快速修復空心板橋鉸縫的結構及其施工方法技術

本發明專利技術公開一種快速修復空心板橋鉸縫的結構及其施工方法，屬于橋梁工程領域。修復用結構組成包括從空心板底面向上植入的跨鉸縫U形筋，鉸縫下部的密封段、密封段上的粗集料、壓入粗集料區域的高膨脹性漿液所形成的包圍粗集料的固化體，后二者的結合體稱為灌漿混凝土。該修復結構中U形鋼筋抵抗橫橋向彎拉應力，灌漿混凝土抵抗板間剪力。漿液的高膨脹性所形成的高聚物使灌漿混凝土內產生內應力，避免了常規鉸縫混凝土的收縮，該內應力提高了新老混凝土界面間的正壓力，增強了界面的粘結力及鉸縫的抗剪能力。該鉸縫修復結構的施工方法速度快，可快速開放交通，加固效果好，可實現標準化作業。

【技術實現步驟摘要】
快速修復空心板橋鉸縫的結構及其施工方法
本專利技術涉及快速修復空心板橋鉸縫的結構及其施工方法，屬于橋梁工程領域。
技術介紹
預制裝配式空心板橋因其構造簡單、受力明確、施工方便，是中小跨徑橋梁的首選橋型之一。目前，該橋型已成為高速公路、干線公路上使用最多的橋型，也是里程數最長的橋型。雖然該種橋型具有優良的使用性能，但由于我國橋梁設計規范對鉸縫混凝土強度驗算的缺失、施工上對鉸縫混凝土的澆筑重視不夠、超載車輛的荷載作用等方面因素的綜合影響，易出現沿鉸縫的縱向裂縫，這已被國內各地的橋梁病害調查所證實。雨水的滲入會加劇裂縫對梁體的整體性和剛度的影響。在超載車輛的反復作用下，鉸縫極易失效，鉸縫混凝土破碎，進而出現“單板受力”現象。國內僅在2011年就有5座空心板橋出現垮塌事故。通過研究和思考，人們逐漸認識到，提高空心板橫向連接的可靠性是空心板橋安全性和耐久性的關鍵，逐漸開始從結構上保證橫向連接的可靠性，設計上常通過增加橫隔板和施加橫向預應力來增加橋梁的橫向整體性。對破損較輕的鉸縫，目前主要采用壓注水泥漿或改性環氧灌縫膠進行修補。這需要大量的橋下作業，且為保證修復效果，一般還要張拉橫向預應力，這又增加了施工的難度，影響了橋下凈空高度。對破損較嚴重，鉸縫混凝土大量破碎的鉸縫，就需要剔除鉸縫混凝土，重新澆注新的鉸縫混凝土，因需后期養護，常規的修復作業將嚴重影響既有的交通。雙組份發泡聚氨酯高聚物由多元醇和異氰酸酯反應生成，具有環保、安全、反應快、早強、膨脹率高、防水抗滲、耐久性好、經濟等特點，已成為綜合性能較優的注漿材料。高聚物材料發生化學反應后體積迅速膨脹并固化，所形成灌漿混凝土的抗壓強度超過50MPa，且注漿15分鐘即形成90%左右的強度，不需養生，因此可應用于鉸縫快速修復。
技術實現思路
為克服現有技術的不足，本專利技術提供一種快速修復空心板橋鉸縫的結構及其施工方法。采用該結構及其施工方法可減小橋下修復作業量，橋上作業可快速完成，減小對交通的影響。為解決上述技術問題，本專利技術所采用的技術方案為：針對鉸縫主要傳遞板間剪力，但破壞一般是由底板的橫向彎拉應力引起的特點，在快速鑿除破損鉸縫混凝土后，根據圖紙或用鋼筋定位計先確定底板內預應力筋及普通鋼筋的位置，在鉸縫兩側的底板向上鉆孔。植入U形鋼筋，用膨脹性高聚物或其它密封膠封堵鉸縫底部，向鉸縫內拋入骨料至橋面鋪裝層上表面，橋面上沿鉸縫密封并堆載，壓注膨脹性高聚物，形成注漿高聚物混凝土，再鋪橋面瀝青面層，形成鉸縫修復結構。該修復結構中U形筋主要抵抗橫橋向拉力，灌漿混凝土主要抵抗板間剪力。漿液注入后的膨脹性避免了常規鉸縫混凝土的收縮，灌漿混凝土產生的膨脹內應力提高了新老混凝土界面間的正壓力，增強了抗剪能力。所述U形鋼筋沿橋縱向間距為150mm～300mm。所述U形鋼筋也可采用不銹鋼材料。所述骨料可是單粒徑的。沿單條鉸縫縱向的注漿孔最大間距可為5m，多臺注漿機同時注漿。為確保橋面側的密封性，在鉸縫兩側的鋪裝層表面，沿橋縱向刻20mm深20mm寬的槽，內墊密封墊，上壓跨鉸縫鋼板，再在其上堆載。綜上所述，本專利技術提供的快速修復空心板橋鉸縫的結構及其施工方法，具有以下優點：1、橋下作業量小；2、高聚物灌漿混凝土不需要養護，全橋鉸縫可連續修復，后修復的鉸縫不影響前期鉸縫的混凝土質量，縮短了修復施工時間，保證了鉸縫混凝土質量；3、加固方法既提高了抵抗橫向彎拉應力的能力，也提高了鉸縫的抗剪能力；4、現場作業技術容易標準化。附圖說明圖1本專利技術的橫橋向斷面示意圖；圖2鉸縫上方的密封措施局部示意圖。圖中標注：1.植筋孔,2.U形筋,3.鉸縫底部的封堵,4.骨料,5.空心板,6.橋面鋪裝層,7.密封墊,8.進漿管，9.注漿孔，10.配重，11.密封板，12.密封槽。具體實施方式以下結合附圖對本專利技術作進一步的說明。實施例一本專利技術的第一個實施例的修復結構對應示意圖見圖1和圖2，施工方法如下：步驟一、剝除破損鉸縫兩側的橋面面層，剝除寬度大于密封板寬度50mm，鑿除破損鉸縫內的鉸縫混凝土；步驟二、在底板下表面，沿鉸縫按250mm的間距確定U形筋2的位置，對應同一U形筋2的兩個植筋孔1對稱于鉸縫標注在底板下表面，再根據圖紙或用鋼筋定位儀，確定此位置附近底板內預應力鋼筋及普通鋼筋的位置，若孔位與鋼筋位置沖突，移動孔位確保避開鋼筋，準確標注植筋孔1的位置；步驟三、按標注的植筋孔1位置在底板下表面向上鉆孔，深度等于U形筋2植入段長；步驟四、用植筋膠植入U形鋼筋2；步驟五、用膨脹性高聚物封堵鉸縫底部，高度超過馬蹄豎直段20mm;豎向封堵空心板端部200mm長范圍內的鉸縫；步驟六、從橋面向鉸縫內拋入單粒徑的骨料4至低于橋面鋪裝層6上表面5mm；要求骨料的含泥量不超過質量的0.5%；步驟七、在橋面上的鉸縫兩側，沿鉸縫方向切割20mm深，20mm寬的密封槽12，兩槽外側內壁的間距大于密封板11橫向尺寸10mm；步驟八、密封槽12底部放置密封墊7，密封板11兩側卡入密封槽12內，密封板11上堆放配重10，進漿管8和帶閥門的排氣管相互間隔地穿過密封板11上的孔洞，插入骨料4中部，且進漿管8及排氣管二者與密封板11孔洞之間墊密封圈，密封板11底面涂抹有脫模劑;密封板11間的縫隙用膨脹性高聚物封堵；步驟九、打開排氣管閥門，從注漿孔9快速壓力灌注膨脹性高聚物漿液，有漿液從排氣管流出時，關閉排氣管閥門，繼續壓漿，直到不再進漿，穩定1分鐘，壓漿結束，撤除配重10和密封板11，割除外露排氣管和進漿管；步驟十、全橋鉸縫修復完成后，攤鋪瀝青面層，開放交通。所述U形筋采用不銹鋼材料。所述的膨脹性漿液為雙組份漿液的混合體，注漿高聚物混凝土在注漿后20分鐘內，強度達到最終強度的90%以上。所述的密封板上孔洞的間距為1m，施工中不用的孔洞可用堵頭封堵。實施例二本專利技術提供的第二個實施例是對第一個實施例的修改。板端部的鉸縫完好，完好段就不再鑿除，也省去了端部鉸縫的封堵。實施例三本專利技術提供的第三個實施例是對第一個實施例的修改。板端鉸縫破損程度較輕，板端部300mm長的鉸縫內的混凝土不鑿除，內側豎向用膨脹性高聚物密封。實施例四本專利技術提供的第四個實施例是對第一個實施例的修改。為加快進度，在修復過程中，步驟四和步驟五可調換順序，也可同時進行。實施例五本專利技術提供的第五個實施例是對第一個實施例的修改。若注漿機數量不足以滿足，同一鉸縫的各進漿孔同時注漿，可將鉸縫分段，用膨脹性高聚物豎向分隔。注漿時各分隔段可依次獨立進行注漿。本文檔來自技高網...

【技術保護點】
快速修復空心板橋鉸縫的結構及其施工方法，其特征在于：修復結構組成包括從空心板底面向上植入的跨鉸縫U形筋，鉸縫下部的密封段、填入鉸縫內密封段以上空間的骨料、采用壓力注漿法進入骨料區域的高膨脹性漿液所形成的包圍骨料的高聚物，后二者的結合體稱為注漿高聚物混凝土。

【技術特征摘要】
1.快速修復空心板橋鉸縫的結構的施工方法，所述快速修復空心板橋鉸縫的結構組成包括從空心板底面向上植入的跨鉸縫U形筋，鉸縫下部的密封段、填入鉸縫內密封段以上空間的骨料、采用壓力注漿法進入骨料區域的高膨脹性漿液所形成的包圍骨料的高聚物，后二者的結合體稱為注漿高聚物混凝土；其特征在于：施工方法包括以下步驟：步驟一、剝除開裂鉸縫兩側的橋面面層，剝除寬度大于密封板寬度50mm，鑿除破損鉸縫內的鉸縫混凝土；步驟二、在底板下表面，沿鉸縫按150mm～300mm的間距確定U形筋的位置，對應同一U形筋的兩個植筋孔對稱于鉸縫標注在底板下表面，再根據圖紙或用鋼筋定位儀，確定此位置附近底板內預應力鋼筋及普通鋼筋的位置，若孔位與鋼筋位置沖突，移動孔位確保避開鋼筋，準確標注植筋孔的位置；步驟三、按標注的植筋孔位置在底板下表面向上鉆孔，深度等于U形筋植入段長；步驟四、用植筋膠植入U形鋼筋；步驟五、用膨脹性高聚物或其它密封膠封堵鉸縫底部，高度超過馬蹄豎直段20mm;豎向封堵空心板端部200mm長范圍內的鉸縫；步驟六、從橋面向鉸縫內拋入骨料至低于橋面鋪裝層上表面5mm；步驟七、在橋面上的鉸縫兩側，沿鉸縫方向切割20mm深，20mm寬的密封槽，兩槽外側內壁的間距大于密封板橫向尺寸10mm；步驟八、密封槽底部放置密封墊，密封板兩側卡入密封槽內，密封板上堆放配重，進漿管和帶閥門的排氣管相互間隔地穿過密封板上的孔洞，插入骨料中部，且進漿管及排氣管二者與密封板孔洞之間墊密封圈...

【專利技術屬性】
技術研發人員：魏建東，王復明，石明生，劉曉龍，鄭元勛，
申請(專利權)人：鄭州大學，
類型：發明
國別省市：河南;41