后張法預應力箱梁修補技術

摘要：某后張法預應力箱梁在受到外力撞擊后，在腹板處產生一孔洞。本文論述了“灌漿料＋碳纖維布”的修補方案和步驟，處理結果可靠，可以借鑒。

關鍵詞：后張法；箱梁；修補

1 概述

陽翼高速公路某合同段共需預制280片35m后張法箱梁，由于受到地形的限制，將箱梁預制場設在了橋頭挖方路段。某日邊坡發生坍塌，幾塊巨石滾落于預制場內，其中一塊2m*2m*1.5m的石塊砸在了一片預制完剛7天的邊跨箱梁腹板處，形成一孔洞。孔洞中心距箱梁中隔板2.5m，腹板外側中部40cm*40cm范圍受損，內側100cm*100cm范圍混凝土松動，橫向水平鋼筋凹陷1cm左右。受損箱梁如圖1所示。

2 箱梁修補方案

從確保梁體質量和安全的角度出發，參照太長高速公路某現澆箱梁空洞的處理方案，確定了該片箱梁的處理方案，即將松散混凝土清理干凈后，在箱室內支模板，用自流型高強、膨脹灌漿料（CGM）將孔洞補齊，然后在受損部位兩側粘貼碳纖維布進行加固補強。

3 箱梁修補步驟

3.1 清理松散混凝土

箱梁受撞擊后，腹板局部區域混凝土已脫離梁體，將該部分混凝土徹底清除，然后用高壓水沖洗混凝土表面，將浮灰清理干凈。

3.2 安裝模板

采用1.2m*1.2m竹膠板，四周粘貼5cm寬海綿條防止漏漿，竹膠板一側與腹板內壁緊貼并留一入口以灌料，另一側設橫向和縱向支撐，將竹膠板固定牢固。

3.3 梁體孔洞修補

灌漿料（CGM）為無收縮自流預拌型干粉砂漿材料，其特點是強度高、高流態、泌水率低防離析、微膨脹對環境適應型好。CGM：即Cementitious（水泥基材），Grout（灌漿），Materialbn（材料）的縮寫，其配比設計符合現行《混凝土結構工程施工及驗收規范》（GB50204）;《混凝土結構設計規范》（GBJ10）；《混凝土結構加固技術規范》（CECS25）及《水泥及灌漿材料施工技術規 程》（YB/T9261---98）中的有關規定。

3.3.1 表面準備

混凝土表面須干凈、密實、無油污，無水泥浮漿和任何不利于粘接的顆粒，金屬（鐵和鋼材）表面須無鱗鐵。在灌漿前12～24h，將模板和混凝土基礎表面潤濕；在灌漿前1～2h，用棉絲、海綿或泡沫塑料將積水吸凈。

3.3.2 混合

將適量水加入到預拌好的粉狀產品中以達到所需的稠度，通常每袋50kg加水6.5L，用慢速電動攪拌器（速度不超過500轉/分）攪拌均勻。人工攪拌時，先將 CGM 倒在拌板上，而后加70%的水量，攪拌4～5次后再加所剩余30%的水，攪拌 4 次，攪拌要邊翻倒，邊插搗，使之徹底均勻，并增大流動性，一般要求 5min 以上。拌合地點應盡量靠近灌漿地點；現場拌合時嚴禁加入任何外加劑。每次攪拌量應視使用量多少而定，以保證40min 內漿料用完。發現剛攪拌完的拌合物表面上有浮水時，表明水量過多，應適當加一些 CGM 干料，攪拌使其將浮水“吃”光，因為有浮水會降低膨脹效果。

3.3.3 施工

利用灌漿料自身流動性好的特點，采用自重法灌入，先從腹板外側徐徐灌入受損部位，外側表面混凝土灌滿之后，用0.5m*0.5m竹膠板撐住，再從內側灌料至孔洞部分為灌漿料所充實為止。灌料是應確保氣體能自由逸出；不得用機械振搗，宜用人工插搗排除氣泡；砂漿表面暴露在外的部分越少越好。從灌漿開始，用木棍不停地往復拉動，疏導拌合物，以加快灌漿進度，促使拌合物流進模板內各個角落；當灌漿由于某種原因中斷時，要加強往復拉動，以延長可流動時間，否則已灌入的拌合物開始凝結，失去流動性無法繼續灌漿，而造成工程事故。在灌漿過程中發現已灌入的拌合物有浮水時，應當馬上灌入較稠一些的拌合物，使其吃掉浮水，或適當投入一些干料將浮水“吃掉”。灌漿過程中，應不斷檢查模板情況和排氣情況，發現問題及時處理。灌漿時應在現場制數量必要的試塊，分現場同條件養護和標準養護兩種。

3.3.4 養護

氣溫在5 ℃以上時用濕布蓋住灌漿孔CGM裸露面，進行3～7d陰濕養護。氣溫在5 ℃以下時則用養護劑或塑料布覆蓋干燥養護5～7d即可。灌漿后 24 小時內不可受到振動。

3.4 梁體補強加固

3.4.1 碳纖維布特點

碳纖維布具有高強高效、施工便捷、良好的耐久性和耐腐蝕性、施工質量易于保證和厚度薄、重量輕的特點。施工時無需大型施工機具，無需現場固定設施；碳纖維布可任意剪裁，施工簡單，工期短；耐酸、堿及大氣腐蝕，不需定期圍護，且對內部混凝土結構起保護作用，能達到雙重加固修補的目的；碳纖維布比較柔軟，即使加固在表面不平整的物體上，也可以保證100％的有效粘貼，如粘貼表面局部有氣泡，可輕易地用注射器注射粘貼劑的方法將空氣趕跑；粘貼后每平方米重量小于1.0kg（含粘合劑重量），一層碳纖維布厚度僅為1.0mm左右，修補后基本不增加自重和外形尺寸。碳纖維布具有優異的物理力學性能，抗拉強度高于普通鋼10－15倍，彈性模量與鋼較接近，非常適合鋼筋混凝土的加固修補。

3.4.2 碳纖維布的粘貼范圍如圖2、圖3所示。

3.4.3粘貼碳纖維布的施工流程

混凝土表面處理：混凝土表面浮灰去除，磨平；混凝土破損處補平；夾角處磨成弧狀（R＝2cm）。

涂底膠：底膠由環氧樹脂主劑、固化劑所構成，與混凝土接著力強，不龜裂、不剝落，又與環氧樹脂同質性，提供良好界面，能將混凝土結構與碳纖維補強布緊密連接，充分發揮補強效果。底膠必須涂刷均勻，確保滲入混凝土面。

涂找平膠：找平膠為膏狀，常溫固化的環氧樹脂，主要用于混凝土結構的補強找平。以鏝刀涂方式施工，找平混凝土不平處及尖銳點，提供一平整面供碳纖維貼覆補強用，避免補強碳纖維凸起、空洞導致降低補強效果。找平膠具有易施工，不垂流，低收縮的特性。涂刷前須確認底膠已干透，不粘手；補平后檢查混凝土表面的平整度。

涂樹脂面膠：面膠由無溶劑環氧樹脂主劑及固化劑構成，分為夏天型和冬天型。主要用于一般混凝土結構與碳纖維加固補強，能提供高機械強度及接著強度，且具有與碳纖維含浸效果佳及施工容易的優點。面膠必須混合均勻，涂刷均勻，不垂流。

貼碳纖維布：將碳纖維布按設計方向順序貼上，順著粘貼方向將氣泡完全擠出，碳纖維布不得褶皺、歪斜。

貼布表面涂樹脂：在碳纖維布表面再次均勻涂刷樹脂，保證碳纖維布與樹脂完全滲透。

結語

灌漿料1d強度達到45MPa，3d強度為51.2MPa，與梁體設計強度50MPa接近，彈性模量基本一致，且與梁體結合良好，四周無裂紋出現。灌漿7d后對梁體進行張拉，張拉應力和伸長量均滿足《公路橋涵施工技術規范》的要求，梁體未發生異常情況，說明采用“灌漿料＋碳纖維布”的處理方案是有效的。該方案施工簡便，成本低廉，質量可靠，對預制梁的缺陷修補可行而有效。

參考文獻

[1]李海光．預應力混凝土連續箱梁維修加固技術措施．公路交通技術，2006（2）

[2]陳武林．懸澆箱梁的加固補強技術與質量控制．西部探礦工程，2008，（3）