高等级公路中“单板受力”桥梁化学灌浆加固铰缝处治方法浅析

杨旭光

(河北省交通规划设计院试验检测室)

高等级公路中“单板受力”桥梁化学灌浆加固铰缝处治方法浅析

杨旭光

(河北省交通规划设计院试验检测室)

针对目前我国单板受力桥梁比较普遍这一现象，以历年来河北省高速公路单板受力桥梁常用处治方法为依据，对化学灌浆加固铰缝处治方法进行较为系统的分析。

单板受力;处治方法;铰缝注胶

1 常用“单板受力”处治方法

目前河北省高速公路桥梁单板受力病害常规处治方法主要采用如下方法:凿除原桥面铺装和铰缝混凝土，重新浇筑铰缝后铺筑一层钢筋混凝土桥面铺装，铺设微表处。铰缝设置铰接钢筋或连接钢板;桥面铺装采用双层钢筋网;桥面铺装钢筋与空心板采用植筋连接;混凝土桥面铺装施工完成后，桥面铺设1cm微表处。

该处治方法能有效的对单板受力桥梁进行加固，但也存在一定的缺点:(1)施工时需要中断高速公路交通或半幅通车半幅施工，半幅施工有一定的危险性，对交通流影响较大，尤其同一路段对于多个工作面的开展受一定限制°(2)由于原有混凝土凿除和新浇筑的混凝土养生，致使工期较长，对交通流影响时间较长°(3)半幅通车半幅施工情况下，桥面混凝土在车辆扰动下进行养生，混凝土桥面铺装施工质量难以保证°(4)凿除过程中对原结构有一定的影响和损坏;一两块板存在单板受力，需要对全跨进行凿除和处理，工程造价较大。

2 铰缝注胶法处理单板受力方法

针对单板受力病害处治的关键难点在于处治中不能中断道路交通或尽量减少中断交通，为解决此难题，因此急需提出一种不中断交通，桥下加固单板受力的加固方法，化学灌浆加固铰缝的技术方法能很好的解决此类问题。

化学灌浆加固铰缝就是将铰缝造成一个密闭空腔，预留进出口，有效运用高压灌浆设备，将化学胶液灌入铰缝缝隙内，使其迅速扩散、凝结并固化。通过新型环氧树脂胶良好的粘结性能和力学性能、快速的固化时间，恢复两侧梁板之间的连接，提高铰缝的抗剪能力，有效恢复桥梁结构的整体性能。该方法的最大优点为不中断交通进行施工;所有施工操作都在桥下进行，施工不破坏原结构，施工操作简便，速度快。

以京港澳高速公路某1～6 m空心板单板受力桥梁为例，提出了该技术的工艺流程，并进行了压力灌浆加固铰缝的试验研究，通过板桥梁加固前后的检测试验验证了该技术的有效性。

2.1 主要病害

该小桥存在的主要病害:(1)左幅8#铰缝通长开裂，渗水泛白，对应桥面出现多条纵缝，造成8#、9#板单板受力。(2)右幅6#铰缝通长开裂，渗水泛白，对应桥面出现多条纵缝，造成6#、7#板单板受力。

2.2 处治方案

为了便于研究该技术方案的加固效果，该小桥左幅采取铰缝压力注胶，并且横向跨缝粘贴钢板方案;右幅只采取铰缝压力注胶，对比两种加固方案的加固效果。加固前后挠度监测采用桥上不断交，桥下挠度实时连续监测的方法，这样既保证了桥梁的正常运营，不影响交通;过往的车辆又能为桥梁检测提供荷载，进行实时挠度监测，反应桥梁在日常正常运营下的结构状况。

2.3 工艺流程

压力注胶加固铰缝施工应将铰缝造成一个密闭空腔，有控制地预留进出口，有效运用高压灌浆设备，将加固用胶压入铰缝的开裂面，达到加固目的。其流程主要包括铰缝处理、埋设注胶管、测量管、板缝封缝、注胶、粘贴钢板等工艺。

2.4 加固效果评价

该加固方法在桥梁病害外观和梁板静力刚度(挠度)两方面，加固后均比加固前有较好的改善，改善了结构受力，消除了安全隐患，达到了预期的加固效果。并且加固后第二天挠度监测，各梁板挠度均有明显减小，桥梁刚度有所提高，说明该方法具有很好的时效性。

其中左幅压力注胶后，粘贴钢板，单板受力梁板挠度明显减小，左幅挠度最多减小为46%，右幅最多减小为32.3%，说明粘贴钢板能进一步改善桥梁加固的效果，建议对于病害桥梁注胶完成后，再考虑进行贴贴钢板进行补强，改善横向联系。

3 应用前景分析

不中断交通压力注胶施工方法，不需中断交通，施工方便快捷。经过对病害桥梁加固前后桥梁外观和挠度的监测对比，该施工方法对板梁桥梁单板受力病害有较好的加固效果。

首先该施工方法不需中断交通，是该施工方法一大亮点，与常规方法如重做桥面铺装加固铰缝方法对比，后者至少需封闭一个车道，进行半幅施工，封闭时间较长，高速车流量很大，桥上施工的安全问题尤为突出。并且封闭交通手续审批繁琐，不利于养护部门及时养护的要求。出现病害后，压力注胶法随时可以组织施工单位进行维修加固，满足出现病害及时处治的要求。

不中断交通压力注胶施工方法的经济性，首先该方法工序简单，需要人员较少，主要加固材料加固用胶，比常规方法需要较多的人员和材料用一定的优势。再者，常规做法中，如果病害桥梁只有一条铰缝损伤比较严重，也需凿除桥面铺装，重新浇注，经济性较差，比较浪费。而该方法只需对病害铰缝进行注胶加固即可，从工程造价上有良好的经济性。

该方法工序工艺简单，具有较好的安全性和经济性，施工方法省时省力，在高速公路“安全畅通”的原则下，具有广阔的应用前景。

4 结论与建议

(1)通过加固设计、现场监测，外观调查、数据比较等确定了不中断交通压力注胶加固铰缝的方法，对于空心板铰缝渗水及单板受力之类病害是一种行之有效的方法。

(2)通过加固后的监测发现，虽然注胶后横向粘贴钢板效果好于单纯注胶加固，但由于所选实体桥梁跨径较小，桥梁挠度也较小，对于粘贴钢板的加固效果与经济性的对比需要进一步的研究分析。

(3)通过小桥单板受力的病害处治，提出了新材料、新工艺等一套完整的施工方法。

(4)对于板缝高度较低的板式桥梁，运用此种方法加固，清理板缝是施工难点。

(5)加固所用加固用胶高温环境下固化效果较好，所以尽量选择温度较高时，进行施工，以保证加固效果。避免低温施工。

根据加固设计、施工过程中所遇到的问题，提出以下建议。

(1)若支座变形、老化、脱空的，应先对支座进行更换后进行铰缝灌胶处理。

(2)板缝、铰缝注胶时应组织多条铰缝同时进行，保证固化基本同步，消除应力重新分布带来的不利影响。

(3)板缝、铰缝注胶完成后可考虑在板底布设钢筋网或粘贴钢板增强空心板的横向联系，防止在动荷载作用下铰缝、板缝粘结面混凝土再次发生破坏。

(4)此加固方法的耐久性性能需进一步观察和研究。进一步加强该工法在计算理论方面的总结研究，使之形成一套理论严谨，技术可靠的加固技术。

(5)针对不同种跨径的板梁桥，研究跨径与铰缝加固效果的关系，研究板底横向联系(如横向跨缝粘贴钢板)在不同跨径板梁桥加固中的作用。

［1］戴桂华.桥梁单板受力病害分析及处理策略［J］.湖南交通科技，2012(6):116-118.

［2］王砚桐.高等级公路中“单板受力”现象及原因分析［J］.公路交通技术，2004(4):29-32.

［3］杨修志.钢筋混凝土空心板梁受力不均匀现象与防治［J］.公路交通技术，2006(5):102-103.

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2013-10-25