混凝土空心板橋病害分析及加固措施

董 宏 昌

(中交通力建設(shè)股份有限公司，陜西 西安 710075)

混凝土空心板橋病害分析及加固措施

董 宏 昌

(中交通力建設(shè)股份有限公司，陜西 西安 710075)

結(jié)合廣東省清遠(yuǎn)至連州一級公路高速化改造橋梁加固工程，介紹了混凝土空心板橋病害特征，分析了病害產(chǎn)生原因，提出了橋梁加固措施和施工工藝，對同類橋梁病害處置有一定的參考借鑒作用。

混凝土空心板，橋梁病害，橋面鋪裝層，加固措施

1 概述

廣東省清遠(yuǎn)至連州一級公路于1997年11月建成通車，隨著交通量的快速增長，路面破壞較為嚴(yán)重，橋梁病害嚴(yán)重，原有一級公路不能滿足日益增長的交通需求，需對原有一級公路進(jìn)行高速化升級改造。

清遠(yuǎn)至連州一級公路橋梁設(shè)計荷載等級為汽—超20、掛—120；橋面寬度為雙幅24.5 m，上下行分離；橋面鋪裝采用水泥混凝土橋面。

其中有35座橋梁的上部結(jié)構(gòu)采用預(yù)應(yīng)力混凝土或鋼筋混凝土空心板，跨徑6 m～20 m，下部結(jié)構(gòu)橋臺采用U形橋臺、樁柱式臺及肋板式橋臺；橋墩采用柱式墩及重力式橋墩；基礎(chǔ)采用擴大基礎(chǔ)和樁基礎(chǔ)。

2 混凝土空心板橋梁病害及成因

2.1 混凝土空心板的病害

1)板體裂縫。

混凝土空心板的主要病害為板體裂縫，在腹板部位靠近下緣存在豎向裂縫，底板存在橫向裂縫，另有個別板存在斜向裂縫。

病害產(chǎn)生的主要原因是：混凝土空心板強度、剛度相對偏小，橫向連接薄弱，容易造成“單板受力”；支座受力不均。

混凝土空心板梁建筑高度較低，與箱形梁、T形梁等梁式結(jié)構(gòu)比較，強度和剛度相對偏小。各塊板通過鉸縫連接來保證整個上部構(gòu)造的整體作用比較薄弱。這些結(jié)構(gòu)上的“先天不足”，又長期受到超載車輛作用，容易造成“單板受力”?！皢伟迨芰Α爆F(xiàn)象出現(xiàn)后，使得混凝土空心板受到的汽車荷載不能進(jìn)行有效的橫向分配，車輪的集中荷載主要由單塊板直接承受，單塊梁板產(chǎn)生疲勞破壞，導(dǎo)致底板裂縫和腹板裂縫。

另有個別梁板四個支座受力不均，個別支座脫空，使梁板扭轉(zhuǎn)導(dǎo)致斜向裂縫。

2)混凝土表面滲水、泛堿。

病害產(chǎn)生原因是橋面防排水系統(tǒng)破損后導(dǎo)致雨水從鉸縫或梁端滲至梁體，引起梁板滲水、泛堿，局部混凝土強度降低。

3)混凝土表面蜂窩、麻面、空洞、露筋。

病害產(chǎn)生原因是混凝土澆筑時振搗不實所產(chǎn)生的。

4)鋼筋保護層脫落、局部破損露筋、鋼筋銹蝕。

病害產(chǎn)生原因是鋼筋保護層厚度不足，鋼筋銹蝕產(chǎn)生銹脹導(dǎo)致保護層混凝土脫落。

2.2 橋面鋪裝病害

橋面鋪裝病害主要是橋面混凝土沿鉸縫處出現(xiàn)裂縫、坑槽。病害產(chǎn)生原因是橋梁上部結(jié)構(gòu)橫向聯(lián)系薄弱，鉸縫尺寸較小，混凝土標(biāo)號偏低，橫向連接鋼筋采用Φ8，間距20 cm，連接鋼筋較細(xì)，間距較大。在車輪的沖擊疲勞作用下，混凝土層縱向貫通裂縫，縱向裂縫具有規(guī)律性地分布在行車道鉸縫的上方，嚴(yán)重時形成一條破碎帶。橋面開裂后，雨水向下滲漏，加速橋面混凝土層和鉸縫混凝土破壞。

3 混凝土空心板橋梁加固措施

3.1 梁體裂縫加固措施

裂縫是鋼筋混凝土結(jié)構(gòu)的常見病害，產(chǎn)生的原因是多方面的，針對具體部位和開裂情況首先判斷產(chǎn)生裂縫的原因，如果是由于結(jié)構(gòu)受力引起的裂縫，如梁體下緣受拉區(qū)裂縫、抗剪區(qū)斜裂縫、扭轉(zhuǎn)裂縫等，則先對梁體進(jìn)行加固或改善梁體的受力狀況，再對裂縫進(jìn)行處理；如果裂縫屬于非受力裂縫，則直接對裂縫進(jìn)行維修處理。裂縫處理措施采用封閉涂層處理或采用裂縫修補膠液壓力灌注封閉或結(jié)合粘貼補強材料封閉裂縫。

3.2 混凝土表面滲水、泛堿加固措施

解決橋面系的防排水問題，病害部位打磨或鑿除后采用環(huán)氧水泥砂漿局部修補。

3.3 混凝土表面蜂窩、麻面、空洞、露筋加固措施

鑿除破損部位表面浮漿和松散層，采用環(huán)氧水泥砂漿修補。

3.4 鋼筋保護層脫落、局部破損露筋、鋼筋銹蝕加固措施

鑿除清理銹蝕區(qū)，對鋼筋進(jìn)行阻銹處理，采用環(huán)氧水泥砂漿修補保護層混凝土。

3.5 橋面鋪裝維修加固措施

拆除橋面鋪裝，鑿除鉸縫混凝土，在梁板植筋，增加鉸縫處鋼筋，提高鉸縫混凝土的標(biāo)號，提高橋面防水混凝土的標(biāo)號，并加強鋪裝層鋼筋，使橋面鋪裝層參與梁板受力。

4 施工工藝

4.1 裂縫處理

1)裂縫處理前應(yīng)先現(xiàn)場檢查裂縫數(shù)量、長度及寬度，并進(jìn)行分類和標(biāo)記。2)將構(gòu)件表面整平，用丙酮進(jìn)行洗刷，清除裂縫周圍的油污。如縫內(nèi)潮濕，要等其充分干燥，必要時可用噴燈烘干。清洗時應(yīng)注意不要將裂縫堵塞。3)裂縫清理后，用封縫膠騎縫埋設(shè)、粘貼灌漿嘴，灌漿嘴的間距沿縫長依縫的寬窄以35 cm～40 cm為宜，原則上寬縫可稀、窄縫可密，但每一條裂縫至少須各有一個進(jìn)漿孔和排氣孔。裂縫分岔處的交叉點應(yīng)設(shè)灌漿嘴。對貫通縫，可在一側(cè)布置灌漿嘴，另一側(cè)完全封閉。4)封縫材料固化后，進(jìn)行壓氣試驗，檢查裂縫的封閉及嘴子的通暢情況。5)根據(jù)裂縫病態(tài)狀況及施工條件的不同，可采用手壓泵灌注或注射器灌注兩種方法。當(dāng)裂縫較大時可用手壓泵灌注，當(dāng)裂縫細(xì)微、灌漿量較小時可采用注射器灌注。6)待結(jié)構(gòu)膠完全固化后，即可拆除灌漿嘴，并用環(huán)氧膠泥抹平。對每道裂縫表面再刷一層環(huán)氧樹脂水泥，確保密封嚴(yán)實，并使其顏色盡量與混凝土結(jié)構(gòu)保持一致。

4.2 混凝土破損修補處理

1)鑿除破損部位表面浮漿和松散層至混凝土堅實層，清理干凈灰塵及附著物。注意保護混凝土結(jié)構(gòu)內(nèi)鋼筋不受損傷。2)對出露鋼筋進(jìn)行除銹、阻銹處理。3)混凝土表面涂抹一層環(huán)氧樹脂基液。4)采用環(huán)氧修補砂漿對破損部位進(jìn)行修補，分層涂抹，用鐵抹子反復(fù)壓抹，修補密實，表面平整。5)根據(jù)試驗確定環(huán)氧砂漿的配合比。環(huán)氧砂漿性能要求膨脹系數(shù)較小，收縮率較小，粘結(jié)力較強，硬度較高，抗沖擊性能強。6)環(huán)氧砂漿養(yǎng)護控制溫度在(20±5)℃，養(yǎng)護溫差不宜超過5 ℃。

4.3 鋼筋銹蝕處理

1)鑿除鋼筋銹蝕區(qū)域包裹的混凝土，露出銹蝕的鋼筋，同時清理干凈該部位油污、油脂、臘狀物、灰塵以及附著物等物質(zhì)。2)清除鋼筋及混凝土表面上的鐵銹和灰塵。3)在除銹后即對鋼筋進(jìn)行防銹處理，噴涂多功能阻銹劑。4)在處理好的混凝土及鋼筋上均勻涂上膠粘劑，提高新老混凝土之間的粘結(jié)力。5)澆筑新的混凝土或砂漿。6)為防止混凝土表面產(chǎn)生中性化(碳化)而繼續(xù)受損，對新澆筑的混凝土表面涂上防水劑。7)多功能阻銹劑滲透性很強，施工時應(yīng)做好防護工作。施工現(xiàn)場必須通風(fēng)，嚴(yán)格注意防火，操作人員加強防護，避免與皮膚直接接觸，如不慎滴落到皮膚表面或眼睛里，應(yīng)立即用清水反復(fù)沖洗，并及時就醫(yī)。

[1] 劉來君，趙小星.橋梁加固設(shè)計與施工技術(shù)[M].北京：人民交通出版社，2004.

[2] 賈 杰，于天來.高寒地區(qū)小箱梁病害分析及處治對策[J].山西建筑，2013，39(22)：171-172.

On bridge diseases analysis of concrete core slab and consolidation measures

DONG Hong-chang

(ZhongjiaoTongliConstructionCo.,Ltd,Xi’an710075,China)

Combining with the Qingyuan-Lianzhou First-class Highway high speed upgrading reconstruction of bridge consolidation projects, the paper introduces the disease features of the concrete core slab, analyzes the reasons for the diseases, and points out the bridge consolidation measures and construction craft, so as to provide some reference for the disease treatment of similar bridges.

concrete core slab, bridge diseases, bridge deck, consolidation measures

1009-6825(2014)07-0164-02

2013-12-24

董宏昌(1968- )，男，高級工程師

U445.71

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