不封閉交通橋梁鉸縫加固技術在橋梁維修施工中的應用

岳慧麗

【摘 要】隨著我國經濟的高速發展，近年來公路路網逐步健全，公路橋梁數量也逐年增加，而現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，易發生鉸縫失效而導致“單板受力”的病害，如何在大交通量條件下不封閉交通對鉸縫進行修復是公路養護單位需要積極探索的新課題。本文以蘭州機場高速公路柳忠六橋采用不封閉交通技術鉸縫加固維修施工為例，簡述了不封閉交通鉸縫修復技術的施工工藝和注意要點。

【關鍵詞】橋梁；不封閉交通；鉸縫修復；施工工藝

0 前言

板式梁橋具有自重輕、結構性能好、施工方便等優點，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境因素、高速行駛車輛沖擊、長軸重載貨車不均衡加載等因素的影響下，很容易出現不同程度的鉸縫病害，尤其是在大交通量“渠化交通”明顯的相鄰兩個車道之間，橋梁極易出現縱向裂縫，進而導致橋梁鉸縫失效的“單板受力”狀態，這種情況不但大大削弱了板式梁橋上部結構的整體性，嚴重降低橋梁的承載能力，很容易導致板斷橋塌的事故，給行駛車輛安全帶來很大的隱患，必須高度重視。

傳統的橋梁鉸縫修復方法是：先用銑刨機銑刨清除橋面瀝青混合料面層，再用風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鉸縫混凝土，再依次修復橋面鋪裝層。利用傳統的方法修復鉸縫不僅費工、材料用量大、工期（含砼養生時間）較長，而且施工時至少要對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險高，即使是半幅封閉交通也會降低道路的通行效率，引起不良社會影響。傳統加固修復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技術是指在橋下采用梁底注膠和鋼筋網復合高強度砂漿加固方法，代替傳統的拆除橋面重新進行鋪裝的方法進行橋梁鉸縫修復的技術。由于不必封閉橋面交通，提高了養護維修效率，降低了安全風險。

1 不封閉交通橋梁鉸縫修復技術應用實例背景

1.1 施工實例概況

2015年5月，蘭州公路管理局高等級公路養護管理中心對柳忠六橋的鉸縫應用不封閉交通技術進行了修復施工，蘭州機場高速公路柳忠段的柳忠六橋為1x8m空心板橋，設計荷載等級為汽車-超20級、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，2004年10月建成。

該橋于2014年進行了處理鉸縫滲水泛堿的養護維修施工，維修方法為對鉸縫注入聚氨酯密封膠進行封閉，并對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 不封閉交通修復方案

利用不封閉交通修復技術對柳忠六橋設計的加固方案為：

（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，灌注結構灌封膠，粘結板縫和修復破損的鉸縫；

（2）板梁板底掛鋼筋網，噴抹高強度復合砂漿，提高板梁橫向聯系與縱向剛度，對整個梁底進行加固處理，提高板梁的整體性。

2 不封閉交通橋梁鉸縫修復技術施工工藝

結合柳忠六橋成功的施工經驗，對不封閉交通橋梁鉸縫修復技術的施工工藝流程總結如下：

2.1 清理失效的板梁鉸縫

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

2.2 板梁底表面處理

采用人工鑿毛的方式在板梁底部進行表面處理，使板底的粗糙度增加，以利于后續高強度砂漿與板底粘接。鑿毛先用拉毛機對板底打毛，用電錘或手錘對打磨后的混凝土表面鑿出麻點，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生有效的結合。

2.3 鉸縫注膠

在清理干凈的鉸縫內注入結構灌注加固膠，加固膠固化后會將相鄰的兩個空心板重新粘合在一起，形成一個整體。施工過程中的難點是注意鉸縫的密封性以及判斷加固膠充滿程度。

2.3.1 預埋注膠管和測量管

從板梁底部將注膠管（？準16mm的PVC線管）插入鉸縫內，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。測量管要求插到離原鉸縫填料底部3cm處。注膠管、測管沿鉸縫長度宜2m各布置一根。

2.3.2 封堵板縫

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

2.3.3 注膠

采用專用的壓力灌注器進行板縫注膠，注膠壓力維持在0.2MPa，分兩次注膠。第一次注膠應充滿板縫，注膠至測量管流膠即停止注膠，并排空注膠管與測量管；待首次注膠固化后（25℃，約2小時）進行第二次注膠，第二次注膠膠液滲入鉸縫，注膠至橋面對應的縱向裂縫全范圍內或板縫兩端封堵處滲膠時方可停止。如對應的橋面縱向裂縫局部滲膠，應排空注膠管膠液，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度，使得梁板形成整體。

2.4 鋼筋網與高強砂漿復合提高梁板整體性

在鑿毛的梁板底掛4.5cm厚的鋼筋網噴掛高強砂漿層，高強砂漿與鋼筋網的復合，可以更進一步的加強空心板橋梁的整體性。

2.4.1 底板鋼筋網布設

（1）板內鋼筋定位與板底鉆孔

在板底植筋前應先利用鋼筋定位儀測定空心板內的鋼筋分布情況，繪制每塊板底鋼筋分布圖，現場根據分布圖在板底彈線確定好鉆孔位置，為保證板內鋼筋安全，板底鉆孔位置不得與板內鋼筋重合，鉆孔后及時用高壓空氣清理孔內粉塵。

（2）植筋、布設鋼筋網

植筋采用？準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，要求植入深度>6cm，掛鉤筋布置為30cm×30cm 的矩形分布。然后與？準12mm鋼筋網連接，柳忠六橋設計的鋼筋網間距密度為10mm×30mm。

2.4.2 高強聚合物砂漿噴涂

（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到吸收水分充分飽和，但表面干燥的狀態。

（2）梁底噴涂混凝土結構界面劑

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

（3）噴抹抗流掛高強度復合砂漿

在板梁底部噴抹厚度為4.5cm、抗流掛的高強度復合砂漿。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小時后，通過設備將砂漿擠送至鋼筋網格與第一次噴抹的砂漿層之間，厚度控制在與鋼筋網外側平齊，且厚度控制在20～30mm，并用人工擠實、壓平；

第三次噴，待擠的砂漿初凝后，數次噴射砂漿至設計厚度并進行人工抹平、抹光。

2.4.3 養生

噴抹的高強度砂漿終凝后，應及時對砂漿層進行灑水養護，養護時間至少7天。養護期間應保持砂漿層表面濕潤。可采用手動或電動噴霧器噴灑水的方式進行養生，以保證砂漿后其強度快速增長。

3 注意事項

3.1 鋼筋網的間距

柳忠六橋施工中發現原設計10mm×30mm的鋼筋網密度不能滿足砂漿擠涂的要求，容易脫落，后建議今后應用設計中將鋼筋網密度增加，或采用鋼筋網片，以保證高強度砂漿的掛網后強度增長，形成高強度復合結構。

3.2 高強度抗流掛砂漿拌和及施工要點

由于噴射砂漿對稠度有較高的要求，偏稀時，無法粘結在底板上，偏稠時，從噴涂機噴涂時較為困難；鑒于以上要求，在砂漿攪拌制備時，對加水量要求非常嚴格，而且需要熟練工人進行操作，從而積累成熟的經驗，攪拌時間以10分鐘為宜。板底高強抗流掛砂漿噴涂采用專用的砂漿噴涂機進行，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時間，同時噴涂到底板后和底板有較強的粘結能力和觸變能力，以便于抹面收光。這一點在不封閉交通加固技術中砂漿的性能調整非常重要；此外，砂漿噴涂、抹面收光后必須能夠短時間內具有一定強度，以防止行車干擾發生塑性階段開裂。

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

3.3 施工安全注意要點

橋梁下部病害加固時應注意施工支架、掛藍的穩定，高空及水上施工時應系好安全繩，確保施工安全。施工期間設置相應的施工防護網，以免施工機具或施工棄渣墜落引起安全事故。

4 結束語

橋梁病害防治必須依靠科技創新，積極正確使用新材料、運用新工藝，并在已經取得施工實踐經驗的基礎上，做好經驗和存在不足的總結，積極學習和借鑒國內外的先進方法和經驗，結合我省路況和橋梁養護實際，注重養護橋梁技術狀況等級的提高。

【參考文獻】

[1]公路橋涵養護規范 JTGH11-2004[S].

[2]公路橋涵施工技術規范 JTG/TF50-2011[S].

[3]公路橋梁加固施工技術規范 JTG/T-J23-2008[S].

[責任編輯：楊玉潔]