低干扰交通下空心板梁铰缝修复技术

低干扰交通下空心板梁铰缝修复技术

石磊

上海东方雨虹防水工程有限公司

摘要：针对空心板梁铰缝常见损坏形式，在分析其损坏原因基础上提出一种低干扰交通下的空心板梁铰缝修复技术，并通过实际工程对该施工修复技术进行了效果检验，修复效果显著。结果认为该修复技术与常规维修方式相比具有对交通干扰低、交通安全隐患小、经济性高、修复更全面等优点，具备良好的推广应用前景。

关键词：空心板梁、铰缝、低干扰交通、修复

一、导语

装配式空心板梁具有自重轻、上部结构建筑高度小、施工方便、造价较为经济等特点，在公路桥梁及城市高架中被大量应用。而铰缝（如图1所示）作为一种加强装配式空心板梁横向连接、提高桥面结构整体强度的方式，在我国装配式空心板梁施工中被广泛应用。常见的企口式混凝土铰缝，其型式有圆形、棱形、漏斗形等三种。

图1空心板梁铰缝示意图(单位：mm)

然而在实际使用中发现，装配式空心板梁铰缝损坏时有发生。损坏的主要形式为铰缝处混凝土粘结力不足，导致铰缝混凝土与板梁剥离，大大降低了桥涵的整体承载能力，极端情况下还可能发生断板，同时给行车安全留下了很多隐患。

二、铰缝损坏原因分析

从实际情况来看，铰缝损坏的形式主要为混凝土与现有板梁间粘结力不足而导致粘结界面发生剥离。其产生破坏的原因是比较复杂的，归纳起来，主要有以下几个方面：

1、设计不合理。

2、超载。

3、施工质量控制问题。这方面影响因素较多，主要为（1）预制板预拱度差异；（2）混凝土表面未按规定的凿毛清浮浆处理；（3）混凝土浇捣不实；（4）混凝土收缩、开裂，与板梁间失去粘结。（5）其他。

三、常规铰缝修复技术

目前主要修复空心板桥梁铰缝的方法，是先凿除已有桥面铺装，对下部破坏的铰缝部位混凝土进行清除，然后增设钢筋，浇筑高标号混凝土进行修复。养护达设计强度后，再依次重铺桥面铺装。该方法一般采用高强早强快凝型混凝土。

然而，通过凿除现有桥面铺装再维修的修复方式，具有以下缺陷：

1、施工工期长。在熟练的连续施工作业情况下，工期至少需要2-3天，才能基本保障修复效果。

2、对交通影响大。如上所述，由于需要对原有桥面铺装进行凿除后才能维修，往往需要中断交通。

3、安全风险大。在不中断交通的情况进行施工时，由于部分车道仍未封闭，车辆及施工人员同时面对高安全风险，交通意外时有发生。

为此，需要研究一种更为合适的铰缝损坏修复工艺。

四、低干扰交通下修复技术

由现场经验得知，铰缝损坏形式往往是铰缝混凝土与板梁粘结面剥离。由此，可考虑采用高强粘接剂，采用压力灌胶工艺压入损坏铰缝处，改善损坏铰缝处状况，且施工位置位于桥底，可实现低干扰甚至不影响交通。

1、维修材料。

宜选用高强粘结剂。选用材料应可在短时间内凝固并达到较高的强度，同时跟混凝土之间具有很强的粘结力、渗透力，且流动性较好。

2、修复工艺

（1）维修前测量。施工前应对空心板梁底挠度、板间挠度差值和缝宽进行测量，以便对修复效果进行对比。标注出需要进行封闭的板缝。对板缝醒目标注以防施工疏漏和统计差错

（2）缺陷处理。对每条缝进行缺陷排查，梁体如有其他病害（裂缝，混凝土缺损，露筋等），则需先进行处理。

（3）清理。铰缝先用合适大小的钢筋掏出板缝内积存的泥土及铰缝底部麻丝、破碎状态混凝土，再用钢丝刷将板缝铰缝内壁上粘附的泥土浮浆刷除干净，最后用高压水枪对板缝铰缝内进行冲洗。

（4）封堵。在板缝左右端头，分别用聚氨酯发泡剂进行封堵，防止注浆过程中浆料从板缝两头渗漏。示意图如下。

图2封堵示意图

（5）设置注浆管。每条板缝每隔5m设置一道注浆管，根据板缝宽度选择合适的注浆管，并在板缝高端的端头埋设一根测量管。示意图如下。

图3注浆管、测量管埋设示意图

（6）封底。使用密封胶对板缝进行封底。当板缝宽度小于20mm时，在板缝内嵌填遇水膨胀防水材料，并用特制梁缝密封胶封堵涂抹若干遍（如图4）。板缝宽度大于20mm时，采用塑料板封口，压条固定，塑料板与梁面接缝处用灌封胶进行密封（如图5）。

图4封底形式（板缝宽度＜20mm）

图5封底形式（板缝宽度＞20mm）

（7）封闭性检查。封缝后，检查封缝质量，可进行加压空气试验或闭水试验，如果没有达到要求，对渗漏处进行修补。

（8）灌胶。采用专用板缝压力泵或板缝恒压灌注器将调制好的灌注胶通过压浆嘴逐个压入板缝内。灌注过程中，应从板缝低端往高端灌注，从低端第一个压浆嘴开始压入，待浆料从第二个压浆嘴冒出时，将第一个压浆嘴用专用堵头封死，进行第二个压浆嘴压注，以此类推逐个压浆，待最端头测量管开始冒浆，说明压浆完毕，关上压浆嘴，待浆液固化后，敲掉压浆嘴，用专用板缝封闭胶，固化后再用角磨机打磨平整。

（9）效果检验。板缝处治完毕之后，再进行一次劲挠度检测，前后进行对比。

（10）外观处理。待胶料凝固后，对板缝周围进行打磨，提高整体美观。

3、控制要点

（1）灌胶前的准备工作要细致，梁端及板缝的封堵要密实有效；

（2）灌注材料各项技术性能应满足使用要求。

（3）灌注过程中压力泵压力宜控制在0.2MPa。

（4）灌胶应遵循先两头后中间，先高后低，先轻后重等原则，以及在需要时，进行分层灌注。

（5）施工过程中若遇雨天，需重新进行板缝冲洗。

五、工程实践

为探索低干扰交通下铰缝修复技术在实际中应用效果，在上海绕城高速浦东北路跨线桥，进行了不中断交通情况下的铰缝修复试验。

1、工程概况

S20上海绕城高速公路浦东北路跨线桥于2002年10月造成投入运营，该桥为空心板梁简支结构，跨径22米，铰缝有不同程度的病害情况。特征如下：

（1）相邻底板跨中高差2~5cm。

（2）通长渗水明显

（3）相对应桥面铺装已纵向裂开贯通

（4）重车经过时，梁体震动较大

本次维修选取上海绕城高速公路浦东北路跨线桥内圈K2孔空心板梁6#-11#梁进行维修。

2、选用材料

本次维修采用改性环氧材料，对微小裂缝的渗透性能较好，与混凝土之间粘结良好，且具有较强的抗动荷载震动疲劳破坏能力。

胶体主要的技术性能如下：

3、维修加固效果分析

采用本文中的修复技术，对损坏的铰缝进行修复，并通过对比修复前后桥梁跨中挠度变化和跨中相对位移变化分析维修加固效果。

本次加固前后的检测，均采用目前桥梁检测中的“智能数据采集和信号分析法”，检测选取下午15时到19时，四小时不间断数据采集，采集频率为25次/每秒。数据如下：

测试结果显示绝对位移值和相对位移值有较明显的改善，且所有测点无明显突变值。其中原铰缝破坏较严重的9-10#梁间相对位移，从1.99mm降低到0.22mm。且外观无渗水现象。这表明本文推荐的维修方法是切实有效的。

五、结语

本文提出了一种在低干扰交通情况下针对空心板梁铰缝进行维修的施工方法，并结合实际工程实践验证了该方法的维修效果。得出低干扰交通下修复技术具有如下优点：

1、对交通干扰低。在桥下施工能展开作业面。工期能自主选择，工期短。后期维修简单，维护期间若有破损，可快速修复。若桥面铺装破损严重，也仅需部分短暂封闭交通进行铺装面层修复。

2、交通安全隐患小。在桥面下进行施工，避免与桥面交通冲突，交通安全隐患小。

3、经济性高。在桥面铺装损坏不严重的情况下，不需要桥面铺装整体清除重铺，工程造价更经济。

4、修复更全面。不仅仅只修复绞缝及铺装层损坏，同时可处理混凝土梁板底及板间细小裂缝，以及钢筋保护层过薄，砼损伤等，且加强了横向联系，增强了结构刚度。还能提高桥梁整体防水性能。

5、修复效果显著。修复后，跨中挠度，及相邻梁间相对位移大幅下降，修复效果显著。

同时，该技术工艺可控，施工方便，成本较低。是一种有效的维修加固方法，能有效的治理和改善空心板梁间铰缝损坏带来的各种病害，满足较重交通情况下的使用要求。此技术具备良好的推广应用前景，技术提升的空间很大。

参考文献

[1]《公路桥梁加固设计规范》（JTG/TJ22-2008）.

[2]《公路桥梁加固施工技术规范》（JTG/TJ23-2008）.

[3]《公路桥涵养护规范》（JTGH11-2004）.

[4]《公路桥涵施工技术规范》（JTJ041-2000）.