跨G50高速跨線橋蓋梁裂縫維修加固方案研究

中建八局第一建設(shè)有限公司 山東 濟(jì)南 250100

正文：

1、橋梁概況

跨 G50 高速跨線橋長約 510m，橋?qū)?27.5m，為25孔不等跨結(jié)構(gòu)。其設(shè)計(jì)按按汽—20 荷載標(biāo)準(zhǔn)設(shè)計(jì)，于 2006 年建成。其結(jié)構(gòu)能力按照J(rèn)TG D60-2015規(guī)定的公路-Ⅰ級驗(yàn)算，大部分不滿足要求，同時(shí)其交接空心板梁耐久性差，上部結(jié)構(gòu)全部更換。橋墩為樁柱式橋墩；每個(gè)橋墩均設(shè) 5 根截面尺寸為 1.5m(橫橋向) X1.2m(順橋向)的矩形截面立柱；蓋梁采用倒 T 蓋梁，蓋梁寬 2.2m，最小厚度為1.0m。

2、蓋梁裂縫檢測情況及成因分析

2.1 檢測情況

該橋?qū)ｍ?xiàng)檢測綜合評定結(jié)果：三類橋(較差狀態(tài))，蓋梁裂縫主要病害如下：

(1)橋墩蓋梁懸臂根部負(fù)彎矩裂縫

P7、P8、P10、P12 橋墩蓋梁懸臂根部兩側(cè)面均分布有對稱的豎向裂縫，最大裂縫寬度為0.62mm，裂縫向上延伸至橋墩蓋梁頂面，向下未延伸至蓋梁底面，為橋墩蓋梁對應(yīng)懸臂根部處的負(fù)彎矩裂縫。

(2)蓋梁側(cè)面收縮裂縫

P4、P7、P8、P16、P17、P20、P22、P23及P24橋墩蓋梁側(cè)面均分布有豎向裂縫，最裂縫寬度為 1.4mm。裂縫多呈中間寬、兩端細(xì)的形態(tài)分布，現(xiàn)場對P24橋墩蓋梁南北兩側(cè)面兩條裂縫進(jìn)行局部鑿勘，發(fā)現(xiàn)最大裂縫深度僅分別為40mm和30mm，為橋墩蓋梁混凝土自身收縮所致。

2.2 裂縫成因分析

根據(jù)G50跨線橋橋梁下部結(jié)構(gòu)形式，現(xiàn)場蓋梁裂縫的分布不為及裂縫形式，分析其裂縫產(chǎn)生的原因如下：

（1）本工程蓋梁為倒T型鋼筋混凝土結(jié)構(gòu)蓋梁，懸臂端抗彎拉性能差，在橋梁自身荷載及橋上動(dòng)荷載作用下，蓋梁懸臂端位置產(chǎn)生負(fù)彎矩裂縫。

（2）受蓋梁混凝土質(zhì)量及施工完成后養(yǎng)護(hù)條件影響，蓋梁混凝土自身收縮產(chǎn)生了較多的表層收縮裂縫。

3 裂縫處置方案

裂縫封閉處置方案，堅(jiān)持分類處置的原則，對于蓋梁負(fù)彎矩裂縫，可備選用的加固技術(shù)有粘貼鋼板加固法、增大截面加固法、體外預(yù)應(yīng)力法等加固技術(shù)，粘貼鋼板加固法通過在蓋梁懸臂端抗彎拉薄弱區(qū)域使用高性能結(jié)構(gòu)膠粘貼Q345C型高強(qiáng)度鋼板，使鋼板與蓋梁共同受力，提高蓋梁的抗彎拉承載能力，且其施工時(shí)工藝簡單，選擇粘貼鋼板加固法。對于非負(fù)彎矩位置橋墩蓋梁側(cè)面的豎向裂縫，根據(jù)裂縫寬度的不同(0.15mm為界限)，分別采用灌漿及封閉處理兩種方法。

3.1 施工流程

3.1.1 裂縫灌漿、封閉處理

針對結(jié)構(gòu)出現(xiàn)的裂縫，對裂縫寬度≥0.15mm 的，用灌漿處理；對裂縫寬度＜0.15mm 的， 用封閉處理。裂縫灌漿處理的施工工藝如下：

灌漿前先對裂縫周邊進(jìn)行處理→粘貼注漿及封閉裂縫表面→裂縫表面封閉→壓氣試驗(yàn)→質(zhì)量檢查。

3.1.2 封縫處理

對小于 0.15mm 的裂縫進(jìn)行封閉處理。封縫方法：寬度較大的裂縫(0.1～0.15mm)可以采用聚合物水泥砂漿封縫；其余均采用裂縫修補(bǔ)膠封縫。

聚合物水泥砂漿封縫：先在裂縫開 V 型槽處用毛刷涂刷一層(厚 1～2mm)裂縫修補(bǔ)膠，涂刷平整均勻，防止出現(xiàn)氣孔和波紋，再抹聚合物水泥砂漿封閉。

裂縫修補(bǔ)膠封縫：先在裂縫處表面清潔處理，再涂刷兩層水泥基滲透結(jié)晶型防水材料封閉裂縫，兩層涂料的施工方向應(yīng)相互垂直。

3.1.3 粘貼鋼板

(1)工藝流程：

加固區(qū)域進(jìn)行蓋梁表面混凝土清理→選定位置打孔買螺桿→鋼板對應(yīng)位置鉆孔及打磨處理→加固材料進(jìn)行防腐蝕處理→鋼板安裝→加固區(qū)域封邊→灌注粘鋼結(jié)構(gòu)膠。

(2)具體實(shí)施流程及控制要點(diǎn)：

a粘貼接觸面的處理，為了增加接觸面及粗糙度，提高粘結(jié)性，打磨掉混凝土表面的浮漿2～5mm，露出骨料，吹除表面粉塵，擦拭干凈再用脫脂棉沾丙酮擦試表面。

b植埋螺栓，首先需探測鋼筋位置避免打到鋼筋，然后鉆孔，吹出孔內(nèi)的塵灰，再用使用高濃度酒精清理，在孔內(nèi)灌注2/3孔深的結(jié)構(gòu)膠，用丙酮清洗螺栓，之后安裝錨固螺栓。

c 鋼板打孔與表面處理，對待粘貼的鋼板進(jìn)行配套打孔，然后對鋼板的粘貼面用磨光砂輪機(jī)進(jìn)行除銹和粗糙處理，打磨紋路應(yīng)與鋼板受力方向垂直。用丙酮清洗混凝土表面和鋼板粘貼面。

d 安裝鋼板：將鋼板固定在螺栓上，并保證鋼板與混凝土表面的間隙在3mm以上。加固用鋼板條盡量采用通長布置無法滿足時(shí)同一條鋼板最多允許有1個(gè)焊接面。打孔位置應(yīng)距離焊點(diǎn)不小于10cm。

e 封邊：將注入嘴粘結(jié)在鋼板的注入孔上，再在鋼板角點(diǎn)處及鋼板邊緣插入排氣管，排氣孔間30～40cm，在螺桿上罩上蓋碗，用鋼板封邊膠封閉鋼板邊緣，完成封邊。注嘴 置間距為50～60cm。

f 灌注結(jié)構(gòu)膠：待封邊膠固化后，用泵將粘鋼膠從注入嘴灌注到鋼板和混凝土的空隙中，在灌注過程中，用橡皮錘敲打鋼板以確認(rèn)是否灌注密實(shí),當(dāng)排氣孔出現(xiàn)膠液后停止加壓，以鋼板封邊膠堵孔。

(3)施工質(zhì)量檢驗(yàn)及驗(yàn)收。

3.2 裂縫修補(bǔ)質(zhì)量檢查驗(yàn)收

表面封縫材料固化后應(yīng)均勻、平整，不出現(xiàn)裂縫，無脫落。在裂縫灌注膠達(dá)到完全固化期(7天)時(shí)，用超聲波法進(jìn)行灌注質(zhì)量檢驗(yàn)。

(1)超聲波法

檢查數(shù)量：見證抽測裂縫總數(shù)的10%且不小于5 條裂縫。

檢驗(yàn)方法：按《超聲波法檢測混凝土缺陷規(guī)程》(CECS21：90)的規(guī)定執(zhí)行。

（2）粘貼鋼板

a鋼板的有效粘結(jié)面積應(yīng)不小于95%，可采用敲擊檢測法、超聲波檢測法、紅線檢測法。

b M12 化學(xué)錨栓應(yīng)進(jìn)行拉拔試驗(yàn)，拉拔試驗(yàn)的抽檢頻率不小于0.1%，且不小于3個(gè)，拉拔破環(huán)力應(yīng)大于30KN。

4、結(jié)束語

跨G50跨線橋蓋梁負(fù)彎矩裂縫、收縮裂縫維修加固施工完成后，截止目前蓋梁運(yùn)營情況良好，尚未發(fā)現(xiàn)裂縫發(fā)展或新裂縫產(chǎn)生的情況。蓋梁頸部負(fù)彎矩加固采用粘貼鋼板加固方法有效地提高橋梁承載能力，而且施工工藝簡單，能夠滿足有效地提高蓋梁負(fù)彎矩位置抗彎拉能力，加固后對原橋下環(huán)境改變小，具有一定推廣意義。

綜上，本文所陳述的橋梁病害分析和加固處置措施可為類似橋梁的加固維修提供一定參考。