處理鉸縫的最好辦法
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作者：鄭曉蒙
本文重點介紹橋梁鉸縫修復新工藝及實施后檢測結(jié)果分析的主要內(nèi)容。
針對上海市郊環(huán)線上某座橋面存在大量縱向裂縫的受損橋梁，選取橋孔分別采用常規(guī)維修方法和新的維修方法對鉸縫修復效果進行試驗對比，探討鉸縫受損后可靠的維修、加固技術(shù)，以供養(yǎng)護部門進行同類維修工程時參考。
1工程概況
該橋為一座東西走向的25孔預應力混凝土簡支梁橋，橫向分南、北兩幅橋，除主跨外其他橋孔上部結(jié)構(gòu)均由16片預應力混凝土空心板梁組成。橋面鋪裝下層為80 mm鋼筋混凝土，中層設15 mm防水層，上層為45 mm瀝青面層。設計荷載：汽車一超20級，驗算荷載為掛車-120級、特-300級。目前該橋集裝箱、拖掛等重載車通行頻繁，其橋面鋪裝層出現(xiàn)較多縱向開裂。
本次選取南幅橋西端兩孔作為試驗橋孔進行對比分析。檢查時發(fā)現(xiàn)該兩孔橋面鋪裝層均有通長縱向網(wǎng)裂，局部有縱向裂縫。板梁和鉸縫編號見圖1，具體縱向開裂示意見圖2。
西1孔鉸縫采用常規(guī)養(yǎng)護維修方法（以下簡稱常規(guī)法）。施工工藝：封閉車道1和車道2，保持車道3和車道4暢通，然后銑刨瀝青面層，僅對存在開裂、破損的鋼筋混凝土鋪裝層進行維修，鉸縫結(jié)構(gòu)不予維修，最后重新鋪筑瀝青面層。車道1和車道2維修完成后采用相同維修二序?qū)嚨?和車道4進行維修。
西2孔鉸縫采用新維修方法。施丁工藝：維修前先對該孔空心板梁進行鉸縫專項檢測，鉸縫檢測采用《上海地區(qū)空心板梁橋鉸縫的檢測、修復與加固技術(shù)研究》中研究出的一種鉸縫工作狀況無損檢測方法，評估鉸縫結(jié)構(gòu)在實際交通荷載作用下的失效程度，然后對受損鉸縫結(jié)構(gòu)采用高壓水槍沖洗，清理完畢后在每條鉸縫結(jié)構(gòu)每隔4 m設置一道注漿管，鉸縫兩端采用發(fā)泡劑封堵，鉸縫底面采用混凝土修復膠泥封底，之后采用專用板縫壓力泵或板縫恒壓灌注器將拼梁結(jié)構(gòu)灌封膠通過壓漿嘴逐個壓人板縫內(nèi)，以達到對鉸縫結(jié)構(gòu)修復的目的。檢測和維修施工過程中橋面保持暢通，不予限載限流。
2常規(guī)法維修前后結(jié)果對比
西1孔鉸縫維修前，4號-9號空心板梁間通長滲水。該現(xiàn)象系空心板梁剪力鉸受損，在荷載作用下反射至橋面鋪裝，瀝青面層出現(xiàn)縱向開裂，雨水沿開裂處下滲所致。采用常規(guī)法維修后，4號~9號空心板梁間跨中5m位置處仍存在滲水現(xiàn)象，主要表現(xiàn)為雨水沿瀝青間隙以及通過開裂、破損的剪力鉸混凝土下滲導致。該孔維修前后，采用“相對位移法”進行鉸縫專項檢測。
空心板梁間各鉸縫結(jié)構(gòu)相對位移實測最大值連線見圖3。
由測試數(shù)據(jù)，參照空心板梁鉸縫結(jié)構(gòu)損傷程度判定值可知：維修前西1孔測試的15條鉸縫結(jié)構(gòu)中，6條鉸縫結(jié)構(gòu)（4號-7號、10號和II號）跨中相對位移最大值達到鉸縫結(jié)構(gòu)判定的“破壞區(qū)間限值”，該6條鉸縫結(jié)構(gòu)屬于破壞狀態(tài)，6條鉸縫結(jié)構(gòu)（1號、8號、9號、12號、13號和15號）跨中相對位移最大值達到鉸縫結(jié)構(gòu)判定的“損壞區(qū)間限值”，該6條鉸縫結(jié)構(gòu)屬于損壞狀態(tài)，剩余3條鉸縫結(jié)構(gòu)完好；維修后西1孔測試的15條鉸縫結(jié)構(gòu)中，l條鉸縫結(jié)構(gòu)（5號）屬于“破壞”狀態(tài)， 6條鉸縫結(jié)構(gòu)（4號、6號-8號、12號和13號）屬于“損壞”狀態(tài)，剩余9條鉸縫結(jié)構(gòu)完好。
維修前后檢測結(jié)果對比表明，該孔大量鉸縫結(jié)構(gòu)仍處于“損壞”甚至“破壞”狀態(tài)，鉸縫結(jié)構(gòu)未得到修復。
3新方法維修前后結(jié)果對比
西2孔選取6號- 10號鉸縫結(jié)構(gòu)進行對比試驗。維修前，7號- 10號空心板梁滲水，由維修單位在6號- 11號空心板梁間灌注改性環(huán)氧類結(jié)構(gòu)膠。維修后查看，除預留排水管有水流出外，其他位置未見滲水。該孔5條鉸縫結(jié)構(gòu)維修前后，分別對其進行專項檢測，其跨中相對位移最大值連線見圖4。
由測試數(shù)據(jù)，參照空心板梁鉸縫結(jié)構(gòu)損傷程度判定值可知：維修前西2孔測試的5條鉸縫結(jié)構(gòu)中， 1條鉸縫結(jié)構(gòu)（9號）屬于“破壞”狀態(tài)，3條鉸縫結(jié)構(gòu)（6號、7號和10號）屬于“損壞”狀態(tài)，剩余l(xiāng)條鉸縫結(jié)構(gòu)完好；維修后西2孔測試的5條鉸縫結(jié)構(gòu)中，1條鉸縫結(jié)構(gòu)（6號鉸縫結(jié)構(gòu)）仍屬于“損壞”狀態(tài)，剩余4條鉸縫結(jié)構(gòu)已處于完好狀態(tài)。
維修前后檢測結(jié)果表明，該孔采用新方法維修后鉸縫結(jié)構(gòu)已得到基本修復。
4對比結(jié)果
采用常規(guī)法對該橋南幅橋西l孔鉸縫結(jié)構(gòu)進行維修，需長時間封閉橋面交通，造成該路段擁堵，銑刨瀝青面層后，鉸縫結(jié)構(gòu)一般不進行修復，達不到修復效果，橋面鋪裝的修復，短時期內(nèi)對于橋梁整體橫向傳力有一定的幫助，幾個月后鉸縫狀況與維修前接近，這在后期跟蹤測試中得到驗證。
通過西1孔維修前后的測試數(shù)據(jù)可以看出，在維修后，空心板梁間相對位移最大值較維修前均有減小，但對鉸縫結(jié)構(gòu)的修復不明顯�？招陌辶洪g繼續(xù)有滲水現(xiàn)象，后期在車輛荷載和雨水侵蝕下，鉸縫結(jié)構(gòu)的剪力鋼筋出現(xiàn)銹斷，傳遞剪力能力大大削弱，使得相鄰兩片空心板梁在荷載作用下產(chǎn)生撓度差，易造成在空心板梁間剪力鉸部位橋面繼續(xù)沿梁長方向出現(xiàn)開裂，達不到修復目的。
采用新方法對該橋南幅橋西2孔鉸縫結(jié)構(gòu)進行維修，維修中橋面保持暢通，施工過程對橋面無影響，在空心板梁間灌注改性環(huán)氧類結(jié)構(gòu)膠，不僅可以填充板梁間的間隙，還能有效封閉鉸縫結(jié)構(gòu)混凝土的開裂。
通過西2孔維修前后的測試數(shù)據(jù)可以看出，維修后，空心板梁間相對位移最大值較維修前有較大改善，曲線平穩(wěn)，未出現(xiàn)明顯突變，而且空心板梁間未有滲水現(xiàn)象；維修la后，經(jīng)再次檢測，驗證該5條鉸縫結(jié)構(gòu)的修復具有很好的耐久性。
5結(jié)語
目前在役空心板梁橋的鉸縫結(jié)構(gòu)多為淺、直、小鉸縫。該種類型鉸縫抗剪、橫向傳力能力往往先天不足，重載作用下鉸縫易損壞，繼而鉸縫處橋面鋪裝出現(xiàn)縱向開裂，使得鉸縫及對應位置橋面鋪裝共同組成的傳力結(jié)構(gòu)出現(xiàn)損壞，橋梁整體橫向傳力性能削弱。梁間鉸縫損壞后，在車輛荷載作用下加速破壞，易形成單梁受力，單梁受力情況下梁板承受活載增大1至1.5倍，最終導致板梁斷裂塌落，危及橋梁的運行安全。
常規(guī)的維修方法對于鉸縫的修復或者不徹底或者耗費大量的時間和費用。因此，采用板梁鉸縫間灌注結(jié)構(gòu)膠的新方法對修復鉸縫不僅簡便有效，而且修復效果良好。
今后還應進一步提高施工工藝，以較小的代價修復受損的鉸縫結(jié)構(gòu)，達到良好的加固效果，防止鉸縫病害的進一步發(fā)展，防止橋梁倒塌等事故的發(fā)生。
評述：在當前公路交通重載頻繁的情況下，常見的淺、直、小空心板梁因鉸縫結(jié)構(gòu)先天抗剪、橫向傳力能力不足，易出現(xiàn)損壞，嚴重時形成單梁受力，危及橋梁的運營安全。常規(guī)的維修工藝達不到修復效果或費時、費力。介紹一種新的維修工藝，預先檢測、確定受損的鉸縫結(jié)構(gòu)，進而對受損處板梁鉸縫問灌注結(jié)構(gòu)膠以達到維修日的。通過對上海市郊環(huán)線一座實橋采用常規(guī)和新的維修工藝前后進行鉸縫檢測，對比分析后得出在不封閉交通情況下， 新工藝維修的鉸縫結(jié)構(gòu)能達到預期的修復效果。
