一种维修桥墩检修平台的方法与流程

1.本发明涉及修补加固领域，尤其是涉及一种维修桥墩检修平台的方法。


背景技术：

2.截至2020年底，中国高铁总里程达3.79万千米，在高铁线路建设过程中，一般每25米或35米就有一座承重桥墩来支撑桥跨结构，铁路桥梁施工完毕以及铁路正常运营后，要对墩顶支座进行定期检查维修，由于铁路桥墩普遍较高，墩顶空间狭隘，所以在桥墩施工完毕后会在桥墩顶部安装高铁桥墩检修平台，以提供检查墩顶支座维修空间。
3.现有的桥墩检修平台承重悬臂梁为钢结构，水平步板为普通混凝土的组合形式。然而，桥墩检修平台长期处于野外环境，尤其是在沿海城市中，随着桥墩检修平台使用时间的增加，墩检修平台上的钢结构会被逐渐锈蚀，尤其是作为承重结构悬臂梁，经不断锈蚀后会出现钢材变薄，会出现表面剥落甚至于折断等现象，从而导致桥墩检修平台的安全性逐渐降低。现有的检修办法为对检修平台喷涂防锈漆来减缓腐蚀速率，以及部分焊接或更换锈蚀部件，但此类办法并不能彻底解决锈蚀问题。因此现有的检修平台服役使用15年左右就要进行更换或者大修。
4.然而目前在对检修平台进行更换或者大修时存在以下问题：1、若在维修过程中将废旧检修平台更换成新的检修平台，这样将造成大量的钢材浪费，新的钢材在生产时会产生大量的碳排放，维护费用成本较高；2、若在维修过程中将锈蚀裂缝折断部位进行焊接加固，检修平台在服役过程中还是难以避免因长期处于野外环境下而造成的腐蚀问题，而且随着维修次数的增加，最终还是要进行整个检修平台更换。
5.超高性能混凝土材料具有密实度高，力学性能好，耐久性好的优点，可用作严酷环境下普通混凝土外保护层，保护普通混凝土不被外界环境(硫酸盐环境，氯离子环境)侵蚀。若将超高性能混凝土用作检修平台钢结构加固及保护层，隔绝外部环境，可很好的解决锈蚀问题，同时也能起到加固作用。但超高性能混凝土材料由于自身特性，存在流动度大，与钢材直接接触两者之间作用力小，弹性变形能力小的问题。若想将超高性能混凝土直接喷涂在钢结构表面，因为材料本身较大的流动度，粘结性小会掉落，难以喷涂包覆上去。即使能喷涂上去，因为粘结力小，弹性变形能力小的缺点，在长时间列车经过震动的情况下会造成整块脱落。因此想将超高性能混凝土应用在检修平台维修翻新上，需要从材料改性和施工方法入手，降低材料流动度，提高弹性变形能力，增加超高性能混凝土和钢材之间的粘结作用。
6.为一劳永逸的解决废旧桥墩修补改造问题，避免常规维修因再次锈蚀导致的频繁修补问题，提出了一种及维修桥墩检修平台的方法。


技术实现要素：

7.本发明要解决的技术问题是：为了解决废旧桥墩检修平台上钢结构修补加固问题，避免维修后因再次锈蚀导致的频繁修补的问题。
8.本发明提供一种改性超高性能混凝土,包括以下步骤：
9.s1：除锈，对桥墩检修平台上受损部位钢结构表面进行除锈处理；
10.s2：固定加强钉，在受损部件裂缝空洞折断处两侧的表面上均焊接加强钉；
11.s3：一次加固，采用铁丝捆绑到受损部件裂缝空洞折断处两侧的加强钉上，以保证受损部件钢结构能够保持原样并具有一定的稳定性；
12.s4：二次加固，在受损部件上包裹改性超高性能混凝土，利用改性超高性能混凝土对受损部件进行二次加固保护。
13.在一些实施例中，所述改性超高性能混凝土包括超高性能混凝土和丙烯酸酯乳液，每方所述超高性能混凝土配合比中掺有重量比2
‰‑5‰
丙烯酸酯乳液。
14.在一些实施例中，改性超高性能混凝土还包括橡胶粉，每方所述超高性能混凝土配和比中掺有重量比4
‰‑
10
‰
公斤橡胶粉。
15.在一些实施例中，改性超高性能混凝土还包括气相纳米二氧化硅，每方超高性能混凝土配合比中掺有重量比1
‰‑8‰
气相纳米二氧化硅，纳米二氧化硅粒径为20-80nm。
16.在一些实施例中，在进行步骤s1之前先将检修平台从桥墩上拆除。
17.在一些实施例中，在进行步骤s1之前无需将检修平台从桥墩上拆除。
18.在一些实施例中，步骤s2中的加强钉为丝杆或螺栓或螺纹钢，加强钉垂直焊接在受损部件表面上,焊接处呈波浪状。
19.在一些实施例中，步骤s3中的铁丝捆绑方式为环形缠绕捆绑方式或“8”字形缠绕捆绑方式。
20.在一些实施例中，步骤s4是采用支模板向受损部位浇筑改性超高性能混凝土，用改性超高性能混凝土包覆住受损部件进行二次加固。
21.在一些实施例中，步骤s4是采用混凝土喷涂机向受损部位局部喷涂改性超高性能混凝土，用改性超高性能混凝土包覆二次加固。
22.本发明的有益效果在于：
23.本发明的一种维修桥墩检修平台的方法，通过对超高性能混凝土进行针对性改性，采用两次加固的翻新方式来对废旧检修平台进行维修改造翻新，一次加固时可保持检修平台形状结构不变，同时具有利用废旧的钢结构作为混凝土内部配筋的效果；二次加固时采用了改性超高性能混凝土包覆住受损部件，使得翻新改造后的检修平台受损部件具有较强的抗腐蚀性、优异的力学性能及耐久性。采用上述两步翻新改造后的桥墩检修平台能够保证检修平台整体的连接强度，还能够避免修补后的部位在此出现锈蚀问题需反复维修。本专利提供的维修方法即避免了钢材整体更换浪费，长久来看又降低了维修成本，节约了大量的人力物力。
附图说明
24.为了更清楚地说明本发明的技术方案，下面将对本发明所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图是本发明的一些实施方式，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。
25.图1为掺加橡胶粉后uhpc切片空隙结构；
26.图2为未掺加橡胶粉uhpc切片空隙结构。
具体实施方式
27.下面将结合附图对本发明的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。
28.本发明提供了一种维修桥墩检修平台的方法，包括以下步骤：
29.s1：除锈，对桥墩检修平台上受损部位钢结构表面进行除锈处理；
30.s2：固定加强钉，在受损部件裂缝空洞折断处两侧的表面上均焊接加强钉，加强钉的作用一是为铁丝捆绑提供捆绑受力点，二是为后续超高性能混凝土加固处理提供更多受力面，增加超高性能混凝土和受损部件之间的连接作用力，防止服役过程中列车经过震动引起的超高性能混凝土脱落问题；
31.s3：一次加固，采用铁丝捆绑到受损部件裂缝空洞折断处两侧的加强钉上，以保证受损部件钢结构能够保持原样并具有一定的稳定性；
32.s4：二次加固，在受损部件上包裹改性超高性能混凝土，利用改性超高性能混凝土对受损部件进行二次加固保护。
33.改性的目的为降低超高性能混凝土流动度，提高弹性变形能力，增加超高性能混凝土和钢材之间的粘结作用。
34.具体的，改性超高性能混凝土包括超高性能混凝土和丙烯酸酯乳液，每方所述超高性能混凝土配合比中掺有重量比2
‰‑5‰
丙烯酸酯乳液，每方超高性能混凝土中掺有重量比2
‰‑5‰
的丙烯酸酯乳液，在超高性能混凝土内掺入丙烯酸酯乳液能够提高超高性能混凝土与钢材之间的粘结力，为超高性能混凝土在钢材上的包覆提供需求的粘结性，而且还能够提高超高性能混凝土的抗开裂能力。但加入丙烯酸酯乳量太高会导致混凝土粘聚性大，难以喷涂，因此需根据包覆工艺来选择丙烯酸酯乳液的掺量，每方混凝土掺量范围是2
‰‑5‰
。
35.进一步的，改性超高性能混凝土还包括橡胶粉，每方所述超高性能混凝土配和比中掺有重量比4
‰‑
10
‰
橡胶粉。掺加细颗粒橡胶粉一是可以填充超高性能混凝土内部空隙，减小空隙数量及尺寸结构，使超高性能混凝土结构更加紧密，二是可以提高超高性能混凝土弹性变形能力。优选的，橡胶粉的粒径小于200目最佳。
36.再进一步的，改性超高性能混凝土还包括疏水性气相纳米二氧化硅，每方超高性能混凝土配合比中掺有重量比1
‰‑8‰
疏水性气相纳米二氧化硅，纳米二氧化硅粒径为20-80nm。气相纳米二氧化硅比表面积大，具有一定的疏水性，在混凝土中分散后能均匀填充微观空隙，在混凝土中表面润湿会消耗大量的自由水，这样可降低超高性能混凝土的流动性，同时能缩短凝结时间，提高早期强度，弥补丙烯酸酯乳液和橡胶粉对超高性能混凝土力学强度的不利影响。
37.在拆除后维修的情况下，可采用小掺量气相纳米二氧化硅，具有提高力学强度的作用。大掺量气相纳米二氧化硅适用于不拆除喷涂维修的情况，降低混凝土出机流动度，市面上常采用化学流变剂来实现，但化学流变剂存在会大幅度降低混凝土强度的缺点，为了保证喷涂后的混凝土强度，采用在配比中加入大量气相纳米二氧化硅，防止喷涂机喷覆后超高性能混凝土流动掉落，缩短凝结时间，保证夜间修补后第二天列车经过震动不会导致新修补的混凝土掉落。
38.本发明是采用两次加固的方式，一次加固为保持受损部件形状结构不变，同时具
有利用废旧的钢结构作为混凝土内部配筋的效果；二次加固时采用了超高性能混凝土包覆住受损部件，使得翻新改造后的检修平台较强的抗腐蚀性及耐久性。
39.若受损部件因锈蚀折断或锈蚀导致钢结构减少的厚度大于原有钢结构厚度的二分之一或者发生折断现象，则此受损部件为受损严重级别，此钢结构没有足够的结构受力，直接在桥墩上进行改造翻新会存在危险性，因此在进行步骤s1之前先将检修平台从桥墩上拆除，这样修复后的安全性更高。
40.进一步的，受损部件为受损严重级别时，步骤s4是采用支模板向受损部位浇筑超高性能混凝土，用超高性能混凝土包覆住受损部件进行加固，利用超高性能混凝土来弥补结构受力。
41.若受损部件因锈蚀折断或锈蚀导致钢结构减少的厚度小于原有钢结构厚度的二分之一，则此受损部件为受损不严重级别，此钢结构还具有足够的结构受力，因此在进行步骤s1之前无需将检修平台从桥墩上拆除。
42.进一步的，受损部件为受损不严重级别时，步骤s4是采用混凝土喷涂机向受损部位局部喷涂超高性能混凝土加固保护，受损部件的锈蚀部位被超高性能混凝土包裹后就不会因使用时间的增加而发生锈蚀折断的现象，这样不仅便捷，经济效益高，也更适用大部分的高铁检修平台悬臂梁现存锈蚀问题。
43.步骤s2中的加强钉为丝杆或螺栓或螺纹钢，加强钉垂直焊接在受损部件表面上，焊接处呈波浪状，受力效果更佳，丝杆、螺栓、螺纹钢的表面均具有纹路，从而能够进一步增加和混凝土的连接作用力，当然，其他表面具有纹路的加强零部件也可采用。
44.步骤s3中的铁丝捆绑方式为环形缠绕捆绑方式或“8”字形缠绕捆绑方式，这样的捆绑方式较为方便，适合高空作业。当然也可采用点焊加固，均能够使得受损部件的整体形状不变形。
45.表1改性前后超高性能混凝土关键性能参数对比
46.参数改性前改性后坍落扩展度(mm)710360初凝时间(h)114抗压强度(mpa)131.0125.0抗折强度(mpa)15.815.1抗拉强度(mpa)6.56.0极限拉伸应变(％)1.051.20弹性模量(gpa)42.347.5
47.注：检测依据为《超高性能混凝土基本性能与试验方法》(t/cbmf 37-2018/t/ccpa 7-2018)
48.设计抗压强度120mpa的超高性能混凝土作为基准配比(改性前)，改性加入3
‰
重量的丙烯酸酯乳液，7
‰
重量的粒径为1000目橡胶粉，8
‰
重量的50nm气相纳米二氧化硅。参照《超高性能混凝土基本性能与试验方法》成型试块并检测强度。结果如上，可以看出，虽改性后的超高性能混凝土力学强度出现小幅，但能满足设计指标。这是因为丙烯酸酯乳液和橡胶粉的添加会降低混凝土后期强度。但本专利需求指标弹性变形能力增强,扩展度大幅降低。
49.最后应说明的是：以上各实施例仅用以说明本发明的技术方案，而非对其限制；尽管参照前述各实施例对本发明进行了详细的说明，本领域的普通技术人员应当理解：其依然可以对前述各实施例所记载的技术方案进行修改，或者对其中部分或者全部技术特征进行等同替换；而这些修改或者替换，并不使相应技术方案的本质脱离本发明各实施例技术方案的范围。

技术特征：
1.一种维修桥墩检修平台的方法,其特征在于,包括以下步骤：s1：除锈，对桥墩检修平台上受损部位钢结构表面进行除锈处理；s2：固定加强钉，在受损部件裂缝空洞折断处两侧的表面上均焊接加强钉；s3：一次加固，采用铁丝捆绑到受损部件裂缝空洞折断处两侧的加强钉上，以保证受损部件钢结构能够保持原样并具有一定的稳定性；s4：二次加固，在受损部件上包裹改性超高性能混凝土，利用改性超高性能混凝土对受损部件进行二次加固保护。2.根据权利要求1所述的维修桥墩检修平台的方法，其特征在于，所述改性超高性能混凝土包括超高性能混凝土和丙烯酸酯乳液，每方所述超高性能混凝土配合比中掺有重量比2
‰‑5‰
丙烯酸酯乳液。3.根据权利要求2所述的改性超高性能混凝土，其特征在于：改性超高性能混凝土还包括橡胶粉，每方所述超高性能混凝土配和比中掺有重量比4
‰‑
10
‰
的橡胶粉。4.根据权利要求2或3所述的改性超高性能混凝土，其特征在于：改性超高性能混凝土还包括疏水性气相纳米二氧化硅，每方超高性能混凝土配合比中掺有重量比1
‰‑8‰
疏水性气相纳米二氧化硅，纳米二氧化硅粒径为20-80nm。5.根据权利要求1所述的一种维修桥墩检修平台的方法，其特征在于：在进行步骤s1之前先将检修平台从桥墩上拆除。6.根据权利要求1所述的一种维修桥墩检修平台的方法，其特征在于：在进行步骤s1之前无需将检修平台从桥墩上拆除。7.根据权利要求1所述的维修桥墩检修平台的方法，其特征在于：步骤s2中的加强钉为丝杆或螺栓或螺纹钢，加强钉垂直焊接在受损部件表面上,焊接处呈波浪状。8.根据权利要求1所述的维修桥墩检修平台的方法，其特征在于：步骤s3中的铁丝捆绑方式为环形缠绕捆绑方式或“8”字形缠绕捆绑方式。9.根据权利要求5所述的维修桥墩检修平台的方法，其特征在于：步骤s4是采用支模板向受损部位浇筑改性超高性能混凝土，用改性超高性能混凝土包覆住受损部件进行二次加固。10.根据权利要求6所述的维修桥墩检修平台的方法，其特征在于：步骤s4是采用混凝土喷涂机向受损部位局部喷涂改性超高性能混凝土，用改性超高性能混凝土包覆二次加固。

技术总结
本发明属于修补加固领域，涉及维修桥墩检修平台的方法,包括以下步骤：S1：除锈，对桥墩检修平台上受损部位钢结构表面进行除锈处理；S2：固定加强钉，在受损部件裂缝空洞折断处两侧的表面上均焊接加强钉；S3：一次加固，采用铁丝捆绑到受损部件裂缝空洞折断处两侧的加强钉上；S4：二次加固，在受损部件上包裹改性超高性能混凝土，利用改性超高性能混凝土对受损部件进行二次加固保护。本发明采用改性超高性能混凝土作为翻新维修材料的维修方法，能够保证受损部件整体结构的连接强度，还能够避免检修平台因为锈蚀问题出现反复维修的情况，无需用新的钢材替换废旧钢材，降低了维修成本，节约了大量的人力物力。了大量的人力物力。了大量的人力物力。


技术研发人员：杨文 韩运达 罗遥凌 高育欣 吴雄 谢昱昊 闫欣宜
受保护的技术使用者：中建西部建设股份有限公司
技术研发日：2023.06.13
技术公布日：2023/9/12