橋梁拼接膠在預(yù)制橋梁拼接中的應(yīng)用

朱曉楠，趙 穎，許小海

（卡本復(fù)合材料（天津）有限公司，天津 301700）

節(jié)段預(yù)制施工技術(shù)是將梁體沿橋縱向劃分為若干個(gè)節(jié)段，在工廠內(nèi)將節(jié)段預(yù)制完成后運(yùn)至施工現(xiàn)場(chǎng)，采用架橋設(shè)備安裝就位并施加預(yù)應(yīng)力，使各節(jié)段成為整體，達(dá)到設(shè)計(jì)強(qiáng)度。

國(guó)內(nèi)外學(xué)者對(duì)節(jié)段預(yù)制拼裝橋梁結(jié)構(gòu)受力行為的研究取得大量成果。但對(duì)于節(jié)段預(yù)制膠接拼裝結(jié)構(gòu)研究相對(duì)較少，仍存在以下問(wèn)題：設(shè)計(jì)理論與設(shè)計(jì)方法滯后，復(fù)雜環(huán)境下結(jié)構(gòu)膠耐久性、可靠性及施工工藝不規(guī)范等。在橋梁拼接施工工藝方面，根據(jù)接縫形式的不同分為濕接縫、干接縫和膠接縫3種形式。

1）濕接縫是在拼裝過(guò)程中，先在兩梁段間留一定間隙，綁扎鋼筋后澆筑混凝土或砂漿填充。濕接縫拼裝存在施工工序多、施工工期長(zhǎng)、施工質(zhì)量不易保證等問(wèn)題。

2）干接縫截面混凝土直接接觸，接縫截面無(wú)法承受拉應(yīng)力，在抗震作用下混凝土剪力鍵可能出現(xiàn)脆性破壞，且因防水氣密性差以致預(yù)應(yīng)力束耐久性無(wú)法保證。美國(guó)AASHTO在2003年修改時(shí)明確規(guī)定，干接縫不允許在新建橋梁結(jié)構(gòu)中使用。

3）膠接縫是先將環(huán)氧樹(shù)脂膠涂抹在梁段對(duì)接截面上，將梁段接縫填滿，然后在張拉預(yù)應(yīng)力。膠接縫中填充的環(huán)氧樹(shù)脂膠具有潤(rùn)滑、錨栓、密封防水、快速拼接等作用，能更好地保證節(jié)段拼接的效果和耐久性。膠接縫在節(jié)段預(yù)制拼裝橋梁技術(shù)中應(yīng)用廣泛。

目前，國(guó)內(nèi)缺乏專(zhuān)門(mén)針對(duì)預(yù)制節(jié)段拼裝結(jié)構(gòu)拼接膠的行業(yè)或國(guó)家規(guī)范。在此背景下，2017年由中國(guó)建筑科學(xué)研究院組織成立了“工程建設(shè)協(xié)會(huì)標(biāo)準(zhǔn)《預(yù)制節(jié)段拼裝結(jié)構(gòu)拼接膠》”編制組，召開(kāi)了第1次工作會(huì)議，完成《預(yù)制節(jié)段拼裝結(jié)構(gòu)拼接膠》標(biāo)準(zhǔn)的討論稿。對(duì)于膠接縫的施工工藝，2006年原建設(shè)部發(fā)布的CJJ/T 111—2006《預(yù)應(yīng)力混凝土橋梁節(jié)段預(yù)制逐跨拼裝施工技術(shù)規(guī)程》，雖然對(duì)施工工藝有所介紹，但無(wú)法滿足對(duì)施工現(xiàn)場(chǎng)的具體指導(dǎo)作用。

因此，本文結(jié)合南昌洪都大道快速化改造工程，對(duì)膠接縫在預(yù)制節(jié)段拼裝結(jié)構(gòu)中的應(yīng)用進(jìn)行介紹，希望能為膠接縫的施工提供參考。

1 工程案例

1.1 工程概況

洪都大道快速路改造工程主要是在現(xiàn)狀洪都大道的基礎(chǔ)上按城市快速路標(biāo)準(zhǔn)進(jìn)行改造，項(xiàng)目北起洪都大橋，南至井岡山大道，全長(zhǎng)約7.6km，標(biāo)準(zhǔn)段線路紅線寬50m，上下匝道合流處加寬。全線主線采用高架形式，設(shè)計(jì)時(shí)速80km，高架橋橋?qū)?5m（整幅橋布置），雙向6車(chē)道，主要跨路口橋梁跨徑布置如表1所示，拼接梁結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)截面如圖1所示。

表1 主要跨路口橋梁跨徑布置

圖1 拼接梁結(jié)構(gòu)截面

1.2 準(zhǔn)備工作

1.2.1 前期準(zhǔn)備

1）節(jié)段梁吊裝 根據(jù)施工方案，確定需選用的架橋機(jī)型號(hào)及承載力，現(xiàn)場(chǎng)安裝并調(diào)試。橋梁箱梁預(yù)制節(jié)段按照?qǐng)D紙?jiān)诠S內(nèi)生產(chǎn)制作，并按照《預(yù)應(yīng)力混凝土橋梁節(jié)段預(yù)制逐跨拼裝施工技術(shù)規(guī)程》的規(guī)定，運(yùn)至施工現(xiàn)場(chǎng)，節(jié)段梁吊裝時(shí)應(yīng)注意每段梁內(nèi)的二維碼信息，按照編號(hào)順序吊裝。

2）膠體選取 根據(jù)設(shè)計(jì)圖紙要求，選用滿足物理性能、力學(xué)性能、耐化學(xué)性能、耐濕熱老化性能等性能指標(biāo)的拼接膠，具體參數(shù)如表2所示。本設(shè)計(jì)圖紙對(duì)于膠體性能的規(guī)定與國(guó)際FIP規(guī)范中對(duì)拼接膠要求相近。按照?qǐng)D紙要求選取滿足性能指標(biāo)的拼接膠。膠粘劑多為A/B雙組份，儲(chǔ)存在陰涼干燥處，溫度在10～20℃，膠體應(yīng)在1年內(nèi)使用，若超過(guò)3個(gè)月A組分出現(xiàn)結(jié)晶體，可將A置于70℃的水中，水浴加熱，3～4h后每隔15～20min攪動(dòng)1次，直至晶體溶解。

3）施工工具 膠體施工時(shí)，主要用到的工具有電子秤用于稱(chēng)量膠體重量；刮板或硬刷用于將拌合的膠體涂抹到梁截面；電錘和攪拌器用于攪拌膠體；角磨機(jī)和鋼絲刷用于打磨梁待黏結(jié)截面；鼓風(fēng)機(jī)用于清理梁待黏結(jié)截面。

表2 節(jié)段拼接膠主要技術(shù)指標(biāo)

4）人員準(zhǔn)備 根據(jù)現(xiàn)場(chǎng)的施工作業(yè)面配置每班組人數(shù)。按一般施工條件，一般每班組9～10人，其中架橋機(jī)操控1人，基面清理2人，配制膠體2人，涂抹膠體4～5人。

1.2.2 基面處理

基面是指拼接梁拼接縫處混凝土截面，為保證黏結(jié)的有效性，應(yīng)嚴(yán)格按JTG/T F50—2011《公路橋涵施工技術(shù)規(guī)范》的要求進(jìn)行處理。混凝土基面應(yīng)盡量平整，疏松表面層及附著的水泥應(yīng)用角磨機(jī)清除干凈，保證所有膠接面潔凈，無(wú)油污等雜質(zhì)。打磨完成后，用鼓風(fēng)機(jī)將表面浮灰清理干凈即可。同時(shí)，涂膠前應(yīng)保證基面含水率不大于4%。

1.2.3 孔洞防護(hù)

節(jié)段梁采用拼接膠拼接后，需再利用預(yù)應(yīng)力束將節(jié)段梁連接，形成受力整體。因此在箱梁翼緣和上下板位置預(yù)留預(yù)應(yīng)力束孔。因膠體擠出性較好，如果涂拼接膠時(shí)未對(duì)預(yù)留預(yù)應(yīng)力束孔進(jìn)行防護(hù)，在施加臨時(shí)預(yù)應(yīng)力時(shí)，拼接膠可能會(huì)將預(yù)應(yīng)力孔封堵，導(dǎo)致無(wú)法順利穿預(yù)應(yīng)力束。所以在使用拼接膠時(shí)，應(yīng)在預(yù)應(yīng)力束孔周邊黏貼厚8～10mm、寬20～30mm的橡膠墊或海綿墊，避免在預(yù)應(yīng)力張拉時(shí)膠體進(jìn)入預(yù)應(yīng)力束孔。

1.3 節(jié)段梁試拼裝

節(jié)段梁拼接時(shí)，對(duì)兩節(jié)段的標(biāo)高要求較為嚴(yán)格，拼接時(shí)間一般較長(zhǎng)，若超過(guò)拼接膠的晾置時(shí)間仍未拼接則膠體失效。故在涂抹拼接膠之前，需先對(duì)節(jié)段梁進(jìn)行試拼裝。試拼裝時(shí)，調(diào)整待拼節(jié)段梁標(biāo)高及傾斜度，將梁段拼接面靠攏，保證節(jié)段梁的剪力鍵貼合嚴(yán)密。同時(shí)應(yīng)注意檢查預(yù)應(yīng)力孔道接頭的對(duì)位情況。

1.4 拌制及涂抹拼接膠

根據(jù)設(shè)計(jì)說(shuō)明中對(duì)拼接膠物理性能、化學(xué)性能（力學(xué)性能）等指標(biāo)選取合格的環(huán)氧結(jié)構(gòu)膠。該項(xiàng)目采用的拼接膠為“卡本橋梁節(jié)段拼接膠”，拼接膠的配比A∶B=2∶1，采用攪拌器在約400轉(zhuǎn)/min狀態(tài)下攪拌2～3min，直到顏色均勻?yàn)橹埂嚢钑r(shí)，攪拌片應(yīng)貼近容器底部和內(nèi)部，確保2種成分完全混合；盡量避免引入空氣，使用扁平工具拌膠，便于散熱延長(zhǎng)使用時(shí)間。在適用期內(nèi)將膠體涂抹至拼接面，建議配膠量3kg，且必須現(xiàn)配現(xiàn)用。

涂抹拼接膠時(shí)，先將節(jié)段梁移開(kāi)。移動(dòng)時(shí)，避免拼接梁的標(biāo)高和傾斜度發(fā)生改變。將拌制均勻的拼接膠由刮刀從下向上均勻涂刷，根據(jù)工作面大小，可分為幾個(gè)工作面同時(shí)進(jìn)行，以降低涂膠耗時(shí)。膠體厚度控制在3mm左右。施工時(shí)，混凝土剪力鍵部位易出現(xiàn)漏涂現(xiàn)象，應(yīng)注意該處膠體飽滿。在預(yù)應(yīng)力束孔周?chē)?，雖已做了防護(hù)措施，但抹膠時(shí)仍應(yīng)留出20～30mm的無(wú)黏合劑區(qū)域，避免膠體進(jìn)入預(yù)應(yīng)力孔內(nèi)。

1.5 節(jié)段梁拼接

拼接膠涂抹及臨時(shí)張拉應(yīng)保證在拼接膠的晾置時(shí)間（即拼接膠涂抹至拼接面至失去黏結(jié)效果的時(shí)間）內(nèi)完成。拼接梁段完成對(duì)接后，需進(jìn)行臨時(shí)張拉，張拉平均壓力不低于0.30MPa，最小值不低于0.15MPa，保證拼接膠在該壓力下固化。臨時(shí)張拉時(shí)，應(yīng)先對(duì)節(jié)段梁上部翼緣對(duì)稱(chēng)張拉，然后再對(duì)腹板上下同時(shí)張拉，保證受力均勻性。因拼接膠的擠出性較好，在壓力作用下會(huì)擠出多余的拼接膠。應(yīng)及時(shí)采用刮板刮除，減少對(duì)混凝土的污染。因臨時(shí)張拉錨具為外部臨時(shí)系統(tǒng)，臨時(shí)張拉完成后應(yīng)用檢孔器清理預(yù)應(yīng)力孔，必要時(shí)30min再通孔1次，確保孔道暢通。膠體自施工完成后應(yīng)避免有雨水浸入，影響固化效果，一般膠體固化7d后可進(jìn)行預(yù)應(yīng)力張拉。本工程預(yù)應(yīng)力張拉設(shè)計(jì)為每節(jié)段張拉1次，張拉力按照設(shè)計(jì)要求進(jìn)行。

2 結(jié)語(yǔ)

隨著我國(guó)對(duì)裝配式建筑的大力推廣，相關(guān)規(guī)范及標(biāo)準(zhǔn)在積極編制中。目前，膠接縫形式中所用的環(huán)氧拼接膠的協(xié)會(huì)標(biāo)準(zhǔn)已形成討論稿，并不斷積極推進(jìn)，該標(biāo)準(zhǔn)的編制及實(shí)施將為拼接膠的選用提供依據(jù)，利于膠接縫在橋梁節(jié)段拼接技術(shù)中的應(yīng)用。橋梁節(jié)段拼裝技術(shù)施工相關(guān)的規(guī)范及工法尚需編制及完善，本文以洪都大道快速路改造工程為案例，對(duì)膠接縫的施工工藝進(jìn)行闡述，希望為環(huán)氧拼接膠在橋梁節(jié)段拼裝技術(shù)中的應(yīng)用提供參考，為拼接膠在橋梁節(jié)段拼裝技術(shù)施工工法的編制提供案例支撐。