浅谈公路桥梁裂缝修补施工技术 

浅谈公路桥梁裂缝修补施工技术

摘要:随着公路交通运输量不断增加,公路桥梁负荷日趋加重,加之旧桥部分老化、破损或受原设计标准的限制,己不能适应现代交通运输的要求,迫切需要对其进行技术改造,尤其是采用加固补强等方法来恢复、提高其承载力。本文结合实际经验就公路桥梁加固施工技术进行了论述。

前言  

   随着我国交通量日益增加,单车重量也不断增大。为了适应道路运输载重量不断发展的要求,人们发现桥梁的混凝土开裂、剥落、衰变及钢筋的锈蚀(管道灌浆不饱满普遍存在)对桥梁的损害问题非常严重,需要大量的资金来维护或改建,现实使人们开始重视混凝土桥梁的耐久性。提高混凝土桥梁耐久性的技术途径有两个,一是采用高性能混凝土,以提高混凝土的抗渗性、匀质性、抗冻性,从而提高混凝土抵抗碳化和冷冻侵袭的能力；另外一种是提高既有桥梁耐久性的有效途径即对缺陷桥梁进行加固改造,延长其使用寿命。

一、工程概况  

   某桥为一斜腿刚架钢筋混凝土桥,1973年建成,通车至今已30多年。全桥在横桥向由六个刚架片组成,刚架片之间通过桥面连续以及横隔板连接,每个刚架片在拱脚和跨中铰接,形成三铰斜腿刚架桥。边跨梁一端直接搁置在桥台上,另一端搁置在中跨主梁端部的牛腿上。主桥计算跨径21.65M。全桥长26M,桥面净宽7M。设计荷载汽一26,拖一100。由于种种原因,桥梁结构出现了一些病害,主要有斜腿主筋、箍筋出现锈蚀,铁锈膨胀引起混凝土保护层剥落等。

二、桥粱加固的基本方法与原则

1、加固原则

  加固设计以原桥为基础,在不改变原桥结构型式的前提下,对原桥主要受力

构件进行加固,加固设计必须考虑以下几个重点：  

  1、下部结构具有足够的潜力。

  2、加固后必须要达到能通过重吨的单车的要求。

  3、因为下部是航道,所以在跨中腹板和斜腿加固过程中,应尽量保持原有净

空,不得使下部空间削减过多。

  4、对各开裂构件的表面进行修补,保证构件表面光滑而连续。  

  5、在补强的同时,应注意加固物本身自重对原桥的影响。

  6、加固后保持桥梁的整体美观。

2、加固方法  

  根据目前该桥的交通情况,通过加固,将原桥设计荷载提高为能通过单车重车吨加固设计、加固施工完成后,还要对该桥进行静力荷载试验,以检测桥梁加固工程是否合格,确保其安全性。加固盖梁和桥墩,待桥墩压浆完毕,桥梁整体稳定后再进行封闭盖粱与桥墩裂缝,盖梁底部出现裂缝的部位作环氧硅,增加盖梁截面积,盖梁侧面粘贴钢板桥墩外侧先纵向粘贴碳纤维片,再环向粘贴碳纤维片将

裂缝部位封住。桥梁加固一般是通过对构件的补强和结构性能的改善来恢复或提高现有桥梁的承载能力,以延长使用年限,适应现代交通运输的要求。其改造的主要技术途径有加强薄弱构件、增加辅助构件、改变结构体系、减轻恒载、加固墩台及基础等。

三、加固理论计算  

   为了从整体上把握桥身在加固前各个部分在外部荷载作用下所产生的应力分布特征,找到最不利截面,为加固方案提供详细的理论依据,特利用大型有限元计算软件ANSYS对该桥梁结构进行了数值模拟分析。

   1、计算模型采用数据  

      主跨、边跨型梁截面基本尺：T梁全高；H=800MM，上翼缘宽：B1=1250MM，

翼缘高度：T=220MM；T梁下宽：B=250MM。斜腿支点附近矩形截面基本尺寸：截面高度：H=500MM，截面宽度：B=250MM，材料特性：C30混凝土强性模量：E=3.0*10MPA；混凝土泊松比：V=0.1667。钢

材泊松比：V=0.3。  

   2、有限元模型建立  

      全桥横向共由六榻梁组成,各棍梁的形态结构均一致,因此,先对单榻梁以及斜腿建立有限元计算模型。考虑到主梁结构复杂,斜腿截面沿纵桥向变化,为了能更真实的反映结构的空间特性,采用8节点的solid45空间实体单元进行模拟共划分节点6868个单元,4202个离散;  

   3、支承条件

      由于加固将改变整个桥梁的支承条件,即将中跨跨中的铰接改回原设计方案中的固接,同时,将斜腿趾部的铰接改为固接,这会导致整个刚架片的应力重分布,而后的加固正是针对应力重分布后的结构进行处理的,因此,在有限元模拟加固前的结构应力分布时,各截面尺寸虽然按照加固前计算,但支承条件,在中跨跨中和斜腿趾部按照固接计算,而其他部位按铰接算。

四、加固措施

   混凝土裂缝处理施工工艺

（修补胶配比A胶：B胶=2:1   灌缝胶配比A胶：B胶=8:1 ）

裂缝检查→裂缝处理→用修补胶埋设灌胶嘴→封缝→密封检查→配制灌缝胶→灌胶→结束→检验

混凝土裂缝处理施工指导：

1、 裂缝检查 全面查清裂缝的性质以及裂缝的长度、宽度、深度、走向、贯穿及漏水情况，以便确定处理方案。裂缝宽度可用读数显微镜测量，裂缝的深度和走向可用超声、压水或钻孔取样等方法检查。

2 、裂缝处理 对较小的混凝土构件的裂缝，用钢丝刷等工具清除混凝土裂缝表面的灰尘、浮渣及松散层等污物，刷去浮灰，用酒精将沿缝两侧2-75px范围擦拭干净。对较大的混凝土构件中较深的裂缝，为有效封缝，可沿裂缝凿“V”形槽。对体积较大的混凝土构件或较深的裂缝，可沿裂缝采取钻孔灌浆，以使浆液进入裂缝有更广的通路。

3、 设置灌浆嘴 在裂缝的交错处、裂缝较宽处及裂缝端部必须设置灌浆嘴，灌浆嘴的间距根据裂缝大小、走向及结构形式而定，一般缝宽0.3-0.5mm时灌浆嘴间距为30-1250px，在一条裂缝上必须设置有进浆、排气或出浆口。灌浆嘴可先用裂缝修补胶粘贴在预定位置，也可在封缝时一同粘贴。应特别注意防止堵塞灌浆嘴。

4 、封缝 封缝质量的好坏直接影响灌浆效果与质量，应特别予以重视。裂缝的封闭使用裂缝修补胶，按推荐配胶比例称取并调配裂缝修补胶，用油灰刀沿裂缝往复涂刮后均匀涂抹一层厚约1-2mm、宽2-75px的胶泥，注意防止小气泡及密封不严。

5 、封缝检验 一般情况下，封缝后1天即可进行试漏检验，以检查裂缝的密封效果及贯通情况。若用压缩空气进行试漏试验，可沿裂缝涂刷一层肥皂水，从灌浆嘴吹入压缩空气（压力与灌浆压力相同），漏气处可再行封闭；若用压力水进行试漏试验，检验完毕后应用压缩空气吹净积水，并留有足够的时间让裂缝干燥。对重要构件或走向复杂的裂缝，建议进行试漏检验，以确保注胶效果。

6 、配制灌浆胶液 配制胶液前应将A、B两组分充分摇匀，根据估计的灌胶量按推荐配胶比准确称量两组分并混合均匀。从胶液混合开始，注胶操作应在胶液适用期内完成（25℃时约为90分钟）。

7 、灌胶 灌胶操作应使用专用的注胶器具。灌胶前，应用压缩空气将孔缝吹净，达到无水干燥状态。根据裂缝区域大小，可采用单孔灌胶或分区群孔灌胶。在一条裂缝上的灌胶可由浅到深，由下而上，由一端到另一端。灌胶压力常采用0.2MPa，在保证灌胶顺畅的情况下，采用较低的灌胶压力和较长的灌胶时间，可获得更好的灌胶效果。当最后一个出胶口出胶且出胶速率保持稳定后即可，拆除管路，并注意防止流胶。

8 、胶液固化 应在5℃以上的环境中固化，固化时间视环境温度而定。一般情况（25℃）下固化2-3天即可。

五、结束语

   总之,公路桥梁加固技术是二十一世纪公路桥梁施工领域发展速度最快、用途最广的一门科学技术。然而加固施工工艺相对较复杂，要求桥梁加固工程取长补短,不仅延长了原桥的使用寿命,同时还增强了原桥的承载能力。因此,加速我国旧桥加固或改造技术的研究,不仅能更好地、及时地为现代交通运输服务,而且能为国家带来巨大的经济效益和社会效益.