市政工程施工过程中立交桥箱梁混凝土裂缝修复技术探析

2021-11-12刘丽萍华宇福建置业集团有限公司福建三明365000

安徽建筑 2021年12期

刘丽萍（华宇（福建）置业集团有限公司，福建三明 365000）

0 前言

近些年，我国在市政工程中投入大量的资金、人力以及其他资源，这促使我国市政工程飞速发展。立交桥在市政工程施工中占比较大，重要程度较高，在施工过程中往往会遇到一些问题，这些问题的改进在极大程度上提升了桥梁的施工技术。本文以长安路2号立交桥实际施工过程中产生的箱梁混凝土裂缝入手，分析立交桥箱梁混凝土裂缝修复技术，为今后遇见类似的技术通病提供一些技术参考。

1 工程概况

长安路2号立交桥为长安路主路，为上跨站南路而设，在既有的鹰厦铁路改线后施工该桥梁，修建起点桩号为BK0+543.000，终点桩号为BK0+749.000，桥梁全长206m；桥跨布置：主桥（40+60+40）m＋引桥2×30m。主桥结构采用整体式截面，为三跨变截面预应力混凝土连续箱梁；引桥采用30m跨径预应力混凝土连续箱梁，共5跨。桥梁总宽17.5m，桥梁面积约3605m。

2019年8月22日检测公司对长安路2号立交桥进行桥梁动静载试验，于2020年1月11日收到简报，其桥梁荷载试验结果评定：长安路2号立交桥第1联桥上部结构性能满足设计荷载（城-A级）的安全使用要求。建议“对上部结构主梁混凝土构件裂缝进行封闭”。2020年4月12日收到正式报告，静载试验结果显示：主梁箱内外存在较多纵桥向、横桥向裂缝，在试验工况荷载作用下，现状底板横向裂缝呈现结构受力裂缝特征，所检底板横向裂缝宽度值最大增量为0.09mm，表明结构抗裂性能不满足设计要求。因此，组织相关参建单位对长安路2号立交桥箱梁混凝土裂缝修复进行专题讨论。

2 产生裂缝原因分析

会议初步讨论裂缝产生的可能因素：

①该桥箱梁混凝土等级为C60，因混凝土标号高前期养护不到位，产生裂缝；

②在混凝土浇筑阶段，初凝时因鹰厦路仍通行，火车振动效应导致裂缝出现；

③由于不可抗力的洪水导致支架基础浸水下沉，出现裂缝。

3 修复方案

经各参建单位共同研讨，并最终形成一致意见，聘请有专业资质的设计公司进行加固修复设计，修复的主要内容有以下几点。

3.1 主桥箱梁的修复

对主桥箱梁1-2跨梁底存在的缺陷和裂缝，采用表面涂刷封闭修补以及灌浆封闭处理；梁体表面缺陷修补及裂缝封闭后，对主桥1-2跨箱梁底面进行粘贴碳纤维布处置，并采用高强度腻子涂刷。

3.1.1 主要材料的严格把控

裂缝修补用材料、混凝土表层缺陷修复及防护材料性能指标必须满足规范要求。本方案主要采用以下材料：

①裂缝修补用胶（注射剂）、修平胶（找平胶），胶粘剂中严禁使用乙二胺作改性环氧树脂固化剂，严禁掺加挥发性有毒溶剂和非反应稀释剂；

②碳纤维布的设计厚度、抗拉强度标准值、受拉弹性模量、伸长率、弯曲强度、层间剪切强度、仰贴条件下纤维复合材料与混凝土正拉粘结强度、单位面积质量均需符合规范；

③高强环氧腻子外观、膜颜色及外观、稠度、干燥时间、刮涂性、柔韧性、耐冲击性、打磨性、耐硝基漆性均需符合规范。

3.2 混凝土结构的一般修复

裂缝处理：本项目箱梁混凝土裂缝按宽度分为两类：裂缝宽小于0.15mm，这类裂缝采用表面涂刷封闭即可，先沿缝长磨出6cm深3mm的凹槽，清理干净，然后涂抹高强封闭裂缝胶除去气泡抹平；裂缝宽度大于等于0.15mm，一般采用压力灌浆法进行施工，前期也要先沿缝长磨出凹槽，清理干净，然后灌浆，在灌浆时必须将修补材料充分注入裂缝末端，保证修补质量。

3.3 混凝土结构粘贴碳纤维布修复

①在梁体表面缺陷修补及裂缝封闭后，清除表面所有杂质，除去表面1mm～2mm厚的砂浆层，磨去面上突出超过2mm的“毛刺”，表面层打磨后，应将表面灰尘彻底清除。

②根据裂缝情况，对粘贴纤维布的规格、范围等进行核查、下料；检查所用粘结剂是否与提供的材料产品说明书相符，材料是否在保质期内；粘结剂的搅拌应严格按产品说明书来操作。

③涂底胶，根据现场实际气温决定用量，并严格控制使用时间；均匀涂抹于混凝土构件的表面，厚度不超过0.4mm，不得漏刷、流淌、气泡，等胶固化后再进行下一道工序。

④混凝土表面凹陷部位、模板接头等出现高差的部位，应用整平胶料填补，尽量减少高差。转角的处理应用整平胶将其修补为光滑的圆弧，半径不小于20mm。

⑤按设计要求的尺寸裁剪碳纤维布，粘贴碳纤维布。

3.4 抗裂性不足修复

针对桥梁动静载试验报告中提出主桥1-2跨箱梁存在抗裂性不满足的裂缝问题，应采取主桥1-2跨施加预应力体外索。

3.4.1 主要材料的严格把控

施工时所用的材料必须进行检验，（包括特殊修补材料的毒性检验），合格后方可使用。对于常用材料，如混凝土、钢筋等，按相关材料规范要求进行检验，对一些特殊材料必须满足下列规范指标：

①体外预应力索，本项目体外索采用成品索，其质量要求应符合《体外预应力索技术条件》和《无粘结钢绞线体外预应力束》的规定；

②锚具，本项目锚具采用成品索厂家配套产品，性能及指标均应满足国际后张预应力协会FIP《后张预应力体系的验收和应用建议》及《体外预应力材料体系》和国家标准《预应力筋用锚具、夹具和连接器》的规定；

③本项目减振限位装置采用体外索厂生产的配套产品、黏钢胶及灌浆料性能指标必须符合规定。

3.4.2 混凝土结构粘贴钢板维修

①工艺流程：钢板加工→外侧喷砂除锈→混凝土表面磨平消除碳化层→混凝土表面裂缝封闭与找平→混凝土结构钻孔（用于固定螺栓安装）→钢板粘结面现场砂轮机打磨除锈→安装钢板→上钢板固定螺栓→配制并涂刷结构胶→采用结构胶封闭钢板四周并沿着周边每隔30cm～50cm（且每边至少一处）留设通气孔→压力注胶→待胶体达到强度后进行钢表面防腐处理（涂刷油漆）。

②测量定位，放出需粘钢加固混凝土表面钢板位置大样，凿除该区域混凝土表层3mm左右厚的砂浆层，形成平整的粗糙面，如表面有不平整处应整平，再清除表面浮浆，剔除表层疏松物，最后吹除表面粉尘或清水冲洗干净，待完全干燥后用脱脂棉沾丙酮擦拭表面，配制并涂刷结构胶。本项目部分钢板尺寸较大，所以特别应保证钢板的加工及施工质量。切割过程中在钢板两侧施工采用外力加压，防止钢板扭曲变形，等钢板应力消除后再卸载外力，钢板制作完成后采用喷锌处理。依据现场混凝土上的实际放样进行粘贴钢板下料，并依据现场情况确保灌注胶层有足够的厚度以粘住钢板。当钢板放置到位后应压紧钢板，以保证粘结牢固的同时锁紧固定装置。钢表面防腐处理、涂刷油漆必须符合要求。

③张拉体外索前需对墩顶横隔板进行加固，加固应保证胶体到达100强度后方可张拉体外索。本工程体外预应力束体规格为15.2～22，体外预应力索一共8股，钢绞线抗拉强度标准值fpk=1860N/mm；钢束采用两端张拉，张拉控制应力为0.55xfpk=1023N/mm；15.2～22钢绞线束公称破断索力为5729kN，单根控制张拉力为3152kN。工程施工过程中严格按照施工技术规范及设计图纸的要求进行控制，各种控制指标均符合要求。

施工单位按设计图纸对裂缝封闭修复完成后，由原检测单位针对修复后主桥1-2跨再次进行桥梁动静载试验检测，按照检测结果于2020年11月18日进行了长安路2号立交桥缺陷修复验收，验收结论：与会议单位一致同意，经修复后，桥梁承载能力满足设计荷载要求。桥梁质量等级评定为合格。