[发明专利]预制混凝土面板快速拼装加固水下结构的施工方法

说明书

技术领域

本发明涉及一种水下结构加固的方法，具体涉及一种本利用预制混凝土管片快速拼装加固如桥梁基础、墩柱、坝体等水下结构的方法，属于水利工程技术领域。

背景技术

筑物如房屋、桥梁、隧道、大坝等，随着服役时间的增加，会由于受到材料老化、荷载增加、外部撞击等因素的影响而导致结构出现不同程度的损伤，这些损伤将严重影响结构的继续承载能力和耐久性能，严重时将影响所述建筑物的使用安全性，特别是对于位于水下的结构由于其环境比水上更加恶劣，问题尤为突出和严重。

尤其是我国作为一个江河湖泊众多的国家，大量的桥梁使陆上交通连成网络，已成为我国经济飞速发展的重要保障。据统计，截止到2007年，我国各类桥梁约有五十二万座。但是这些桥梁随着运行时间的增长和交通量的与日俱增，各种各样的病害不断出现，如支座老化、梁体开裂、露筋等已引起工程技术人员的注意。相对于桥梁上部结构而言，下部水下结构由于其使用环境和使用条件更为恶劣，水下较高的静态应力和疲劳应力、河水冲刷、淘刷、磨损、气蚀、严寒地区的冻融和侵蚀、船舶碰撞、浮冰及地震袭击、环境载荷（如生物附着）和工作载荷等，均易导致桥梁水下结构形成各类损伤缺陷，且不易被发现。调查发现，在上部结构基本能满足使用要求的条件下，许多桥梁水下桥墩、桩柱会出现不同程度的混凝土表面脱落、蜂窝、裂缝、露筋、淘空等病害，这些损伤、缺陷将导致桥梁承载能力和耐久性能的降低，严重危及使用安全。因此，对水下结构的加固维修应引起高度的重视。

当前，对于水下结构病害整治、维修加固的公知方法之一是围堰弃水外包钢筋混凝土法，即首先在待加固水下结构四周设置围堰，如钢板桩围堰等，围堰的大小取决于待加固结构的大小及后续操作空间的需要，围堰的高度取决于水的深度；围堰设置完毕后，抽出围堰内部的水，检查是否有漏水或渗水现象，并进行必要的堵漏、防渗处理；对待加固结构表面进行处理，如清除表面的松散混凝土、附着物等，在其四周绑扎钢筋、支护模板、灌注混凝土；最后对围堰进行回收再利用。但是，该方法面临着弃水、防水等难题，而且往往会耗费大量的时间和费用，并且在施工过程中占用航道空间，这对于交通运输繁忙的河段，其间接影响不可估量。因此，如何简化水下结构的维修加固工艺、缩短施工工期、降低水下结构加固对航道交通的影响，一直都是工程技术人员面临的一个棘手的问题。

针对目前水下结构加固难度大、费用高、周期长的现状，中国发明专利CN200910080051.9公开了一种“纤维增强复合材料网格筋加固水下结构的方法”，即先由潜水人员对待加固结构表面进行处理，然后将纤维增强复合材料网格筋包覆于待加固结构的表面，在待加固结构外部设置隔离体并保证缝隙密封效果，紧接着灌注水下固化环氧树脂或其他浆体，最后对隔离体进行拆除。该方法是一种不排水的加固方法，在一定程度上解决了目前水下结构加固的难点问题，但是也存在一些不足之处：待加固结构与后加固部分之间存在明显的二次受力效应，即后加固材料的受力滞后，很难充分发挥纤维增强复合材料网格筋对待加固结构的约束效应，使材料性能大大浪费；由于所灌注的浆体固化需要一定的时间，因此灌浆后隔离体不能立即拆除，这将大大增加加固的时间成本和降低隔离体的周转效率，而且导致相应的临时设施不能得到及时的拆除再利用，进而影响整个加固工程的进度和费用。

发明内容

发明目的：为了克服现有技术中存在的不足，本发明提供一种对诸如桥梁基础、墩柱、坝体、水池等水下结构常见病害、承载力不足等维修加固中需要用到模板的新型加固方法，实现可靠的快速无排水水下结构加固，以期最大限度的降低水下结构维修加固的时间成本与资金成本。

技术方案：为解决上述技术问题，本发明提供的预制混凝土面板快速拼装加固水下结构的施工方法，包括以下步骤：

准备工作，在施工区域设置污染预防膜，并搭设水上施工工作平台；

对待加固水下结构表面进行处理；

在待加固水下结构的表面设置筋材笼；

围绕待加固的水下结构拼装预制混凝土面板；

底部密封，对拼装后的面板底部进行水下不分散混凝土或水下不分散砂浆封闭；

灌浆，向拼装完成后的面板和待加固水下结构之间的空隙内灌压水下固化环氧树脂、水下不分散砂浆或水下不分散混凝土等材料；

张拉预应力，根据加固目标的要求决定是否需要张拉横向预应力，如果需要，则需在灌浆材料达到预定的强度后张拉预应力筋；

拆除临时设施，加固完成。