橋梁拼接膠在預制橋梁拼接中的應用

朱曉楠，趙 穎，許小海

（卡本復合材料（天津）有限公司，天津 301700）

節段預制施工技術是將梁體沿橋縱向劃分為若干個節段，在工廠內將節段預制完成后運至施工現場，采用架橋設備安裝就位并施加預應力，使各節段成為整體，達到設計強度。

國內外學者對節段預制拼裝橋梁結構受力行為的研究取得大量成果。但對于節段預制膠接拼裝結構研究相對較少，仍存在以下問題：設計理論與設計方法滯后，復雜環境下結構膠耐久性、可靠性及施工工藝不規范等。在橋梁拼接施工工藝方面，根據接縫形式的不同分為濕接縫、干接縫和膠接縫3種形式。

1）濕接縫是在拼裝過程中，先在兩梁段間留一定間隙，綁扎鋼筋后澆筑混凝土或砂漿填充。濕接縫拼裝存在施工工序多、施工工期長、施工質量不易保證等問題。

2）干接縫截面混凝土直接接觸，接縫截面無法承受拉應力，在抗震作用下混凝土剪力鍵可能出現脆性破壞，且因防水氣密性差以致預應力束耐久性無法保證。美國AASHTO在2003年修改時明確規定，干接縫不允許在新建橋梁結構中使用。

3）膠接縫是先將環氧樹脂膠涂抹在梁段對接截面上，將梁段接縫填滿，然后在張拉預應力。膠接縫中填充的環氧樹脂膠具有潤滑、錨栓、密封防水、快速拼接等作用，能更好地保證節段拼接的效果和耐久性。膠接縫在節段預制拼裝橋梁技術中應用廣泛。

目前，國內缺乏專門針對預制節段拼裝結構拼接膠的行業或國家規范。在此背景下，2017年由中國建筑科學研究院組織成立了“工程建設協會標準《預制節段拼裝結構拼接膠》”編制組，召開了第1次工作會議，完成《預制節段拼裝結構拼接膠》標準的討論稿。對于膠接縫的施工工藝，2006年原建設部發布的CJJ/T 111—2006《預應力混凝土橋梁節段預制逐跨拼裝施工技術規程》，雖然對施工工藝有所介紹，但無法滿足對施工現場的具體指導作用。

因此，本文結合南昌洪都大道快速化改造工程，對膠接縫在預制節段拼裝結構中的應用進行介紹，希望能為膠接縫的施工提供參考。

1 工程案例

1.1 工程概況

洪都大道快速路改造工程主要是在現狀洪都大道的基礎上按城市快速路標準進行改造，項目北起洪都大橋，南至井岡山大道，全長約7.6km，標準段線路紅線寬50m，上下匝道合流處加寬。全線主線采用高架形式，設計時速80km，高架橋橋寬25m（整幅橋布置），雙向6車道，主要跨路口橋梁跨徑布置如表1所示，拼接梁結構設計截面如圖1所示。

表1 主要跨路口橋梁跨徑布置

圖1 拼接梁結構截面

1.2 準備工作

1.2.1 前期準備

1）節段梁吊裝 根據施工方案，確定需選用的架橋機型號及承載力，現場安裝并調試。橋梁箱梁預制節段按照圖紙在工廠內生產制作，并按照《預應力混凝土橋梁節段預制逐跨拼裝施工技術規程》的規定，運至施工現場，節段梁吊裝時應注意每段梁內的二維碼信息，按照編號順序吊裝。

2）膠體選取 根據設計圖紙要求，選用滿足物理性能、力學性能、耐化學性能、耐濕熱老化性能等性能指標的拼接膠，具體參數如表2所示。本設計圖紙對于膠體性能的規定與國際FIP規范中對拼接膠要求相近。按照圖紙要求選取滿足性能指標的拼接膠。膠粘劑多為A/B雙組份，儲存在陰涼干燥處，溫度在10～20℃，膠體應在1年內使用，若超過3個月A組分出現結晶體，可將A置于70℃的水中，水浴加熱，3～4h后每隔15～20min攪動1次，直至晶體溶解。

3）施工工具 膠體施工時，主要用到的工具有電子秤用于稱量膠體重量；刮板或硬刷用于將拌合的膠體涂抹到梁截面；電錘和攪拌器用于攪拌膠體；角磨機和鋼絲刷用于打磨梁待黏結截面；鼓風機用于清理梁待黏結截面。

表2 節段拼接膠主要技術指標

4）人員準備 根據現場的施工作業面配置每班組人數。按一般施工條件，一般每班組9～10人，其中架橋機操控1人，基面清理2人，配制膠體2人，涂抹膠體4～5人。

1.2.2 基面處理

基面是指拼接梁拼接縫處混凝土截面，為保證黏結的有效性，應嚴格按JTG/T F50—2011《公路橋涵施工技術規范》的要求進行處理。混凝土基面應盡量平整，疏松表面層及附著的水泥應用角磨機清除干凈，保證所有膠接面潔凈，無油污等雜質。打磨完成后，用鼓風機將表面浮灰清理干凈即可。同時，涂膠前應保證基面含水率不大于4%。

1.2.3 孔洞防護

節段梁采用拼接膠拼接后，需再利用預應力束將節段梁連接，形成受力整體。因此在箱梁翼緣和上下板位置預留預應力束孔。因膠體擠出性較好，如果涂拼接膠時未對預留預應力束孔進行防護，在施加臨時預應力時，拼接膠可能會將預應力孔封堵，導致無法順利穿預應力束。所以在使用拼接膠時，應在預應力束孔周邊黏貼厚8～10mm、寬20～30mm的橡膠墊或海綿墊，避免在預應力張拉時膠體進入預應力束孔。

1.3 節段梁試拼裝

節段梁拼接時，對兩節段的標高要求較為嚴格，拼接時間一般較長，若超過拼接膠的晾置時間仍未拼接則膠體失效。故在涂抹拼接膠之前，需先對節段梁進行試拼裝。試拼裝時，調整待拼節段梁標高及傾斜度，將梁段拼接面靠攏，保證節段梁的剪力鍵貼合嚴密。同時應注意檢查預應力孔道接頭的對位情況。

1.4 拌制及涂抹拼接膠

根據設計說明中對拼接膠物理性能、化學性能（力學性能）等指標選取合格的環氧結構膠。該項目采用的拼接膠為“卡本橋梁節段拼接膠”，拼接膠的配比A∶B=2∶1，采用攪拌器在約400轉/min狀態下攪拌2～3min，直到顏色均勻為止。攪拌時，攪拌片應貼近容器底部和內部，確保2種成分完全混合；盡量避免引入空氣，使用扁平工具拌膠，便于散熱延長使用時間。在適用期內將膠體涂抹至拼接面，建議配膠量3kg，且必須現配現用。

涂抹拼接膠時，先將節段梁移開。移動時，避免拼接梁的標高和傾斜度發生改變。將拌制均勻的拼接膠由刮刀從下向上均勻涂刷，根據工作面大小，可分為幾個工作面同時進行，以降低涂膠耗時。膠體厚度控制在3mm左右。施工時，混凝土剪力鍵部位易出現漏涂現象，應注意該處膠體飽滿。在預應力束孔周圍，雖已做了防護措施，但抹膠時仍應留出20～30mm的無黏合劑區域，避免膠體進入預應力孔內。

1.5 節段梁拼接

拼接膠涂抹及臨時張拉應保證在拼接膠的晾置時間（即拼接膠涂抹至拼接面至失去黏結效果的時間）內完成。拼接梁段完成對接后，需進行臨時張拉，張拉平均壓力不低于0.30MPa，最小值不低于0.15MPa，保證拼接膠在該壓力下固化。臨時張拉時，應先對節段梁上部翼緣對稱張拉，然后再對腹板上下同時張拉，保證受力均勻性。因拼接膠的擠出性較好，在壓力作用下會擠出多余的拼接膠。應及時采用刮板刮除，減少對混凝土的污染。因臨時張拉錨具為外部臨時系統，臨時張拉完成后應用檢孔器清理預應力孔，必要時30min再通孔1次，確保孔道暢通。膠體自施工完成后應避免有雨水浸入，影響固化效果，一般膠體固化7d后可進行預應力張拉。本工程預應力張拉設計為每節段張拉1次，張拉力按照設計要求進行。

2 結語

隨著我國對裝配式建筑的大力推廣，相關規范及標準在積極編制中。目前，膠接縫形式中所用的環氧拼接膠的協會標準已形成討論稿，并不斷積極推進，該標準的編制及實施將為拼接膠的選用提供依據，利于膠接縫在橋梁節段拼接技術中的應用。橋梁節段拼裝技術施工相關的規范及工法尚需編制及完善，本文以洪都大道快速路改造工程為案例，對膠接縫的施工工藝進行闡述，希望為環氧拼接膠在橋梁節段拼裝技術中的應用提供參考，為拼接膠在橋梁節段拼裝技術施工工法的編制提供案例支撐。