不封闭交通桥梁铰缝加固技术在桥梁维修施工中的应用

岳慧丽

【摘 要】随着我国经济的高速发展，近年来公路路网逐步健全，公路桥梁数量也逐年增加，而现有桥梁中有很多为板式梁桥，由于板式梁桥在使用过程中受各种因素的影响，易发生铰缝失效而导致“单板受力”的病害，如何在大交通量条件下不封闭交通对铰缝进行修复是公路养护单位需要积极探索的新课题。本文以兰州机场高速公路柳忠六桥采用不封闭交通技术铰缝加固维修施工为例，简述了不封闭交通铰缝修复技术的施工工艺和注意要点。

【关键词】桥梁；不封闭交通；铰缝修复；施工工艺

0 前言

板式梁桥具有自重轻、结构性能好、施工方便等优点，在公路桥梁工程中被广泛采用。但板式梁桥的空心板间铰缝在使用过程中收到自然环境因素、高速行驶车辆冲击、长轴重载货车不均衡加载等因素的影响下，很容易出现不同程度的铰缝病害，尤其是在大交通量“渠化交通”明显的相邻两个车道之间，桥梁极易出现纵向裂缝，进而导致桥梁铰缝失效的“单板受力”状态，这种情况不但大大削弱了板式梁桥上部结构的整体性，严重降低桥梁的承载能力，很容易导致板断桥塌的事故，给行驶车辆安全带来很大的隐患，必须高度重视。

传统的桥梁铰缝修复方法是：先用铣刨机铣刨清除桥面沥青混合料面层，再用风镐凿除钢筋砼铺装层，凿除破损铰缝；之后再用速凝混凝土修复铰缝混凝土，再依次修复桥面铺装层。利用传统的方法修复铰缝不仅费工、材料用量大、工期（含砼养生时间）较长，而且施工时至少要对桥面半幅封闭交通施工，存在安全隐患，特别是在高速公路上施工安全风险高，即使是半幅封闭交通也会降低道路的通行效率，引起不良社会影响。传统加固修复方法施工的直接成本和边际成本较高。

不封闭交通交锋修复技术是指在桥下采用梁底注胶和钢筋网复合高强度砂浆加固方法，代替传统的拆除桥面重新进行铺装的方法进行桥梁铰缝修复的技术。由于不必封闭桥面交通，提高了养护维修效率，降低了安全风险。

1 不封闭交通桥梁铰缝修复技术应用实例背景

1.1 施工实例概况

2015年5月，兰州公路管理局高等级公路养护管理中心对柳忠六桥的铰缝应用不封闭交通技术进行了修复施工，兰州机场高速公路柳忠段的柳忠六桥为1x8m空心板桥，设计荷载等级为汽车-超20级、挂车-120。桥面宽度为：（0.50+9.50+0.5）+0.50+（0.50+9.50+0.5）=21.5m。该桥2003年5月开工建设，2004年10月建成。

该桥于2014年进行了处理铰缝渗水泛碱的养护维修施工，维修方法为对铰缝注入聚氨酯密封胶进行封闭，并对空心板底面涂刷水泥基聚合物涂料。维修后不久，该桥即出现第6、7、8块空心板边缘混凝土腐蚀、钢筋锈蚀、铰缝填充物脱落、单板受力等病害。

1.2 不封闭交通修复方案

利用不封闭交通修复技术对柳忠六桥设计的加固方案为：

（1）凿除空心板梁间失效铰缝旧混凝土，板梁缝用高压水清洗，灌注结构灌封胶，粘结板缝和修复破损的铰缝；

（2）板梁板底挂钢筋网，喷抹高强度复合砂浆，提高板梁横向联系与纵向刚度，对整个梁底进行加固处理，提高板梁的整体性。

2 不封闭交通桥梁铰缝修复技术施工工艺

结合柳忠六桥成功的施工经验，对不封闭交通桥梁铰缝修复技术的施工工艺流程总结如下：

2.1 清理失效的板梁铰缝

施工前，需要将铰缝内破损的混凝土进行清理，然后注胶。采用电钻和电动钢丝刷清理板缝松散混凝土，之后用高压水从板梁底部对板缝内进行冲洗，将板缝内的碎屑、粉尘等杂物清理干净，待板缝内干燥后方可进行注胶。

2.2 板梁底表面处理

采用人工凿毛的方式在板梁底部进行表面处理，使板底的粗糙度增加，以利于后续高强度砂浆与板底粘接。凿毛先用拉毛机对板底打毛，用电锤或手锤对打磨后的混凝土表面凿出麻点，形成深4mm～5mm、间距约50mm的横向凹槽，从而使得加固砂浆能够和底板产生有效的结合。

2.3 铰缝注胶

在清理干净的铰缝内注入结构灌注加固胶，加固胶固化后会将相邻的两个空心板重新粘合在一起，形成一个整体。施工过程中的难点是注意铰缝的密封性以及判断加固胶充满程度。

2.3.1 预埋注胶管和测量管

从板梁底部将注胶管（？准16mm的PVC线管）插入铰缝内，并要求尽量插到离原铰缝填料底部1cm处，便于胶液顺畅灌入铰缝内。测量管要求插到离原铰缝填料底部3cm处。注胶管、测管沿铰缝长度宜2m各布置一根。

2.3.2 封堵板缝

采用封口胶+塑料板+金属压条的方法对铰缝底板进行密封，防止加固胶漏出，同时在铰缝两端头采用聚氨酯泡沫密封胶进行竖向封堵。

2.3.3 注胶

采用专用的压力灌注器进行板缝注胶，注胶压力维持在0.2MPa，分两次注胶。第一次注胶应充满板缝，注胶至测量管流胶即停止注胶，并排空注胶管与测量管；待首次注胶固化后（25℃，约2小时）进行第二次注胶，第二次注胶胶液渗入铰缝，注胶至桥面对应的纵向裂缝全范围内或板缝两端封堵处渗胶时方可停止。如对应的桥面纵向裂缝局部渗胶，应排空注胶管胶液，待固化的胶液封堵桥面局部纵向裂缝后进行再次注胶，确保注胶饱满。两次注胶的胶液固化后即形成强度，使得梁板形成整体。

2.4 钢筋网与高强砂浆复合提高梁板整体性

在凿毛的梁板底挂4.5cm厚的钢筋网喷挂高强砂浆层，高强砂浆与钢筋网的复合，可以更进一步的加强空心板桥梁的整体性。

2.4.1 底板钢筋网布设

（1）板内钢筋定位与板底钻孔

在板底植筋前应先利用钢筋定位仪测定空心板内的钢筋分布情况，绘制每块板底钢筋分布图，现场根据分布图在板底弹线确定好钻孔位置，为保证板内钢筋安全，板底钻孔位置不得与板内钢筋重合，钻孔后及时用高压空气清理孔内粉尘。

（2）植筋、布设钢筋网

植筋采用？准8钢筋制作成“L”型挂钩筋，挂钩筋涂植筋胶植入干净的孔内，要求植入深度>6cm，挂钩筋布置为30cm×30cm 的矩形分布。然后与？准12mm钢筋网连接，柳忠六桥设计的钢筋网间距密度为10mm×30mm。

2.4.2 高强聚合物砂浆喷涂

（1）梁底混凝土水分饱和、面干

布置好钢筋网后，用高压水枪在板底间断性喷水24h以上，使板梁板底混凝土达到吸收水分充分饱和，但表面干燥的状态。

（2）梁底喷涂混凝土结构界面剂

为提高高强度抗流挂砂浆与板底的粘结牢固度，在板底喷抹砂浆之前需先喷涂JN-J混凝土结构界面剂，界面剂采用气泵喷涂的方式进行施工，要求喷涂厚度达到1mm，并均匀喷涂于凿毛处理洁净的板梁底部。

（3）喷抹抗流挂高强度复合砂浆

在板梁底部喷抹厚度为4.5cm、抗流挂的高强度复合砂浆。在喷涂完界面剂稍干后即可喷抹砂浆，砂浆要求分三次进行喷抹（即喷-挤-喷工艺）：

第一次喷，将砂浆喷射到板底混凝土表面，形成6～7mm厚粗糙的砂浆层；

第二次挤，待4～8小时后，通过设备将砂浆挤送至钢筋网格与第一次喷抹的砂浆层之间，厚度控制在与钢筋网外侧平齐，且厚度控制在20～30mm，并用人工挤实、压平；

第三次喷，待挤的砂浆初凝后，数次喷射砂浆至设计厚度并进行人工抹平、抹光。

2.4.3 养生

喷抹的高强度砂浆终凝后，应及时对砂浆层进行洒水养护，养护时间至少7天。养护期间应保持砂浆层表面湿润。可采用手动或电动喷雾器喷洒水的方式进行养生，以保证砂浆后其强度快速增长。

3 注意事项

3.1 钢筋网的间距

柳忠六桥施工中发现原设计10mm×30mm的钢筋网密度不能满足砂浆挤涂的要求，容易脱落，后建议今后应用设计中将钢筋网密度增加，或采用钢筋网片，以保证高强度砂浆的挂网后强度增长，形成高强度复合结构。

3.2 高强度抗流挂砂浆拌和及施工要点

由于喷射砂浆对稠度有较高的要求，偏稀时，无法粘结在底板上，偏稠时，从喷涂机喷涂时较为困难；鉴于以上要求，在砂浆搅拌制备时，对加水量要求非常严格，而且需要熟练工人进行操作，从而积累成熟的经验，搅拌时间以10分钟为宜。板底高强抗流挂砂浆喷涂采用专用的砂浆喷涂机进行，砂浆一次搅拌量为200～300Kg为宜，满足工作需要的砂浆需要有较低的稠度和较短的凝结时间，同时喷涂到底板后和底板有较强的粘结能力和触变能力，以便于抹面收光。这一点在不封闭交通加固技术中砂浆的性能调整非常重要；此外，砂浆喷涂、抹面收光后必须能够短时间内具有一定强度，以防止行车干扰发生塑性阶段开裂。

喷涂机宜选用较大功率的喷涂机，以满足喷涂施工要求。喷涂时采用分层喷涂，柳忠六桥施工中采用三层喷涂，但是在钢筋背后仍会存在无法喷射到的空洞，需要在抹面时用力挤压消除。

3.3 施工安全注意要点

桥梁下部病害加固时应注意施工支架、挂蓝的稳定，高空及水上施工时应系好安全绳，确保施工安全。施工期间设置相应的施工防护网，以免施工机具或施工弃渣坠落引起安全事故。

4 结束语

桥梁病害防治必须依靠科技创新，积极正确使用新材料、运用新工艺，并在已经取得施工实践经验的基础上，做好经验和存在不足的总结，积极学习和借鉴国内外的先进方法和经验，结合我省路况和桥梁养护实际，注重养护桥梁技术状况等级的提高。

【参考文献】

[1]公路桥涵养护规范 JTGH11-2004[S].

[2]公路桥涵施工技术规范 JTG/TF50-2011[S].

[3]公路桥梁加固施工技术规范 JTG/T-J23-2008[S].

[责任编辑：杨玉洁]