跨G50高速跨线桥盖梁裂缝维修加固方案研究

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正文：

1、桥梁概况

跨 G50 高速跨线桥长约 510m，桥宽 27.5m，为25孔不等跨结构。其设计按按汽—20 荷载标准设计，于 2006 年建成。其结构能力按照JTG D60-2015规定的公路-Ⅰ级验算，大部分不满足要求，同时其交接空心板梁耐久性差，上部结构全部更换。桥墩为桩柱式桥墩；每个桥墩均设 5 根截面尺寸为 1.5m(横桥向) X1.2m(顺桥向)的矩形截面立柱；盖梁采用倒 T 盖梁，盖梁宽 2.2m，最小厚度为1.0m。

2、盖梁裂缝检测情况及成因分析

2.1 检测情况

该桥专项检测综合评定结果：三类桥(较差状态)，盖梁裂缝主要病害如下：

(1)桥墩盖梁悬臂根部负弯矩裂缝

P7、P8、P10、P12 桥墩盖梁悬臂根部两侧面均分布有对称的竖向裂缝，最大裂缝宽度为0.62mm，裂缝向上延伸至桥墩盖梁顶面，向下未延伸至盖梁底面，为桥墩盖梁对应悬臂根部处的负弯矩裂缝。

(2)盖梁侧面收缩裂缝

P4、P7、P8、P16、P17、P20、P22、P23及P24桥墩盖梁侧面均分布有竖向裂缝，最裂缝宽度为 1.4mm。裂缝多呈中间宽、两端细的形态分布，现场对P24桥墩盖梁南北两侧面两条裂缝进行局部凿勘，发现最大裂缝深度仅分别为40mm和30mm，为桥墩盖梁混凝土自身收缩所致。

2.2 裂缝成因分析

根据G50跨线桥桥梁下部结构形式，现场盖梁裂缝的分布不为及裂缝形式，分析其裂缝产生的原因如下：

（1）本工程盖梁为倒T型钢筋混凝土结构盖梁，悬臂端抗弯拉性能差，在桥梁自身荷载及桥上动荷载作用下，盖梁悬臂端位置产生负弯矩裂缝。

（2）受盖梁混凝土质量及施工完成后养护条件影响，盖梁混凝土自身收缩产生了较多的表层收缩裂缝。

3 裂缝处置方案

裂缝封闭处置方案，坚持分类处置的原则，对于盖梁负弯矩裂缝，可备选用的加固技术有粘贴钢板加固法、增大截面加固法、体外预应力法等加固技术，粘贴钢板加固法通过在盖梁悬臂端抗弯拉薄弱区域使用高性能结构胶粘贴Q345C型高强度钢板，使钢板与盖梁共同受力，提高盖梁的抗弯拉承载能力，且其施工时工艺简单，选择粘贴钢板加固法。对于非负弯矩位置桥墩盖梁侧面的竖向裂缝，根据裂缝宽度的不同(0.15mm为界限)，分别采用灌浆及封闭处理两种方法。

3.1 施工流程

3.1.1 裂缝灌浆、封闭处理

针对结构出现的裂缝，对裂缝宽度≥0.15mm 的，用灌浆处理；对裂缝宽度＜0.15mm 的， 用封闭处理。裂缝灌浆处理的施工工艺如下：

灌浆前先对裂缝周边进行处理→粘贴注浆及封闭裂缝表面→裂缝表面封闭→压气试验→质量检查。

3.1.2 封缝处理

对小于 0.15mm 的裂缝进行封闭处理。封缝方法：宽度较大的裂缝(0.1～0.15mm)可以采用聚合物水泥砂浆封缝；其余均采用裂缝修补胶封缝。

聚合物水泥砂浆封缝：先在裂缝开 V 型槽处用毛刷涂刷一层(厚 1～2mm)裂缝修补胶，涂刷平整均匀，防止出现气孔和波纹，再抹聚合物水泥砂浆封闭。

裂缝修补胶封缝：先在裂缝处表面清洁处理，再涂刷两层水泥基渗透结晶型防水材料封闭裂缝，两层涂料的施工方向应相互垂直。

3.1.3 粘贴钢板

(1)工艺流程：

加固区域进行盖梁表面混凝土清理→选定位置打孔买螺杆→钢板对应位置钻孔及打磨处理→加固材料进行防腐蚀处理→钢板安装→加固区域封边→灌注粘钢结构胶。

(2)具体实施流程及控制要点：

a粘贴接触面的处理，为了增加接触面及粗糙度，提高粘结性，打磨掉混凝土表面的浮浆2～5mm，露出骨料，吹除表面粉尘，擦拭干净再用脱脂棉沾丙酮擦试表面。

b植埋螺栓，首先需探测钢筋位置避免打到钢筋，然后钻孔，吹出孔内的尘灰，再用使用高浓度酒精清理，在孔内灌注2/3孔深的结构胶，用丙酮清洗螺栓，之后安装锚固螺栓。

c 钢板打孔与表面处理，对待粘贴的钢板进行配套打孔，然后对钢板的粘贴面用磨光砂轮机进行除锈和粗糙处理，打磨纹路应与钢板受力方向垂直。用丙酮清洗混凝土表面和钢板粘贴面。

d 安装钢板：将钢板固定在螺栓上，并保证钢板与混凝土表面的间隙在3mm以上。加固用钢板条尽量采用通长布置无法满足时同一条钢板最多允许有1个焊接面。打孔位置应距离焊点不小于10cm。

e 封边：将注入嘴粘结在钢板的注入孔上，再在钢板角点处及钢板边缘插入排气管，排气孔间30～40cm，在螺杆上罩上盖碗，用钢板封边胶封闭钢板边缘，完成封边。注嘴 置间距为50～60cm。

f 灌注结构胶：待封边胶固化后，用泵将粘钢胶从注入嘴灌注到钢板和混凝土的空隙中，在灌注过程中，用橡皮锤敲打钢板以确认是否灌注密实,当排气孔出现胶液后停止加压，以钢板封边胶堵孔。

(3)施工质量检验及验收。

3.2 裂缝修补质量检查验收

表面封缝材料固化后应均匀、平整，不出现裂缝，无脱落。在裂缝灌注胶达到完全固化期(7天)时，用超声波法进行灌注质量检验。

(1)超声波法

检查数量：见证抽测裂缝总数的10%且不小于5 条裂缝。

检验方法：按《超声波法检测混凝土缺陷规程》(CECS21：90)的规定执行。

（2）粘贴钢板

a钢板的有效粘结面积应不小于95%，可采用敲击检测法、超声波检测法、红线检测法。

b M12 化学锚栓应进行拉拔试验，拉拔试验的抽检频率不小于0.1%，且不小于3个，拉拔破环力应大于30KN。

4、结束语

跨G50跨线桥盖梁负弯矩裂缝、收缩裂缝维修加固施工完成后，截止目前盖梁运营情况良好，尚未发现裂缝发展或新裂缝产生的情况。盖梁颈部负弯矩加固采用粘贴钢板加固方法有效地提高桥梁承载能力，而且施工工艺简单，能够满足有效地提高盖梁负弯矩位置抗弯拉能力，加固后对原桥下环境改变小，具有一定推广意义。

综上，本文所陈述的桥梁病害分析和加固处置措施可为类似桥梁的加固维修提供一定参考。