低250mm，它们的纵向中轴线都与纵向裂缝〔15〕的起始线〔15-2〕相距100mm；所有倾斜锚孔〔2〕的孔底都越过纵向裂缝〔15〕600mm；

(3)将风钻架设在所述的桥台立墙〔13〕的外侧，向桥台立墙〔13〕中钻制12个水平锚孔〔1〕；这些水平锚孔〔1〕以415mm为间距呈四排，以300mm为间距呈三列；这其中，自上而下第二排水平锚孔〔1〕的孔底都越过纵向裂缝〔15〕600mm，余下的三排水平锚孔〔1〕其深度皆为400mm，底排水平锚孔〔1〕都比纵向裂缝〔15〕的末端线低300-500mm；

(4)所述的螺纹式锚杆分为水平锚杆〔3〕和倾斜锚杆〔4〕两种，它们都是用直径为22mm的螺纹钢筋制作，并分别位于水平锚孔〔1〕和倾斜锚孔〔2〕的正中部位；在每一个锚孔中，锚杆的顶端都与孔底相接触，其尾端皆凹入U型桥台表面25mm；所有的锚杆都用锚固包浆液锚固。

(5)在所述的桥台雉墙〔10〕、桥台挡墙〔12〕和桥台立墙〔13〕的侧面，沿着水平锚杆〔3〕和倾斜锚杆〔4〕尾端的各横向连线和各竖向连线，在混凝土保护层中分别设置横向开挖槽〔6-1〕和竖向开挖槽〔6-2〕；该开挖槽〔6〕的宽度为62-72mm、深度为45mm，在混凝土保护层较薄的部位，它们将钢筋混凝土中的原构造钢筋〔7-1〕割断；

(6)在所述的桥台立墙〔13〕的侧面，沿纵向裂缝〔15〕的末端线，所开挖的特殊深槽〔6-3〕其宽度为150-200mm、深度为80-100mm、长度等于桥台立墙〔13〕沿纵桥向的宽度；在桥台立墙〔13〕的正面，沿纵向裂缝〔15〕的斜向线〔15-1〕，所开挖的斜向深槽〔6-4〕其开口宽度为100-150mm、深度为600-800mm、长度等于斜向线〔15-1〕的长度。

(7)在所述的各横向开挖槽〔6-1〕与各竖向开挖槽〔6-2〕中，在水平锚杆〔3〕及倾斜锚杆〔4〕尾端的两侧，都加焊一根连接钢筋〔8〕；在所述的特殊深槽〔6-3〕内，以75-100mm为间距加焊两根横向连接钢筋〔8-1〕；在各开挖槽〔6〕内，在每一根原构造钢筋〔7-1〕的被割断之处，都加焊一根新构造钢筋〔7-2〕；

(8)在所述的开挖槽〔6〕的槽帮和槽底，在各锚杆的尾端及每一根连接钢筋〔8〕和构造钢筋〔7〕的表面，都涂抹一层水泥胶；在桥台挡墙〔12〕、桥台雉墙〔10〕和桥台立墙〔13〕的侧面架设钢模板，在桥台挡墙〔12〕和桥台立墙〔13〕的正面亦架设钢模板；向钢模板内灌注水泥砂浆〔9〕，使之填满所有的开挖槽〔6〕；

(9)当所灌注的水泥砂浆〔9〕达到设计强度后，拆除钢模板；用电动打磨机对水泥砂浆〔9〕的灌注部位进行打磨，使U型桥台恢复原状。

2.根据权利要求1所述的修复U型桥台纵向开裂的螺纹式锚杆加固法，其特征在于：在所述的桥台雉墙〔10〕、桥台挡墙〔12〕和桥台立墙〔13〕的侧面，首先设定各水平锚孔〔1〕和各倾斜锚孔〔2〕孔口的位置，然后用开孔器打开这些锚孔的孔口，其开孔深度为30-40mm；在锚孔的孔口处，如遇到原构造钢筋〔7-1〕，可将其切断；当锚杆在锚孔中就位以后，被割断的原构造钢筋〔7-1〕都要与该锚杆尾端外侧的连接钢筋〔8〕相焊接。

3.根据权利要求1所述的修复U型桥台纵向开裂的螺纹式锚杆加固法，其特征在于：在所述的桥台挡墙〔12〕的外侧，架设一个用角钢焊接的倾斜定位架〔17〕；倾斜定位架〔17〕沿纵桥向宽1000mm、沿横桥向长1400mm，其前侧面高500mm，其后侧面高于前侧面，其顶面呈一个倾斜面；在倾斜定位架〔17〕的顶面，以300mm为间距并排设置三股1750mm长的倾斜滑道，这三股倾斜滑道都与倾斜锚孔〔2〕相平行；每架设一次倾斜定位架〔17〕，风钻〔5〕均可依次沿着这三股倾斜滑道钻制一排三个倾斜锚孔〔2〕。

4.根据权利要求1所述的修复U型桥台纵向开裂的螺纹式锚杆加固法，其特征在于：在所述的桥台立墙〔13〕的外侧，架设一个用角钢焊接的水平定位架〔16〕；水平定位架〔16〕沿纵桥向宽1000mm、沿横桥向长1400mm、高500mm，在其顶面以300mm为间距并排设置三股1750mm长的水平滑道；每架设一次水平定位架〔16〕，风钻〔5〕均可依次沿着这三股水平滑道钻制一排三个水平锚孔〔1〕。

5.根据权利要求1所述的修复U型桥台纵向开裂的螺纹式锚杆加固法，其特征在于：所述的水平锚孔〔1〕和倾斜锚孔〔2〕其口径均为35-38mm，其长度都在400-3100mm之间；钻制这些锚孔，风钻〔5〕使用四种钢钎，这四种钢钎的长度依次为0.7m、1.5m、2.3m和3.2m，在它们的顶端分别安装着直径为38mm、37mm、36mm和35mm的钻头；在钻制长锚孔时，从短钢钎到长钢钎依次使用。

6.根据权利要求1所述的修复U型桥台纵向开裂的螺纹式锚杆加固法，其特征在于：所述的锚固包浆液用牛皮纸袋包封，整袋锚固包浆液呈一个圆柱体，其长度为250mm、直径为32mm；将整袋锚固包浆液依次填入锚孔中，直至将锚孔装满；将锚杆的顶端插入锚孔的孔口内，开动风钻〔5〕推动其尾端，使该锚杆边旋转边向前推进，它的顶端不断刺破锚固包浆液的牛皮纸袋并将其搅碎，使之均匀地混入锚固包浆液中。

7.根据权利要求1所述的修复U型桥台纵向开裂的螺纹式锚杆加固法，其特征在于：所述的横向开挖槽〔6-1〕和竖向开挖槽〔6-2〕其两个槽帮都用电动切割片切割而成，两个槽帮之间的混凝土用电锤剔除；在所述的特殊深槽〔6-3〕和斜向深槽〔6-4〕内，用手锤和钢錾分块剔除混凝土，原构造钢筋〔7-1〕被完整保留且呈裸露状态，每一根原构造钢筋〔7-1〕的锈蚀段都用电动切割片切除。

8.根据权利要求1所述的修复U型桥台纵向开裂的螺纹式锚杆加固法，其特征在于：在所述的桥台立墙〔13〕、桥台挡墙〔12〕和桥台雉墙〔10〕的侧面，横向开挖槽〔6-1〕与竖向开挖槽〔6-2〕呈矩形网格状分布；在该矩形网格的每一个节点处，都有一个水平锚杆〔3〕或一个倾斜锚杆〔4〕的尾端，都有两根横向连接钢筋〔8-1〕与两根竖向连接钢筋〔8-2〕正交叉叠置；正交叉叠置的四根连接钢筋〔8〕将锚杆尾端包围，在每一根连接钢筋〔8〕与锚杆的尾端之间，焊口长度都是22mm。

9.根据权利要求1所述的修复U型桥台纵向开裂的螺纹式锚杆加固法，其特征在于：所述的连接钢筋〔8〕和新构造钢筋〔7-2〕都用直径为10mm的光圆钢筋制作；在所述的各开挖槽〔6〕内，在每一个新构造钢筋〔7-2〕与原构造钢筋〔7-1〕的搭接处，焊口长度均不小于25mm；在每两根钢筋的相交处，都实施双侧焊接，而每一侧的焊口长度均为15mm。

10.根据权利要求1所述的修复U型桥台纵向开裂的螺纹式锚杆加固法，其特征在于：所述的水泥砂浆〔9〕其抗压强度与C30混凝土的抗压强度相等，并具有微膨胀性；在开挖槽〔6〕内，水泥砂浆〔9〕饱满而密实；在每一根锚杆尾端的所在处，在每一根连接钢筋〔8〕和新构造钢筋〔7-2〕的所在处，水泥砂浆〔9〕保护层的厚度都不小于25mm。