高速公路箱梁維修加固施工技術分析

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摘要:預應力混凝土連續(xù)梁橋在當前跨越結構中得到了較為廣泛的應用，然而裂縫問題對于連續(xù)梁橋的健康安全服役造成了較大的影響。依托于高新高速公路古郊大橋箱梁維修加固工程，對箱梁橋梁體裂縫處治方法、粘貼鋼板法、增設橫隔板加固方法等進行了介紹，對類似工程提供相關的工程經(jīng)驗。

關鍵詞:預應力；混凝土連續(xù)箱梁橋；粘貼鋼板；箱梁維修加固

隨著經(jīng)濟的不斷發(fā)展，交通運輸?shù)闹巫饔迷絹碓酱?，公路交通量和車輛荷載將不斷增加。依據(jù)每年對高新高速公路全線橋梁的日常巡查和定期檢測，發(fā)現(xiàn)部分箱梁的腹板和底板均存在不同程度的縱向、橫向裂縫，梁板安全受到影響，為滿足交通需求，有必要采取加固措施提高箱梁的承載力。因此，橋梁箱梁的修復加固是橋梁工程領域亟待解決的問題。

1工程概述

高新高速公路位于山西省晉城市境內，是山西省“三縱十一橫十一環(huán)”高速公路規(guī)劃網(wǎng)中第十橫和省道(S80)陵(川)侯(馬)高速公路的重要組成路段。古郊大橋位于高新高速公路K10+249處，橋長429．85m。橋梁上部結構形式為21-20m裝配式預應力混凝土連續(xù)箱梁，每跨4片箱梁，全橋三聯(lián)，7號、14號橋墩為分聯(lián)墩;下部結構橋墩采用柱式墩，橋臺采用肋板臺，基礎形式為樁基礎。

2產(chǎn)生的病害及原因分析

2．1病害情況

古郊大橋左幅18-3號梁腹板出現(xiàn)縱向裂縫，裂縫最寬1mm。具體病害情況如表1所示。

2．2箱梁縱向裂縫分類

箱梁縱向裂縫主要分為兩類，一類為順波紋管裂縫，形成原因是在梁體混凝土尚未達到設計強度要求時，提前張拉預應力鋼束造成的;另一類為順筋裂縫，形成原因是鋼筋骨架綁扎較密，混凝土振搗不充分，或混凝土保護層太薄，導致后期形成的順筋裂縫。翼板與腹板交界處縱向裂縫形成原因是混凝土澆筑時跑模或分層澆筑混凝土造成的。

3處置的措施

1)對箱梁縱向及斜向裂縫進行封閉、注膠處理。2)對箱梁外部部位粘貼A(如圖1，圖2所示)、B型(如圖3，圖4所示)鋼板;箱梁內部粘貼C型(如圖5，圖6所示)鋼板。箱梁內部粘貼C型后，為了避免梁底積水，采用2cm厚高強復合砂漿進行梁底坡度找平，該砂漿也具備防水功能。3)在箱梁內部1/4和3/4跨處增設橫隔板，橫隔板鋼筋穩(wěn)固的植入梁體內。在橫隔板頂板處開進料口，用于自密實混凝土澆筑。

4施工方法及步驟

4．1裂縫注膠處理

1)在施工前仔細觀察裂縫的走向，現(xiàn)場確定裂縫與預應力鋼絞線的走向是否一樣，然后清理干凈裂縫表面，鑿除兩側疏松的混凝土塊和砂粒。用潮濕的布清理表面的灰塵，并用吹風機吹干，使其表面充分干燥［1］。2)依據(jù)裂縫的走向，在裂縫處、裂縫交錯處、裂縫貫通處設置灌漿嘴，設置間距為20cm左右，裂縫較窄的地方可以適當加密，較寬的地方也可以適當稀疏。間距最長不超過25cm。3)采用結構補強砂漿進行嚴密封縫。4)預留一個注膠嘴，其余注膠嘴臨時密封，從注膠嘴向裂縫中注入空氣，并逐一檢查封縫的效果，使其滿足規(guī)范要求［2］。5)采用壓力注膠法注膠，壓力應控制在0．4MPa以內，將裂縫灌注膠從一端向另一端依次注入，直至排氣嘴流出飽滿的膠體為止。注膠結束后立即堵塞排氣嘴，盡快拆除注膠器，用封口塞封堵注膠嘴，防止膠液外流［2］。6)待裂縫內膠液固化后，切斷灌漿口，用補強膠將灌漿口平整、密封。

4．2粘貼鋼板

1)表面處理。鑿除箱梁表面的混凝土浮漿，使其露出堅實的混凝土面，清潔表面的松散物、灰塵，保證混凝土表面干凈，整潔。2)螺栓放樣。根據(jù)現(xiàn)場實際情況確定螺栓位置，打孔位置與梁體內鋼筋發(fā)生沖突時，可做適當調整。3)加工鋼板。根據(jù)箱梁梁體的實際尺寸進行下料，鋼板彎制成形，然后對鋼板表面的氧化層進行打磨處理。最后將已打磨好的鋼板粘貼表面用合格的丙酮類材料擦拭至潔凈。4)配置粘鋼膠，粘貼鋼板。a．根據(jù)產(chǎn)品的說明要求配制粘鋼膠，配制好的粘鋼膠必須色澤均勻無雜質且在規(guī)定的時間內用完，禁止使用硬化的粘鋼膠。b．貼鋼板前，應清除鋼板表面的銹跡。c．通過螺栓將鋼板錨固于梁體上，使用封邊膠對鋼板進行封邊處理，待封邊膠固化后進行粘鋼膠的灌注，灌注過程中應確保灌注密實［3］。5)鋼板防銹處理。將鋼板表面清理干凈，將超出的螺栓頭割掉，清除表面的銹跡，涂抹防銹漆進行處理。粘貼梁體鋼板的具體施工工藝流程見圖7。

4．3鋼板防腐

1)表面處理。對鋼構件存在的粗糙焊縫打磨平順，焊接飛濺物用刮刀或砂輪機去除。鋼構件表面油污應用清潔劑進行低壓噴洗，并用淡水槍沖洗掉所有殘余物。小面積油污可采用溶劑擦洗。表面處理完工后，使用真空吸塵器或無油、無水的壓縮空氣，清理表面灰塵。防腐使用環(huán)氧樹脂類涂裝材料在表面處理完后規(guī)定時間內涂于準備涂裝箱梁梁體的鋼板表面上;如鋼板的表面出現(xiàn)返銹等銹蝕現(xiàn)象，應重新除銹。涂裝環(huán)境要求:在惡劣氣候條件下，禁止在戶外施工。2)環(huán)氧樹脂類涂料配制和使用的時間。在施工時環(huán)氧樹脂類涂料應充分進行攪拌至均勻，對于雙組分或多組分的涂料，應先將各組分充分進行攪拌直至均勻，然后按經(jīng)試驗的配合比結合現(xiàn)場攪拌混凝土的現(xiàn)狀嚴格的配制并攪拌均勻。涂料的使用時間嚴格按產(chǎn)品說明書要求執(zhí)行。涂覆工藝:a．涂覆間隔。按照施工圖設計的要求和符合材料特性的工藝進行底涂、中涂和面涂施工。b．噴漆順序。首先噴涂環(huán)氧富鋅底漆，之后涂環(huán)氧(厚漿)漆作為中間面層，最后涂面層。噴涂前除去表面鹽分、油污等。c．現(xiàn)場最末一道的面漆涂裝前:應采用淡水、清洗劑等清潔材料對待涂裝的鋼板表面進行必要的清潔等處理，除掉鋼板表面的灰塵和油污等易腐蝕的污染物;檢驗涂層相容性和附著力，整個涂裝過程要隨時注意涂裝有無異常。3)現(xiàn)場涂層質量要求。a．外觀。涂料涂層的表面應保證平整、涂抹均勻且一致，無漏涂、起泡、裂紋、氣孔和返銹等現(xiàn)象。金屬涂層表面均勻且一致，不允許有漏涂、起皮、鼓泡、松散粒子、裂紋和掉塊等，允許輕微結疤和起皺。b．厚度。要隨時檢查金屬涂層的厚度，厚度達不到設計圖紙和相關規(guī)范的要求時，應重新涂裝，直至合格為止。

4．4箱梁頂開孔

箱梁頂板開設進人孔，對箱梁內部進行檢查，進人孔設置在箱梁的頂面，避開梁頂部預應力鋼絞線。在橋面上開鑿人洞時，將鋼筋割斷并彎起，施工完成后將割斷的鋼筋按原設計焊接，如果鋼筋已銹蝕，要進行防銹處理。然后進行澆筑混凝土封閉洞口，做防水處理后澆筑水泥混凝土橋面和瀝青混凝土橋面鋪裝。

4．5增設橫隔板

1)待粘貼鋼板所有工序施工完成后進行橫隔板施工。2)放樣打孔，梁體內鉆孔的位置與原箱梁梁體的各類鋼筋發(fā)生沖突時，可做適當調整。3)植鋼筋，待植筋膠完全固化后，方可焊接橫隔板鋼筋。4)在橫隔板底部安裝通水PVC管，管底應與底板齊平。5)澆筑自密實混凝土，并封堵頂板處的進料口。

4．6橫隔板混凝土施工

1)按照施工設計圖紙進行橫隔板放樣，若原結構預應力鋼筋與橫隔板位置沖突時，經(jīng)設計方同意后方可調整。2)鑿除與橫隔板相接觸的混凝土保護層，露出新鮮的混凝土面，將混凝土表面一定深度的碎渣清除干凈，并按設計要求植筋。3)采用和易性良好的C30自密實混凝土，配合帶有附著式振搗器的輕型鋼模板，澆筑前應準備充分，把一切可能發(fā)生的情況都要想清楚，確保澆筑能夠一次成形，以免產(chǎn)生影響表面美觀的施工縫。4)在各類鋼筋交叉密集的地方，可采用符合標準的細石混凝土填充模板縫隙，仔細振實。機械振搗確實有困難時，可采用人工搗固等方法配合，嚴防漏振。5)鋼筋保護層的厚度不宜小于設計規(guī)范。6)控制好下料，保證混凝土灌注時不會產(chǎn)生離析等現(xiàn)象。7)考慮箱梁內的空間有限及為盡量減少施工時的偶然荷載，由于混凝土使用量不大，混凝土采用在路面上進行攪拌，通過人工運送進行混凝土澆筑。

4．7橋梁靜載試驗

通過對維修跨度進行的加載和檢測，實測主要控制斷面的撓度校驗系數(shù)、應力校驗系數(shù)均在正常范圍內，結果表明該跨現(xiàn)有的受力特征能夠滿足設計荷載作用下的受力要求。在實驗過程中，主梁并未產(chǎn)生新的裂縫。

5結語

該橋梁經(jīng)過對裂縫的封閉注膠，粘貼鋼板及增設橫隔板處理后，通過靜載試驗檢測，提高了橋梁上部結構的承載力。由此可見，上述對橋梁維修加固的方案是可行的，可以有效地提高該橋梁的使用壽命，值得推廣。

參考文獻:

［1］黃新雨．高速公路箱梁橋上構加固施工技術和質量控制分析［J］．建筑工程技術與設計，2017(3):104．

［2］呂建華．單箱單室預應力混凝土連續(xù)箱梁橋加固方案及施工控制要點［J］．中外公路，2009(4):119-121．

［3］高巖．預應力混凝土連續(xù)梁加固設計實例［J］．鐵道建筑技術，2020(6):7-9．

作者：谷莉薇 單位：山西省交通開發(fā)投資集團有限公司