在不中断交通情况下市政道路桥梁铰缝病害修复施工技术的应用

在不中断交通情况下市政道路桥梁铰缝病害修复施工技术的应用

付志参

（上海昌熙建设工程有限公司   上海   201101）

【摘要】市政桥梁是一个城市道路交通的重要组成部分，是人们生产生活不可或缺的保障，它让人们跨越自然屏障，减少交通中的相互影响，在城市交通中发挥着至关重要的作用；桥梁贯通东南西北连接四面八方，不仅有助于缓解城市交通堵塞，还成为现代化城市里一道亮丽的风景线。随着桥梁年龄的不断增长及城市车流量的不断增加，年代久远的桥梁开始出现或多或少的病害，这些病害严重影响到桥梁安全使用性能，如不能及时发现修复将会造成桥梁主体结构的破坏。市政桥梁还在城市交通中承担着重要的角色，影响着人们的生活和财产安全，因此桥梁需要定期的检查及加固修复，这样才能保证桥梁的安全使用。桥梁铰缝破损是桥梁病害的一种，对桥梁主体结构起到严重的破坏作用，若按常规修复办法，破坏桥面铺装层从上部修复，势必长时间中断交通，影响人们的通行不便而引起诸多社会问题，也大大增加了修复施工成本，造成国家资源的浪费。本文结合具体的市政桥梁铰缝修复工程，分析了在不中断交通情况下桥梁铰缝破损的原因及铰缝修复施工的技术方案，以增强桥梁的耐久性及结构安全性。

【关键词】市政桥梁；桥梁病害；维修加固措施；铰缝维修加固

一、 案例项目简介

某市政公路跨线桥桥位于郊区至市区的交通要道，东西走向，为郊区通往市区的一条东西向二级公路。该桥梁跨径组合由东向西为(20+20+22+22)m+(13+14.024+16.099)m+30m+(16.099+14.024+13)m+(34+55+34)m+3x22m+4x22m+3x22m，全长543.246m，共8联24跨，其中第8跨30m梁跨河道，第12～14跨连续梁跨越下部公路，桥梁两侧为主路路地面道路；桥梁全宽17.5m，桥梁横断面布置为0.5m(防撞墙)+8.0m(车行道)+0.5m(中央隔离墩)+8.0m(车行道)+0.5m(防撞墙)。桥梁设计荷载为路-Ⅰ级，现桥头设置有总重20t、轴重13t的限载标志牌。

二、 案例项目病害分析

经专业桥梁检测单位检测后发现，上述桥梁18～24跨局部铰缝出现渗水、横向连接变弱、局部铰缝破坏等病害，板梁之间的铰缝起到横向联系的作用，是保证结构承载能力的重要构件。铰缝的损伤主要表现是桥面铺装沿铰缝位置出现纵向裂缝、铰缝出现渗水、相邻主梁之间产生明显的不协调变形等、梁与梁之间出现错台、相对位移较大等病害，造成车辆通行情况下单梁受力，形成较大的安全隐患。分析原因是由于桥梁年代久远、超重超载车辆增加、超出原桥梁设计荷载等因素造成局部板梁铰缝的破损,部分老的预制空心板梁，铰缝自身连接较为薄弱，在重车荷载作用下，铰缝容易剪切破坏。铰接板梁桥破坏的机理是:浅型铰缝抗剪、横向传力能力先天不足，重载作用下铰缝损坏，铰缝处桥面铺装纵向开裂，单梁受力增大铰缝剪切破坏。单梁受力承受活载增大 1至 1.5 倍，最终会导致板梁断裂塌落

由于该桥梁位于郊区至城区主要交通要道，交通繁忙，无法进行封闭交通施工，施工难度较大。根据现场情况及不封闭交通为前提条件下，为确保项目的施工质量，我方结合类似项目施工经验制定了在不中断交通的情况下从梁板下部对铰缝灌注铰缝胶加固修复的方案，此技术是采用专用设备压力注浆将高强铰缝修复胶高压注入破损铰缝缝隙及部分空鼓铺装层内，胶体固化后形成整体受力进而有效恢复桥梁结构的整体性，大大提高了铰缝及铺装层间的抗剪强度和抗弯拉力学性能，同时通过灌注铰缝修复胶也对铰缝及梁板进行了密闭处理，避免了桥面渗水的侵蚀，即避免了梁板及铰缝内部钢筋的腐蚀也减少了混凝土的碳化，大大提高了结构的耐久性和抗渗性。

三、 编制依据与修复原则

3.1 编制依据

(1)《上海地区空心板梁桥铰缝的检测、修复与加固技术研究结题报告》（2012）

(2) 桥梁铰缝检测报告

(3) 现场踏勘及桥梁现状

(4) 我司以往类似桥梁铰缝修复工程经验。

3.2 铰缝破坏判定原则

（1）根据《上海地区空心板梁桥铰缝的检测、修复与加固技术研究结题报告》（2012）研究，铰缝结构的技术状况与其跨径相关，有如下计算公式：

式中：α—铰缝技术状况判定系数

△—铰缝相对位移实测最大值（mm）

L—测试桥孔跨径（mm）

其中，铰缝结构不同状态之间无量纲参数α的界限值见表3.2-1。

表3.2-1  铰缝结构不同状态之间α的界限值

四、 铰缝修复技术方案

4.1、铰缝灌胶示意图

根据现场勘查及历年检测报告情况，建议所有破损的绞缝都进行灌缝处理。 下图为铰缝灌注示意图：

4.2、铰缝修复材料选择

本项目铰缝修复采用了QL-908桥梁铰缝修复胶，该铰缝修复胶系改性环氧树脂类新型胶粘剂，主要特点：

*该材料在不中断交通及不拆除原有桥面铺装的情况下，可以正常施工并且使空心板之间的链接满足现行规范的要求；

*该材料施工固化过程中不受路面车辆通行的影响，特别适合在不中断交通情况下的施工；

*该材料具有韧性好，耐疲劳、抗冲击性能优；

*该材料具有粘结能力强，可在潮湿环境中粘结及油面粘结；

*该材料具有良好的密封及防水性能，卓越的荷载传递能力；

*该材料具有优异的力学性能，胶体自身强度高；

*该材料渗透性能很强，能在低压环境下（0.2-0.6MPa），能较好的渗透≥0.01MM 的细微裂缝。

*该材料抗老化性及耐介质（酸、碱、水等）性能好；

*该材料固化温度范围广，可在正常室温接触下很好的固化；

*该材料无挥发性溶剂，安全环保，对人体无毒、无害。

*该材料的性能指标:

4.3、下部注胶铰缝修复技术施工工艺流程及要点

4.3.1施工工艺主要流程

4.3.2施工技术工艺要点

*采用电动钢丝刷、高压水枪将桥梁板缝内的泥沙、油污、碎屑等杂物清理干净，确保板缝内清洁干燥。

*沿铰缝每隔2m左右从底部插入注胶管和测量管（可用PVC线管），测量管尽量设置在铰缝较高端，所有注胶管都设置到铰缝填料底部的1cm的同样高度，用QL-701封闭胶封闭板缝底部，确保板缝封闭密实，不漏浆；在铰缝两端采用聚氧酷发泡剂进行封堵,防止注装过程中两端出现灌注胶渗漏。

*按比例配制OL-908桥梁铰缝修复胶，并用专用压胶机具从注胶管压QL-908桥梁铰缝修复胶，当测量管溢出胶时即停止第一次注胶，检查板缝底及铰缝两端有无渗漏，如有渗漏，应采用封闭胶进行再次封闭处理，等封闭胶固化后继续加压灌注，直到铰缝内灌注饱满为止。灌注时压力泵压力值宜控制在0.2～0.3MPa。灌注过程中，路面及铰缝两端安排人员观察注胶情况，一旦发现路面有冒浆或铰缝两侧有漏浆现象，立刻停止注浆，待漏浆位置处理完成后再继续注浆。

*铰缝修复完成后，为确定实际交通流量下铰缝结构的工作状况，测试时桥面车辆保持正常通行，不限载，也不限流，采用动态测试仪器对跨中位置铰缝两侧空心板的挠度进行测试，了解相邻板梁位移协调情况，即可进一步判断板梁间铰缝的修复状况。

*经过现场检测，铰缝修复效果满足规范要求，修复后铰缝的技术状况判定系数α位于0.025～0.104之间，均小于0.14，说明上述铰缝修复结构完好。

4.4、下部注胶铰缝修复技术优点

4.4.1经济效益

   传统铰缝修复工艺：桥面沥青混凝土铣刨→凿除桥面原有铺装层→凿除破损铰缝混凝土→铰缝连接钢筋修复加固→浇筑铰缝高强混凝土→恢复桥面铺装层→恢复桥面沥青混凝土路面，传统铰缝修复工艺存在施工工序多、工期长、消耗资金大、产生建筑垃圾多等诸多缺点。下部注胶铰缝修复技术相对于传统铰缝修复技术，施工工序简单、工期短、节省了大量维修资金、无建筑垃圾等诸多优点。以本项目为例资金节约对比：

4.4.2社会效益

下部注胶铰缝修复技术相对于传统铰缝修复技术优点：工期短影响面小、不封闭交通对人们交通生活无影响、无噪声不扰民、环保无废弃物、施工安全系数高。而且铰缝灌注胶的稳定性好，即保障了桥梁使用的耐久性及安全性，也保障了人们的生活及财产安全。

五、结语

综上所述，桥梁梁板下部灌注铰缝胶修复技术，可以有效加强铰缝混凝土、板梁及桥面铺装层三者的整体性连接，增强桥梁的整体受力性能，对桥梁铰缝破损病害修复起到了很好的效果，即解决了铰缝破损造成的桥梁病害问题，也解决了桥梁下部渗水问题，同时在不中断交通的情况下，以最小的经济代价，取得了最大的成果，提高了桥梁使用的耐久性和安全性。在不中断交通情况下市政道路桥梁铰缝病害修复施工技术的应用使病害桥梁重新焕发出新的活力，延长了老旧桥梁的使用年限，本技术的推广具有较好的经济效益和社会效益。

参考文献：

〔1〕《上海地区空心板梁桥铰缝的检测、修复与加固技术研究结题报告》（2012）