介绍一种桥梁铰缝维修新方法

     作者：郑晓蒙

    桥梁铰缝修复新工艺及实施后的检测结果分析内容简介。

    1工程概况

    该桥为一座东西走向的25孔预应力混凝土简支梁桥，横向分南、北两幅桥，除主跨外其他桥孔上部结构均由16片预应力混凝土空心板梁组成。桥面铺装下层为80 mm钢筋混凝土，中层设15 mm防水层，上层为45 mm沥青面层。设计荷载：汽车一超20级，验算荷载为挂车-120级、特-300级。目前该桥集装箱、拖挂等重载车通行频繁，其桥面铺装层出现较多纵向开裂。

本次选取南幅桥西端两孔作为试验桥孔进行对比分析。检查时发现该两孔桥面铺装层均有通长纵向网裂，局部有纵向裂缝。板梁和铰缝编号见图1，具体纵向开裂示意见图2。

    西1孔铰缝采用常规养护维修方法（以下简称常规法）。施工工艺：封闭车道1和车道2，保持车道3和车道4畅通，然后铣刨沥青面层，仅对存在开裂、破损的钢筋混凝土铺装层进行维修，铰缝结构不予维修，最后重新铺筑沥青面层。车道1和车道2维修完成后采用相同维修二序对车道3和车道4进行维修。

    西2孔铰缝采用新维修方法。施丁工艺：维修前先对该孔空心板梁进行铰缝专项检测，铰缝检测采用《上海地区空心板梁桥铰缝的检测、修复与加固技术研究》中研究出的一种铰缝工作状况无损检测方法，评估铰缝结构在实际交通荷载作用下的失效程度，然后对受损铰缝结构采用高压水枪冲洗，清理完毕后在每条铰缝结构每隔4 m设置一道注浆管，铰缝两端采用发泡剂封堵，铰缝底面采用混凝土修复胶泥封底，之后采用专用板缝压力泵或板缝恒压灌注器将拼梁结构灌封胶通过压浆嘴逐个压人板缝内，以达到对铰缝结构修复的目的。检测和维修施工过程中桥面保持畅通，不予限载限流。

    2常规法维修前后结果对比

    西1孔铰缝维修前，4号-9号空心板梁间通长渗水。该现象系空心板梁剪力铰受损，在荷载作用下反射至桥面铺装，沥青面层出现纵向开裂，雨水沿开裂处下渗所致。采用常规法维修后，4号~9号空心板梁间跨中5m位置处仍存在渗水现象，主要表现为雨水沿沥青间隙以及通过开裂、破损的剪力铰混凝土下渗导致。该孔维修前后，采用“相对位移法”进行铰缝专项检测。

    空心板梁间各铰缝结构相对位移实测最大值连线见图3。

    由测试数据，参照空心板梁铰缝结构损伤程度判定值可知：维修前西1孔测试的15条铰缝结构中，6条铰缝结构（4号-7号、10号和II号）跨中相对位移最大值达到铰缝结构判定的“破坏区间限值”，该6条铰缝结构属于破坏状态，6条铰缝结构（1号、8号、9号、12号、13号和15号）跨中相对位移最大值达到铰缝结构判定的“损坏区间限值”，该6条铰缝结构属于损坏状态，剩余3条铰缝结构完好；维修后西1孔测试的15条铰缝结构中，l条铰缝结构（5号）属于“破坏”状态， 6条铰缝结构（4号、6号-8号、12号和13号）属于“损坏”状态，剩余9条铰缝结构完好。

    维修前后检测结果对比表明，该孔大量铰缝结构仍处于“损坏”甚至“破坏”状态，铰缝结构未得到修复。

    3新方法维修前后结果对比

    西2孔选取6号- 10号铰缝结构进行对比试验。维修前，7号- 10号空心板梁渗水，由维修单位在6号- 11号空心板梁间灌注改性环氧类结构胶。维修后查看，除预留排水管有水流出外，其他位置未见渗水。该孔5条铰缝结构维修前后，分别对其进行专项检测，其跨中相对位移最大值连线见图4。

    由测试数据，参照空心板梁铰缝结构损伤程度判定值可知：维修前西2孔测试的5条铰缝结构中， 1条铰缝结构（9号）属于“破坏”状态，3条铰缝结构（6号、7号和10号）属于“损坏”状态，剩余l条铰缝结构完好；维修后西2孔测试的5条铰缝结构中，1条铰缝结构（6号铰缝结构）仍属于“损坏”状态，剩余4条铰缝结构已处于完好状态。

    维修前后检测结果表明，该孔采用新方法维修后铰缝结构已得到基本修复。

    4对比结果

    采用常规法对该桥南幅桥西l孔铰缝结构进行维修，需长时间封闭桥面交通，造成该路段拥堵，铣刨沥青面层后，铰缝结构一般不进行修复，达不到修复效果，桥面铺装的修复，短时期内对于桥梁整体横向传力有一定的帮助，几个月后铰缝状况与维修前接近，这在后期跟踪测试中得到验证。

    通过西1孔维修前后的测试数据可以看出，在维修后，空心板梁间相对位移最大值较维修前均有减小，但对铰缝结构的修复不明显。空心板梁间继续有渗水现象，后期在车辆荷载和雨水侵蚀下，铰缝结构的剪力钢筋出现锈断，传递剪力能力大大削弱，使得相邻两片空心板梁在荷载作用下产生挠度差，易造成在空心板梁间剪力铰部位桥面继续沿梁长方向出现开裂，达不到修复目的。

    采用新方法对该桥南幅桥西2孔铰缝结构进行维修，维修中桥面保持畅通，施工过程对桥面无影响，在空心板梁间灌注改性环氧类结构胶，不仅可以填充板梁间的间隙，还能有效封闭铰缝结构混凝土的开裂。

    通过西2孔维修前后的测试数据可以看出，维修后，空心板梁间相对位移最大值较维修前有较大改善，曲线平稳，未出现明显突变，而且空心板梁间未有渗水现象；维修la后，经再次检测，验证该5条铰缝结构的修复具有很好的耐久性。

    5结语

    目前在役空心板梁桥的铰缝结构多为浅、直、小铰缝。该种类型铰缝抗剪、横向传力能力往往先天不足，重载作用下铰缝易损坏，继而铰缝处桥面铺装出现纵向开裂，使得铰缝及对应位置桥面铺装共同组成的传力结构出现损坏，桥梁整体横向传力性能削弱。梁间铰缝损坏后，在车辆荷载作用下加速破坏，易形成单梁受力，单梁受力情况下梁板承受活载增大1至1.5倍，最终导致板梁断裂塌落，危及桥梁的运行安全。

    常规的维修方法对于铰缝的修复或者不彻底或者耗费大量的时间和费用。因此，采用板梁铰缝间灌注结构胶的新方法对修复铰缝不仅简便有效，而且修复效果良好。

    今后还应进一步提高施工工艺，以较小的代价修复受损的铰缝结构，达到良好的加固效果，防止铰缝病害的进一步发展，防止桥梁倒塌等事故的发生。

    6评述：

    在当前公路交通重载频繁的情况下，常见的浅、直、小空心板梁因铰缝结构先天抗剪、横向传力能力不足，易出现损坏，严重时形成单梁受力，危及桥梁的运营安全。常规的维修工艺达不到修复效果或费时、费力。介绍一种新的维修工艺，预先检测、确定受损的铰缝结构，进而对受损处板梁铰缝问灌注结构胶以达到维修日的。通过对上海市郊环线一座实桥采用常规和新的维修工艺前后进行铰缝检测，对比分析后得出在不封闭交通情况下， 新工艺维修的铰缝结构能达到预期的修复效果。