空心板梁橋鉸縫治理和預防性養(yǎng)護技術運用

汪 韜

（四川川西高速公路有限責任公司，成都 610041）

0 引言

裝配式空心板梁橋因其自重較輕、結構簡單、施工便捷等特點在橋梁建設中得到廣泛運用。空心板梁橋絞縫是指梁板間模擬絞的結構形式，通過設置鋼筋交叉連接并澆筑混凝土，主要起橫向連接板梁作用，使板梁形成整體承受上部荷載。近年來隨著交通運輸業(yè)的高速發(fā)展，交通流量劇增，在持續(xù)重載壓力下部分裝配式空心板梁橋絞縫極易出現(xiàn)剪切破壞，造成絞縫脫落、滲水和橋面鋪裝開裂等問題，如不及時處治，梁板會逐漸失去橫向連接性能，出現(xiàn)單板受力現(xiàn)象，將嚴重影響結構安全性。因此，在橋梁養(yǎng)護過程中應當采用快速有效的絞縫維修方法并有針對性地實施相應預防性養(yǎng)護，以達到延長結構使用壽命的目的。

1 病害成因分析

鉸接板理論專注于剪力的傳遞而忽視了受拉和受壓現(xiàn)象。鉸接板承受偏心荷載時，產生撓曲變形的同時也會引起轉動變形，豎向位移分量會使板梁發(fā)生撓曲和轉動，并傳遞剪力和扭矩；而板梁轉動出現(xiàn)的水平位移分量則通過絞縫和橋面鋪裝傳遞拉（壓）力。在活載的反復作用下，彈性變形在絞縫交替形成拉壓效應，進而致使絞縫和板梁底端逐漸出現(xiàn)裂縫，并向橋面鋪裝層發(fā)展。

1.1 設計因素

絞縫結構狹窄，縫間設置的連接鋼筋薄弱且沒有拉力筋，加之絞縫混凝土標號較低，致使板梁間橫向聯(lián)系不牢固。根據(jù)鉸接板的分析計算，抗剪強度雖然滿足了設計荷載，但未對結構薄弱處進行特殊驗算和構造設計要求。橋面鋪裝層設計厚度較薄，受預拱度以及橋面縱橫向坡度等影響，實際厚度往往還小于設計厚度。

1.2 施工因素

裝配式空心板梁施工階段往往造成相關缺陷，致使絞縫后期出現(xiàn)病害。比如梁板架設時精度控制不夠，與設計標高存在一定偏差，為了進行誤差調整通常會控制鋪裝層厚度，但選擇的措施不夠恰當，加之鋪裝層鋼筋網綁扎不夠規(guī)范，致使振搗不到位極易形成夾層。支座部分脫空造成梁板邊界條件發(fā)生變化，橫向跨徑變大，絞縫底部橫向彎矩增大，誘發(fā)板梁與絞縫連接面出現(xiàn)開裂。未按要求對企口混凝土進行拉毛處理，狹窄的絞縫內難以振搗造成混凝土不密實。絞縫下部未按要求用高標號砂漿填充，對絞縫起不到有效保護作用。

1.3 后期運營管理因素

近年來，隨著交通運輸業(yè)的持續(xù)高速發(fā)展，交通流量劇增，某市繞城高速晝夜交通流量已突破30 萬輛，遠超設計流量，車流高峰期間交通擁堵已成了常態(tài)，重車數(shù)量相應大幅增加，公路運輸對橋梁結構性能提出了越來越高的要求。由于重車一般是在行車道通行，致使行車道的橋面鋪裝層病害明顯多于超車道，重車在行車道長期反復作用，相鄰梁板出現(xiàn)轉動，橫向整體連接性能逐漸減弱，造成絞縫病害較集中出現(xiàn)在行車道上。絞縫病害前期主要表現(xiàn)為砂漿勾縫脫落、滲水析白、對應鋪裝層縱向開裂等，由于維修不及時或治理措施不恰當，會進一步加劇絞縫病害的發(fā)展。

2 注膠加固方法運用

2.1 加固原理

采用注膠加固是將鉸縫預留進、出口的前提下形成密閉的空腔結構，在鉸縫底部運用高壓灌注設備將改性環(huán)氧樹脂類結構膠分兩次灌入縫內，利用材料的流動性使其在空腔內快速擴散并凝固，依靠材料的結構性能，有效粘結兩側板梁，提高鉸縫結構的整體性能。

2.2 效果評價

通過實際運用情況，絞縫注膠加固法利用灌注膠良好的粘結性能和快凝性等特點，增強了絞縫的各項力學性能，板梁橫向聯(lián)結剛度也得以加強，較明顯的提升了板梁的整體性能。

但是，部分維修后的絞縫滲水現(xiàn)象仍然存在，滲水往往沿著注膠封底的壓條兩側溢出，還有部分殘留于封閉壓條內，直接對絞縫和梁板底部造成泛堿腐蝕的現(xiàn)象。通過觀察，該類絞縫對應的橋面鋪裝層病害明顯，基本都有瀝青磨耗層開裂破碎、車轍、龜裂和防水層失效等現(xiàn)象，注膠加固法由于不能有效處治鋪裝層病害，造成滲水透過鋪裝層腐蝕絞縫和梁底板的情況。

3 工程實例

3.1 基本情況

半截河橋位于某市繞城高速公路K21+435 處，2001年建成通車，橋梁總長31.4m，上部結構橋跨組合為2×14m，梁板為1.0m 寬的C40 預應力鋼筋混凝土簡支空心板，下部結構為樁柱式墩臺，矩形板式橡膠支座，橋面鋪裝結構為4cm 瀝青混凝土+9cm 防水混凝土，設計荷載為汽-20 超，掛車-120。2015年橋梁定期檢查主要病害為：板梁絞縫滲水析白且部分脫落，橋面鋪裝縱向裂縫，底板縱向裂縫析白局部擦傷，翼板、蓋梁露筋銹蝕等，上部結構和全橋均評定為二類。

隨即對病害實施了維修，主要采用絞縫灌膠，環(huán)氧砂漿修復底板擦傷和封閉裂縫等。然而，完成僅僅一年左右，絞縫滲水析白的現(xiàn)象并未得到有效緩解，絞縫滲水積壓在下端的封閉壓條進而對底板造成腐蝕泛堿，局部壓條已脫落，橋臺、蓋梁滲水腐蝕現(xiàn)象也進一步發(fā)展，要求施工單位返修也未改善。如何在不影響交通正常通行的情況下，有效治理絞縫病害并減少滲水對橋梁結構的腐蝕成為急需解決的問題。

圖4-1 絞縫滲水析白、底板泛堿腐蝕

圖4-2 蓋梁端頭滲水腐蝕泛堿

3.2 治理方法

預防性養(yǎng)護是在橋梁結構良好的情況下，針對可能或已經出現(xiàn)的非結構病害，在適當時期，主動采取以提高橋梁結構耐久性、延長橋梁大中修周期的周期性養(yǎng)護措施。在治理相關病害的同時，加入預防性養(yǎng)護措施綜合處理，獲取良好的養(yǎng)護效果。

絞縫治理以有效排除縫內滲水，防止腐蝕梁底板，增強結構穩(wěn)定性為目的，具體措施為：拆除鉸縫下部的封閉壓條并清除打磨腐蝕物，采用聚合物砂漿修補破損鉸縫并粘貼防腐纖維布，安裝pvc 管引排出積水，鉸縫兩側分別固定安裝L型鋁合金阻水條，最后沿鉸縫兩側各 10cm 范圍內涂刷混凝土防腐防滲封閉體系和防水防鹽害保護劑。

其他預防性養(yǎng)護技術運用包括了使用高壓水射流清洗設備對松動混凝土進行缺陷探測式處理，去除失效、疏松的混凝土，水干后對外露的鋼筋涂刷銹轉化劑形成保護膜，安裝犧牲陽極，消除新舊混凝土電位差，用高強聚合物砂漿封閉并修復。針對橋臺、蓋梁滲水沿臺身及蓋梁結構邊緣，砌筑擋水臺，安裝pvc 泄水管，規(guī)范導流排出積水。最后對板梁底部和下部構造涂刷混凝土防腐防滲封閉體系，并對滲水較集中的邊梁腹板和翼緣板、臺帽臺身、蓋梁頂部和端部以及墩柱底部涂刷防水防鹽害保護劑。

3.3 實踐效果

項目完成至今有近一年半時間，通過日常觀察，梁底絞縫未再發(fā)生滲水析白和底板泛堿腐蝕的現(xiàn)象，并且橋臺、蓋梁以及橋面積水能夠有序通過泄水管排除，臺帽、蓋梁端部和邊梁等腐蝕現(xiàn)象也得到了有效解決，經受住了2018年汛期持續(xù)性強降水的考驗。治理后的橋梁不僅有效提升了抗腐蝕能力和結構耐久性，而且更加清潔美觀，達到了良好的養(yǎng)護效果，延長了橋梁大中修周期。但要徹底根治絞縫病害，還需在合適時機鑿除橋面鋪裝層，加強絞縫與板梁的連接性能，如采取設置相鄰板連接鋼筋并與鋪裝層鋼筋網和絞縫鋼筋焊接為整體，絞縫混凝土摻加鋼纖維提高標號，并與鋪裝層一起澆筑等方法。

圖4-3 絞縫治理、橋臺泛堿腐蝕治理

圖4-4 蓋梁腐蝕泛堿治理

4 結語

本文針對工程實踐中裝配式空心板梁橋絞縫出現(xiàn)的典型病害現(xiàn)象，綜合分析病害成因，結合工程實際案例，探討了絞縫治理以及相關預防性養(yǎng)護技術的實際運用，以提高結構工作性能和耐用性能，為裝配式空心板梁橋日常檢查和治理以及預防性養(yǎng)護技術運用提供參考。在養(yǎng)護管理中，要重視日常檢查，發(fā)現(xiàn)絞縫出現(xiàn)局部勾縫砂漿脫落、絞縫上部鋪裝層病害以及支座脫空等病害現(xiàn)象時，要及時處治，防止病害跡象進一步發(fā)展。