铰缝加固新技术(完整版)

zhangsiming不中断交通快速修复空心板梁铰缝技术[键入文档副标题]zhangsiming[选取日期]目录一、技术概况 (1)二、不中断交通快速修复铰缝 (3)三、编制依据及原则 (4)四、材料设计、工器具 (5)五、工艺流程 (7)六、技术特点 (13)七、判定依据 (14)七、近几年工程案例 (15)一、技术概况1.1、项目背景：随着我国交通运输业的飞速发展，大型载重车的数量在逐年增加，造成桥面铰缝结构过早损坏，导致桥面铺装开裂和板间渗水等病害不断发生，大大缩短桥面的使用寿命。

经过长期探索，本文针对空心板桥梁铰缝的修复问题，提出了一种修复新材料和新技术，并成功地运用于工程实践中，并取得了良好的效果。

1.2、铰缝的破坏机理铰缝产生破坏的原因是多方面的，根据其破坏特点及导致其破坏的因素，可归纳为以下几个方面：（1）铰缝受剪截面小空心板通过铰缝传递剪力，形成空间整体受力结构。

如果铰缝受剪截面过小，则会因抗剪强度不足而破坏。

小铰缝连接的铰缝承担了小部分的剪力，大部分剪力由桥面铺装来承担，桥面铺装层的厚度一般为8-12cm，抗剪能力较弱，虽然铰缝处铺装层内一般都设有板顶预埋钢筋搭接，但砼截面过小还是容易开裂。

（2）铰缝新旧砼粘接不良铰缝砼与预制空心板间的联结为新旧砼结合问题，需解好粘结力问题。

近年来，钢模板在桥梁混凝土施工中普遍采用，浇筑成型的梁板表面光滑如镜。

如果直接在这种光滑的砼壁面上浇筑铰缝砼，将可能会因为新旧砼粘结不良而导致铰缝剥离、脱落，从而使铰缝传荷失效。

（3）施工质量控制问题预制板在先张台座上，其混凝土强度未达设计要求即放张，致使板的预拱度大小不一，安装后板底跨中拱度参差不齐，有的相邻底板竟差6cm之多（个别是由于4个支座未能与板底面紧密接合导致）。

企口光滑的混凝土表面未按规定的凿毛清浮浆处理。

狭窄的铰缝则无法处理，后浇的混凝土浇捣不实。

由于收缩、开裂，根本无法与板体粘结。

加之施工中忽视桥面防水层质量，当铰缝开裂破损后，很快反射到桥面铺装层上，铺装层开裂后，水随即渗流到铰缝，又遭水侵蚀。

（4）汽车超载目前汽车超载现象相当普遍，导致许多桥梁早早损坏。

据了解，为了经济利益，许多限定载重量为10t 的卡车都装到20t ，矿区超载更严重，10t 的卡车甚至装到40t 、50t 。

超载使汽车轴重大幅增加，梁板间需传递的剪力也跟着大幅增加，绞缝及铺装会因无法承受如此大而频繁的剪切作用而破坏。

1.3、病害描述空心板桥梁铰缝的工作原理及破坏机理：（1）上海及周边地区较为常见的棱形企口式混凝土铰缝。

常见的企口式混凝土铰，其型式有圆形、棱形、漏斗形等三种。

（2） 铰缝产生破坏的原因是比较复杂的，归纳起来，主要有以下几个方面： 1）空心板梁桥上部结构本身的缺陷。

按铰接板梁法计算荷载的横向分布，其铰缝视为铰接。

当板承受偏离其纵轴线时，其变形既有挠曲又有转动，通过铰缝向相邻板传递剪力、弯拉力，以及反复的拉压作用力。

2）设计不合理因素。

由于空心板挖空率高，截面惯矩小，结构刚度小，而铰缝浅而窄，仅占板高的1/6。

其横向刚度甚微，基本无力传递剪力，是上部结构最薄弱的部位。

•病害一：板梁间存在通长渗水、泥浆渗漏痕迹；•病害二：且损害铰缝对应桥面铺装存在纵向裂1.4、常规铰缝修复技术目前主要修复空心板桥梁铰缝的方法是凿除桥面铺装，清除已破坏的铰缝部位混凝土，然后增设钢筋浇筑高标号混凝土进行修复。

养护达设计强度后，再依次重铺桥面铺装。

一般采用高强早强快凝型混凝土，在熟练的连续施工作业情况下，工期至少需要2-3天，才能基本保障修复效果。

常规修复方法需要中断交通，在一些重交通的路段上，会引起诸多社会问题。

但一般情况下，铰缝破坏严重，急需修理的也多位于重交通的路段上，且工作面位于桥面之上，在部分车道封闭的条件下，交通意外时有发生，施工安全隐患也很难控制。

1.5、铰缝修复新技术用常规方法修复的铰缝结构材料，其粘结力及渗透力无法保证其足够的抗剪强度，来抵御或传递理论上的剪力和弯拉应力。

由铰接板梁破坏试验得知，往往是铰缝混凝土与空心板的粘结面先破坏。

由此，本文所运用的修复新技术的核心是采用高强粘接剂，通过压力灌胶工艺，以大大提高其板缝（含铰缝及部分铺装层）间的抗剪强度和抗弯拉力学性能，从而实现不中断交通，及时、快速修复铰缝，以增强空心板梁桥的耐久性和结构安全性。

1.6、与常规施工方案之间的各项指标对比二、不中断交通快速修复铰缝针对铰缝破坏修复的关键难点，在于加固措施不能中断道路交通或尽量减少中断交通, 为解决此难题提出了在梁底化学灌浆加固铰缝的方法，化学灌浆铰缝加固就是将铰缝造成一个密闭空腔，有控制的预留进出口，有效运用高压灌浆设备，将一定的化学灌浆料，灌入铰缝缝隙内，使其迅速扩散、胶凝并固化，恢复两块板梁之间的粘结，进而有效恢复桥梁结构的整体性。

化学灌浆加固铰缝施工，可以在不破坏原结构、不中断交通的情况下进行，操作简便，施工速度快。

三、编制依据及原则3.1、编制原则（1）恢复其原有正常使用功能；（2）维修后的荷载等级维持原设计标准；（3）维修后桥梁结构应达到原设计基准期；（4）保障既有桥梁的结构安全，不发生由于桥梁维修与保护措施不当引起桥梁新的病害和次生灾害；（5）尽可能减小施工过程对既有桥梁结构及现行交通的影响，保证正常运营。

3.2、处理原则1、若单跨中仅一处铰缝破损（或渗水）的，应同处理破损铰缝相邻另二条铰缝，不能仅单独处理一条铰缝。

2、若单跨有多处铰缝破损（或渗水）的，应对该跨所有铰缝进行灌缝处理。

3、板缝、铰缝注胶时应组织多条铰缝同时进行，保证固化基本同步，消除应力重分布带来的不利影响。

桥梁铰缝因桥面长期行车活载而被破坏，导致板缝处渗漏严重，梁与梁之间错台、相对位移较大，造成部分情况下单梁受力，形成安全隐患。

四、材料设计、工器具本次桥梁铰缝维修拟采用的材料为我公司研制的JN-G（原代号CGE-531）拼梁结构灌封胶，是一种双组分环氧类材料。

本材料具备环氧本身良好的物理化学性能，如粘结强度大、收缩率小、尺寸稳定性好、硬度高、柔韧性好及耐腐蚀能力强等等。

在此基础上，针对桥梁铰缝维修的技术应用特点，进行了有针对性的改性。

经过改性后的成品具备以下一些特点：1、渗透性能很好，在低压环境下（0.2-0.6MPa），能较好的渗透≥0.01mm的微小裂缝。

2、大大缩短了液态-固态转化的时间，并可通过调节温度来进行控制；3、进一步加强了与混凝土之间的粘结强度。

4、抗震动疲劳破坏的能力。

按照固定配合比配置后可在短时间内凝固并达到较高的强度，同时跟混凝土之间具有很强的粘结力且流动性较好。

通过特殊工艺将灌封胶注入桥梁板缝内，可对损坏的铰缝进行修补并对板缝形成嵌填，可大大减少梁缝的渗漏，避免腐蚀钢筋和减少混凝土的碳化，提高结构耐久性和抗渗性。

并且使相邻的梁形成共同受力，消除安全隐患。

1、主要施工设备2、小型施工机具五、工艺流程5.1、处理要点1、根据测量情况编制施工方案，对于铰缝破坏特别严重，挠度特别大的板缝，应当最后施工，特殊处理。

2、检测出板缝的准确宽度，计算板缝灌注所需方量，同时对每一跨每个部位的板缝进行整体编号。

3、高温措施：由于近期气温过高，为了避免胶液凝固过快，采用早出晚归的作业方式，尽量避免中午气温过高的时候施工，材料堆放在阴凉通风处，避免曝晒。

5.2、编制依据1）《公路工程技术标准》（JTJ 001－97）2）《公路桥涵设计通用规范》（JTJ021-89）3）《公路钢筋混凝土及预应力混凝土桥涵设计规范》（JTJ 023-85）4）《公路砖石及混凝土桥涵设计规范》JTJ022－855）《公路桥梁加固设计规范》（JTG/TJ22-2008）6）《公路桥梁加固施工技术规范》（JTG/TJ23-2008）7）《公路桥涵养护规范》（JTG H11－2004）8）《公路桥涵施工技术规范》（JTJ041－2000）9）《混凝土结构设计规范》（GB50010-2002）10）《混凝土结构加固设计规范》（GB50367-2006）11）《公路桥梁抗震设计细则》（JTG/TB02-01-2008）5.3、施工方法及技术措施（一）施工前测量需修理的板缝宽度并进行记录，以便施工时进行材料控制和灌注控制。

全桥板缝位置、宽度及数量在现场普查后由业主或监理工程师签认确定。

（二）板缝加固施工工艺流程：1、板缝的检查及标注：现场核实其板缝数量、长度及宽度，标注出需要进行封闭的板缝。

对板缝醒目标注以防施工疏漏和统计差错。

同时使用强力手电筒，对每条缝进行缺陷排查，如梁体肋部有其他病害（裂缝，混凝土缺失，露筋等），则需先行处理。

2、表面清理：先用铲刀、凿子清除板缝周边杂物、尘土，用抹光机打磨平整。

3、清理板缝：用合适大小的钢筋掏出板缝内积存的泥土及绞缝底部麻丝、破碎状态混凝土，再用特制钢丝刷将板缝内壁上粘附的泥土刷除干净。

4、清洗板缝：清理完泥浆、油污等污垢后，最后用高压水枪对板缝内进行冲洗。

5、梁端封堵：每条板缝每隔4m 设置一道注浆管。

在板缝左右端头，分别用三根木条塞堵，木条与木条之间用聚氨酯发泡剂进行封堵，防止注浆过程中浆料从板缝两头渗漏。

部分施工图片板端封堵 注浆管、测量管埋设部分施工图片6、板缝封堵：使用混凝土修复胶泥对板缝进行封底，胶泥需按规定配制。

板缝封闭方法：（1） 板缝宽度小于15mm 时，在板缝内嵌填PE 棒和混凝土修复胶泥封堵涂抹若干遍。

部分施工图片封堵完成图片剖面图（2）板缝宽度大于15mm时，采用塑料板封口，压条固定，塑料板于梁面接缝采用灌封胶进行密封。

剖面图施工图片7、扩缝处理：板缝宽度小于5mm时，为了保证板缝能充分冲洗干净，第二保证胶体和混凝土有充分的结合面，需采用静力水力切割刀具进行扩缝处理。

8、灌封前检查：封缝后，检查封缝质量，可进行闭水试验，如果没有达到要求，对渗漏处进行修补。

9、灌胶：灌封胶需严格按照规定配制。

施工前配料（1）准备好案秤、配胶用的干净容器（一般用塑料盆）、丙酮（或酒精）、干面纱、抹刀、胶料搅拌器等；配胶前，应对A、B两组分分别进行充分的上下搅拌。

（2）因气温较高，在配料前，原材料的储存必须在阴凉通风处，且避免在超过35摄氏度气温时进行配料操作。

（3）根据估计用胶量、按推荐的配胶比例称取A、B两组分，倒入洁净容器中，搅拌均匀。

（4）配好的胶应在适用期（约30分钟）内用完。

采用专用板缝压力泵或板缝恒压灌注器将调制好的JN-G拼梁结构灌封胶通过压浆嘴逐个压入板缝内，灌注过程中，应从板缝低端往高端灌注，从低端第一个压浆嘴开始压入，待浆料从第二个压浆嘴冒出时，将第一个压浆嘴用专用堵头封死，进行第二个压浆嘴压注，以此类推逐个压浆，待最端头测量管开始冒浆，说明压浆完毕，关上压浆嘴，待浆液固化后，敲掉压浆嘴，用专用板缝封闭胶，固化后再用角磨机打磨平整。