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(jié)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(nèi)，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(jié)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(jié)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?；蚍謱訚仓炷猎斐傻摹?/p>

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(nèi)部粘貼C型(如圖5，圖6所示)鋼板。箱梁內(nèi)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(nèi)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(nèi)。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(cè)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(jié)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(nèi)，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(jié)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(nèi)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(nèi)鋼筋發(fā)生沖突時，可做適當調(diào)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(zhì)且在規(guī)定的時間內(nèi)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(nèi)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(jié)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(zhì)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(jié)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(nèi)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(nèi)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(diào)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(jié)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(diào)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(nèi)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(nèi)，結(jié)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(jié)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(jié)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(zhì)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