市政工程施工過程中立交橋箱梁混凝土裂縫修復技術探析

劉麗萍 （華宇（福建）置業集團有限公司，福建 三明 365000）

0 前言

近些年，我國在市政工程中投入大量的資金、人力以及其他資源，這促使我國市政工程飛速發展。立交橋在市政工程施工中占比較大，重要程度較高，在施工過程中往往會遇到一些問題，這些問題的改進在極大程度上提升了橋梁的施工技術。本文以長安路2號立交橋實際施工過程中產生的箱梁混凝土裂縫入手，分析立交橋箱梁混凝土裂縫修復技術，為今后遇見類似的技術通病提供一些技術參考。

1 工程概況

長安路2號立交橋為長安路主路，為上跨站南路而設，在既有的鷹廈鐵路改線后施工該橋梁，修建起點樁號為BK0+543.000，終點樁號為BK0+749.000，橋梁全長206m；橋跨布置：主橋（40+60+40）m＋引橋2×30m。主橋結構采用整體式截面，為三跨變截面預應力混凝土連續箱梁；引橋采用30m跨徑預應力混凝土連續箱梁，共5跨。橋梁總寬17.5m，橋梁面積約3605m。

2019年8月22日檢測公司對長安路2號立交橋進行橋梁動靜載試驗，于2020年1月11日收到簡報，其橋梁荷載試驗結果評定：長安路2號立交橋第1聯橋上部結構性能滿足設計荷載（城-A級）的安全使用要求。建議“對上部結構主梁混凝土構件裂縫進行封閉”。2020年4月12日收到正式報告，靜載試驗結果顯示：主梁箱內外存在較多縱橋向、橫橋向裂縫，在試驗工況荷載作用下，現狀底板橫向裂縫呈現結構受力裂縫特征，所檢底板橫向裂縫寬度值最大增量為0.09mm，表明結構抗裂性能不滿足設計要求。因此，組織相關參建單位對長安路2號立交橋箱梁混凝土裂縫修復進行專題討論。

2 產生裂縫原因分析

會議初步討論裂縫產生的可能因素：

①該橋箱梁混凝土等級為C60，因混凝土標號高前期養護不到位，產生裂縫；

②在混凝土澆筑階段，初凝時因鷹廈路仍通行，火車振動效應導致裂縫出現；

③由于不可抗力的洪水導致支架基礎浸水下沉，出現裂縫。

3 修復方案

經各參建單位共同研討，并最終形成一致意見，聘請有專業資質的設計公司進行加固修復設計，修復的主要內容有以下幾點。

3.1 主橋箱梁的修復

對主橋箱梁1-2跨梁底存在的缺陷和裂縫，采用表面涂刷封閉修補以及灌漿封閉處理；梁體表面缺陷修補及裂縫封閉后，對主橋1-2跨箱梁底面進行粘貼碳纖維布處置，并采用高強度膩子涂刷。

3.1.1 主要材料的嚴格把控

裂縫修補用材料、混凝土表層缺陷修復及防護材料性能指標必須滿足規范要求。本方案主要采用以下材料：

①裂縫修補用膠（注射劑）、修平膠（找平膠），膠粘劑中嚴禁使用乙二胺作改性環氧樹脂固化劑，嚴禁摻加揮發性有毒溶劑和非反應稀釋劑；

②碳纖維布的設計厚度、抗拉強度標準值、受拉彈性模量、伸長率、彎曲強度、層間剪切強度、仰貼條件下纖維復合材料與混凝土正拉粘結強度、單位面積質量均需符合規范；

③高強環氧膩子外觀、膜顏色及外觀、稠度、干燥時間、刮涂性、柔韌性、耐沖擊性、打磨性、耐硝基漆性均需符合規范。

3.2 混凝土結構的一般修復

裂縫處理：本項目箱梁混凝土裂縫按寬度分為兩類：裂縫寬小于0.15mm，這類裂縫采用表面涂刷封閉即可，先沿縫長磨出6cm深3mm的凹槽，清理干凈，然后涂抹高強封閉裂縫膠除去氣泡抹平；裂縫寬度大于等于0.15mm，一般采用壓力灌漿法進行施工，前期也要先沿縫長磨出凹槽，清理干凈，然后灌漿，在灌漿時必須將修補材料充分注入裂縫末端，保證修補質量。

3.3 混凝土結構粘貼碳纖維布修復

①在梁體表面缺陷修補及裂縫封閉后，清除表面所有雜質，除去表面1mm～2mm厚的砂漿層，磨去面上突出超過2mm的“毛刺”，表面層打磨后，應將表面灰塵徹底清除。

②根據裂縫情況，對粘貼纖維布的規格、范圍等進行核查、下料；檢查所用粘結劑是否與提供的材料產品說明書相符，材料是否在保質期內；粘結劑的攪拌應嚴格按產品說明書來操作。

③涂底膠，根據現場實際氣溫決定用量，并嚴格控制使用時間；均勻涂抹于混凝土構件的表面，厚度不超過0.4mm，不得漏刷、流淌、氣泡，等膠固化后再進行下一道工序。

④混凝土表面凹陷部位、模板接頭等出現高差的部位，應用整平膠料填補，盡量減少高差。轉角的處理應用整平膠將其修補為光滑的圓弧，半徑不小于20mm。

⑤按設計要求的尺寸裁剪碳纖維布，粘貼碳纖維布。

3.4 抗裂性不足修復

針對橋梁動靜載試驗報告中提出主橋1-2跨箱梁存在抗裂性不滿足的裂縫問題，應采取主橋1-2跨施加預應力體外索。

3.4.1 主要材料的嚴格把控

施工時所用的材料必須進行檢驗，（包括特殊修補材料的毒性檢驗），合格后方可使用。對于常用材料，如混凝土、鋼筋等，按相關材料規范要求進行檢驗，對一些特殊材料必須滿足下列規范指標：

①體外預應力索，本項目體外索采用成品索，其質量要求應符合《體外預應力索技術條件》和《無粘結鋼絞線體外預應力束》的規定；

②錨具，本項目錨具采用成品索廠家配套產品，性能及指標均應滿足國際后張預應力協會FIP《后張預應力體系的驗收和應用建議》及《體外預應力材料體系》和國家標準《預應力筋用錨具、夾具和連接器》的規定；

③本項目減振限位裝置采用體外索廠生產的配套產品、黏鋼膠及灌漿料性能指標必須符合規定。

3.4.2 混凝土結構粘貼鋼板維修

①工藝流程：鋼板加工→外側噴砂除銹→混凝土表面磨平消除碳化層→混凝土表面裂縫封閉與找平→混凝土結構鉆孔（用于固定螺栓安裝）→鋼板粘結面現場砂輪機打磨除銹→安裝鋼板→上鋼板固定螺栓→配制并涂刷結構膠→采用結構膠封閉鋼板四周并沿著周邊每隔30cm～50cm（且每邊至少一處）留設通氣孔→壓力注膠→待膠體達到強度后進行鋼表面防腐處理（涂刷油漆）。

②測量定位，放出需粘鋼加固混凝土表面鋼板位置大樣，鑿除該區域混凝土表層3mm左右厚的砂漿層，形成平整的粗糙面，如表面有不平整處應整平，再清除表面浮漿，剔除表層疏松物，最后吹除表面粉塵或清水沖洗干凈，待完全干燥后用脫脂棉沾丙酮擦拭表面，配制并涂刷結構膠。本項目部分鋼板尺寸較大，所以特別應保證鋼板的加工及施工質量。切割過程中在鋼板兩側施工采用外力加壓，防止鋼板扭曲變形，等鋼板應力消除后再卸載外力，鋼板制作完成后采用噴鋅處理。依據現場混凝土上的實際放樣進行粘貼鋼板下料，并依據現場情況確保灌注膠層有足夠的厚度以粘住鋼板。當鋼板放置到位后應壓緊鋼板，以保證粘結牢固的同時鎖緊固定裝置。鋼表面防腐處理、涂刷油漆必須符合要求。

③張拉體外索前需對墩頂橫隔板進行加固，加固應保證膠體到達100強度后方可張拉體外索。本工程體外預應力束體規格為15.2～22，體外預應力索一共8股，鋼絞線抗拉強度標準值fpk=1860N/mm；鋼束采用兩端張拉，張拉控制應力為0.55xfpk=1023N/mm；15.2～22鋼絞線束公稱破斷索力為5729kN，單根控制張拉力為3152kN。工程施工過程中嚴格按照施工技術規范及設計圖紙的要求進行控制，各種控制指標均符合要求。

施工單位按設計圖紙對裂縫封閉修復完成后，由原檢測單位針對修復后主橋1-2跨再次進行橋梁動靜載試驗檢測，按照檢測結果于2020年11月18日進行了長安路2號立交橋缺陷修復驗收，驗收結論：與會議單位一致同意，經修復后，橋梁承載能力滿足設計荷載要求。橋梁質量等級評定為合格。

4 后期養護建議

①嚴格限制超載車輛通行，加強橋梁經常性檢查，特別應加強對裂縫修復部位和體外預應力索錨固部位的定期觀測，確保橋梁的完好和安全運行。

②根據《城市橋梁養護技術標準》(CJJ99-2017)第 4.3.1 條，常規定期檢測應每年1次；可根據城市橋梁運行狀況和結構類型、周邊環境等適當增加次數；結合橋梁實際情況，建議該橋梁正式投入運行后首次常規定期檢測不應大于半年。

5 結語

市政工程與人們的日常生活有著極為緊密的聯系，立交橋在市政工程施工中占比較大，對橋梁的施工技術要求比較高。而從現階段實際實施情況來看，橋梁的施工技術依然要不斷地學習、改進，從發現的問題中吸取經驗，做到事前控制，避免一些施工問題的發生。