不封閉交通橋梁鉸縫加固技術(shù)在橋梁維修施工中的應(yīng)用

岳慧麗

【摘 要】隨著我國(guó)經(jīng)濟(jì)的高速發(fā)展，近年來公路路網(wǎng)逐步健全，公路橋梁數(shù)量也逐年增加，而現(xiàn)有橋梁中有很多為板式梁橋，由于板式梁橋在使用過程中受各種因素的影響，易發(fā)生鉸縫失效而導(dǎo)致“單板受力”的病害，如何在大交通量條件下不封閉交通對(duì)鉸縫進(jìn)行修復(fù)是公路養(yǎng)護(hù)單位需要積極探索的新課題。本文以蘭州機(jī)場(chǎng)高速公路柳忠六橋采用不封閉交通技術(shù)鉸縫加固維修施工為例，簡(jiǎn)述了不封閉交通鉸縫修復(fù)技術(shù)的施工工藝和注意要點(diǎn)。

【關(guān)鍵詞】橋梁；不封閉交通；鉸縫修復(fù)；施工工藝

0 前言

板式梁橋具有自重輕、結(jié)構(gòu)性能好、施工方便等優(yōu)點(diǎn)，在公路橋梁工程中被廣泛采用。但板式梁橋的空心板間鉸縫在使用過程中收到自然環(huán)境因素、高速行駛車輛沖擊、長(zhǎng)軸重載貨車不均衡加載等因素的影響下，很容易出現(xiàn)不同程度的鉸縫病害，尤其是在大交通量“渠化交通”明顯的相鄰兩個(gè)車道之間，橋梁極易出現(xiàn)縱向裂縫，進(jìn)而導(dǎo)致橋梁鉸縫失效的“單板受力”狀態(tài)，這種情況不但大大削弱了板式梁橋上部結(jié)構(gòu)的整體性，嚴(yán)重降低橋梁的承載能力，很容易導(dǎo)致板斷橋塌的事故，給行駛車輛安全帶來很大的隱患，必須高度重視。

傳統(tǒng)的橋梁鉸縫修復(fù)方法是：先用銑刨機(jī)銑刨清除橋面瀝青混合料面層，再用風(fēng)鎬鑿除鋼筋砼鋪裝層，鑿除破損鉸縫；之后再用速凝混凝土修復(fù)鉸縫混凝土，再依次修復(fù)橋面鋪裝層。利用傳統(tǒng)的方法修復(fù)鉸縫不僅費(fèi)工、材料用量大、工期（含砼養(yǎng)生時(shí)間）較長(zhǎng)，而且施工時(shí)至少要對(duì)橋面半幅封閉交通施工，存在安全隱患，特別是在高速公路上施工安全風(fēng)險(xiǎn)高，即使是半幅封閉交通也會(huì)降低道路的通行效率，引起不良社會(huì)影響。傳統(tǒng)加固修復(fù)方法施工的直接成本和邊際成本較高。

不封閉交通交鋒修復(fù)技術(shù)是指在橋下采用梁底注膠和鋼筋網(wǎng)復(fù)合高強(qiáng)度砂漿加固方法，代替?zhèn)鹘y(tǒng)的拆除橋面重新進(jìn)行鋪裝的方法進(jìn)行橋梁鉸縫修復(fù)的技術(shù)。由于不必封閉橋面交通，提高了養(yǎng)護(hù)維修效率，降低了安全風(fēng)險(xiǎn)。

1 不封閉交通橋梁鉸縫修復(fù)技術(shù)應(yīng)用實(shí)例背景

1.1 施工實(shí)例概況

2015年5月，蘭州公路管理局高等級(jí)公路養(yǎng)護(hù)管理中心對(duì)柳忠六橋的鉸縫應(yīng)用不封閉交通技術(shù)進(jìn)行了修復(fù)施工，蘭州機(jī)場(chǎng)高速公路柳忠段的柳忠六橋?yàn)?x8m空心板橋，設(shè)計(jì)荷載等級(jí)為汽車-超20級(jí)、掛車-120。橋面寬度為：（0.50+9.50+0.5）+0.50+（0.50+9.50+0.5）=21.5m。該橋2003年5月開工建設(shè)，2004年10月建成。

該橋于2014年進(jìn)行了處理鉸縫滲水泛堿的養(yǎng)護(hù)維修施工，維修方法為對(duì)鉸縫注入聚氨酯密封膠進(jìn)行封閉，并對(duì)空心板底面涂刷水泥基聚合物涂料。維修后不久，該橋即出現(xiàn)第6、7、8塊空心板邊緣混凝土腐蝕、鋼筋銹蝕、鉸縫填充物脫落、單板受力等病害。

1.2 不封閉交通修復(fù)方案

利用不封閉交通修復(fù)技術(shù)對(duì)柳忠六橋設(shè)計(jì)的加固方案為：

（1）鑿除空心板梁間失效鉸縫舊混凝土，板梁縫用高壓水清洗，灌注結(jié)構(gòu)灌封膠，粘結(jié)板縫和修復(fù)破損的鉸縫；

（2）板梁板底掛鋼筋網(wǎng)，噴抹高強(qiáng)度復(fù)合砂漿，提高板梁橫向聯(lián)系與縱向剛度，對(duì)整個(gè)梁底進(jìn)行加固處理，提高板梁的整體性。

2 不封閉交通橋梁鉸縫修復(fù)技術(shù)施工工藝

結(jié)合柳忠六橋成功的施工經(jīng)驗(yàn)，對(duì)不封閉交通橋梁鉸縫修復(fù)技術(shù)的施工工藝流程總結(jié)如下：

2.1 清理失效的板梁鉸縫

施工前，需要將鉸縫內(nèi)破損的混凝土進(jìn)行清理，然后注膠。采用電鉆和電動(dòng)鋼絲刷清理板縫松散混凝土，之后用高壓水從板梁底部對(duì)板縫內(nèi)進(jìn)行沖洗，將板縫內(nèi)的碎屑、粉塵等雜物清理干凈，待板縫內(nèi)干燥后方可進(jìn)行注膠。

2.2 板梁底表面處理

采用人工鑿毛的方式在板梁底部進(jìn)行表面處理，使板底的粗糙度增加，以利于后續(xù)高強(qiáng)度砂漿與板底粘接。鑿毛先用拉毛機(jī)對(duì)板底打毛，用電錘或手錘對(duì)打磨后的混凝土表面鑿出麻點(diǎn)，形成深4mm～5mm、間距約50mm的橫向凹槽，從而使得加固砂漿能夠和底板產(chǎn)生有效的結(jié)合。

2.3 鉸縫注膠

在清理干凈的鉸縫內(nèi)注入結(jié)構(gòu)灌注加固膠，加固膠固化后會(huì)將相鄰的兩個(gè)空心板重新粘合在一起，形成一個(gè)整體。施工過程中的難點(diǎn)是注意鉸縫的密封性以及判斷加固膠充滿程度。

2.3.1 預(yù)埋注膠管和測(cè)量管

從板梁底部將注膠管（？準(zhǔn)16mm的PVC線管）插入鉸縫內(nèi)，并要求盡量插到離原鉸縫填料底部1cm處，便于膠液順暢灌入鉸縫內(nèi)。測(cè)量管要求插到離原鉸縫填料底部3cm處。注膠管、測(cè)管沿鉸縫長(zhǎng)度宜2m各布置一根。

2.3.2 封堵板縫

采用封口膠+塑料板+金屬壓條的方法對(duì)鉸縫底板進(jìn)行密封，防止加固膠漏出，同時(shí)在鉸縫兩端頭采用聚氨酯泡沫密封膠進(jìn)行豎向封堵。

2.3.3 注膠

采用專用的壓力灌注器進(jìn)行板縫注膠，注膠壓力維持在0.2MPa，分兩次注膠。第一次注膠應(yīng)充滿板縫，注膠至測(cè)量管流膠即停止注膠，并排空注膠管與測(cè)量管；待首次注膠固化后（25℃，約2小時(shí)）進(jìn)行第二次注膠，第二次注膠膠液滲入鉸縫，注膠至橋面對(duì)應(yīng)的縱向裂縫全范圍內(nèi)或板縫兩端封堵處滲膠時(shí)方可停止。如對(duì)應(yīng)的橋面縱向裂縫局部滲膠，應(yīng)排空注膠管膠液，待固化的膠液封堵橋面局部縱向裂縫后進(jìn)行再次注膠，確保注膠飽滿。兩次注膠的膠液固化后即形成強(qiáng)度，使得梁板形成整體。

2.4 鋼筋網(wǎng)與高強(qiáng)砂漿復(fù)合提高梁板整體性

在鑿毛的梁板底掛4.5cm厚的鋼筋網(wǎng)噴掛高強(qiáng)砂漿層，高強(qiáng)砂漿與鋼筋網(wǎng)的復(fù)合，可以更進(jìn)一步的加強(qiáng)空心板橋梁的整體性。

2.4.1 底板鋼筋網(wǎng)布設(shè)

（1）板內(nèi)鋼筋定位與板底鉆孔

在板底植筋前應(yīng)先利用鋼筋定位儀測(cè)定空心板內(nèi)的鋼筋分布情況，繪制每塊板底鋼筋分布圖，現(xiàn)場(chǎng)根據(jù)分布圖在板底彈線確定好鉆孔位置，為保證板內(nèi)鋼筋安全，板底鉆孔位置不得與板內(nèi)鋼筋重合，鉆孔后及時(shí)用高壓空氣清理孔內(nèi)粉塵。

（2）植筋、布設(shè)鋼筋網(wǎng)

植筋采用？準(zhǔn)8鋼筋制作成“L”型掛鉤筋，掛鉤筋涂植筋膠植入干凈的孔內(nèi)，要求植入深度>6cm，掛鉤筋布置為30cm×30cm 的矩形分布。然后與？準(zhǔn)12mm鋼筋網(wǎng)連接，柳忠六橋設(shè)計(jì)的鋼筋網(wǎng)間距密度為10mm×30mm。

2.4.2 高強(qiáng)聚合物砂漿噴涂

（1）梁底混凝土水分飽和、面干

布置好鋼筋網(wǎng)后，用高壓水槍在板底間斷性噴水24h以上，使板梁板底混凝土達(dá)到吸收水分充分飽和，但表面干燥的狀態(tài)。

（2）梁底噴涂混凝土結(jié)構(gòu)界面劑

為提高高強(qiáng)度抗流掛砂漿與板底的粘結(jié)牢固度，在板底噴抹砂漿之前需先噴涂JN-J混凝土結(jié)構(gòu)界面劑，界面劑采用氣泵噴涂的方式進(jìn)行施工，要求噴涂厚度達(dá)到1mm，并均勻噴涂于鑿毛處理潔凈的板梁底部。

（3）噴抹抗流掛高強(qiáng)度復(fù)合砂漿

在板梁底部噴抹厚度為4.5cm、抗流掛的高強(qiáng)度復(fù)合砂漿。在噴涂完界面劑稍干后即可噴抹砂漿，砂漿要求分三次進(jìn)行噴抹（即噴-擠-噴工藝）：

第一次噴，將砂漿噴射到板底混凝土表面，形成6～7mm厚粗糙的砂漿層；

第二次擠，待4～8小時(shí)后，通過設(shè)備將砂漿擠送至鋼筋網(wǎng)格與第一次噴抹的砂漿層之間，厚度控制在與鋼筋網(wǎng)外側(cè)平齊，且厚度控制在20～30mm，并用人工擠實(shí)、壓平；

第三次噴，待擠的砂漿初凝后，數(shù)次噴射砂漿至設(shè)計(jì)厚度并進(jìn)行人工抹平、抹光。

2.4.3 養(yǎng)生

噴抹的高強(qiáng)度砂漿終凝后，應(yīng)及時(shí)對(duì)砂漿層進(jìn)行灑水養(yǎng)護(hù)，養(yǎng)護(hù)時(shí)間至少7天。養(yǎng)護(hù)期間應(yīng)保持砂漿層表面濕潤(rùn)?？刹捎檬謩?dòng)或電動(dòng)噴霧器噴灑水的方式進(jìn)行養(yǎng)生，以保證砂漿后其強(qiáng)度快速增長(zhǎng)。

3 注意事項(xiàng)

3.1 鋼筋網(wǎng)的間距

柳忠六橋施工中發(fā)現(xiàn)原設(shè)計(jì)10mm×30mm的鋼筋網(wǎng)密度不能滿足砂漿擠涂的要求，容易脫落，后建議今后應(yīng)用設(shè)計(jì)中將鋼筋網(wǎng)密度增加，或采用鋼筋網(wǎng)片，以保證高強(qiáng)度砂漿的掛網(wǎng)后強(qiáng)度增長(zhǎng)，形成高強(qiáng)度復(fù)合結(jié)構(gòu)。

3.2 高強(qiáng)度抗流掛砂漿拌和及施工要點(diǎn)

由于噴射砂漿對(duì)稠度有較高的要求，偏稀時(shí)，無法粘結(jié)在底板上，偏稠時(shí)，從噴涂機(jī)噴涂時(shí)較為困難；鑒于以上要求，在砂漿攪拌制備時(shí)，對(duì)加水量要求非常嚴(yán)格，而且需要熟練工人進(jìn)行操作，從而積累成熟的經(jīng)驗(yàn)，攪拌時(shí)間以10分鐘為宜。板底高強(qiáng)抗流掛砂漿噴涂采用專用的砂漿噴涂機(jī)進(jìn)行，砂漿一次攪拌量為200～300Kg為宜，滿足工作需要的砂漿需要有較低的稠度和較短的凝結(jié)時(shí)間，同時(shí)噴涂到底板后和底板有較強(qiáng)的粘結(jié)能力和觸變能力，以便于抹面收光。這一點(diǎn)在不封閉交通加固技術(shù)中砂漿的性能調(diào)整非常重要；此外，砂漿噴涂、抹面收光后必須能夠短時(shí)間內(nèi)具有一定強(qiáng)度，以防止行車干擾發(fā)生塑性階段開裂。

噴涂機(jī)宜選用較大功率的噴涂機(jī)，以滿足噴涂施工要求。噴涂時(shí)采用分層噴涂，柳忠六橋施工中采用三層噴涂，但是在鋼筋背后仍會(huì)存在無法噴射到的空洞，需要在抹面時(shí)用力擠壓消除。

3.3 施工安全注意要點(diǎn)

橋梁下部病害加固時(shí)應(yīng)注意施工支架、掛藍(lán)的穩(wěn)定，高空及水上施工時(shí)應(yīng)系好安全繩，確保施工安全。施工期間設(shè)置相應(yīng)的施工防護(hù)網(wǎng)，以免施工機(jī)具或施工棄渣墜落引起安全事故。

4 結(jié)束語

橋梁病害防治必須依靠科技創(chuàng)新，積極正確使用新材料、運(yùn)用新工藝，并在已經(jīng)取得施工實(shí)踐經(jīng)驗(yàn)的基礎(chǔ)上，做好經(jīng)驗(yàn)和存在不足的總結(jié)，積極學(xué)習(xí)和借鑒國(guó)內(nèi)外的先進(jìn)方法和經(jīng)驗(yàn)，結(jié)合我省路況和橋梁養(yǎng)護(hù)實(shí)際，注重養(yǎng)護(hù)橋梁技術(shù)狀況等級(jí)的提高。

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[責(zé)任編輯：楊玉潔]