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淺談橋梁伸縮縫維修新工藝
發(fā)布時(shí)間：2014-07-15
林明華 珠海市交通勘察設(shè)計(jì)院有限公司 廣東珠海519000 摘 要： 城市公路橋梁伸縮縫容易損壞，維修麻煩，筆者針對于這類橋梁伸縮縫維修提出新的工藝和技術(shù)方案，分析其的工藝特點(diǎn)和使用方法以及產(chǎn)生的社會效益和經(jīng)濟(jì)效益。
關(guān)鍵詞：橋梁；伸縮縫；維修；新工藝；效益
Discussion on new technology of bridge expansion joint repair
Lin Minghua
Zhuhai city traffic survey and Design Institute Limited Guangdong Zhuhai 519000
Pick to: city highway bridge expansion joint is easy to be damaged, repair trouble, the author in this kind of bridge expansion joint repair new processes and technologies, analysis of their technology characteristics and usage as well as the social benefit and economic benefit.
Key words: bridge; expansion joint; repair; new technology; benefit
隨著經(jīng)濟(jì)建設(shè)的高速發(fā)展，我國城市市政橋梁建設(shè)得以飛速發(fā)展，建造了許多跨江橋、立交橋、高架橋，方便了市民的出行和經(jīng)濟(jì)交流，但是隨著交通量的日益增長，重載高速的車輛行駛，這不僅使已有標(biāo)準(zhǔn)橋梁受到損傷，就連比較新的橋梁也不同程度產(chǎn)生了病害，特別是橋面伸縮縫部分。橋梁伸縮縫維修不及時(shí)不僅造成梁端損壞，嚴(yán)重影響行車安全，還有傳統(tǒng)的維修方法給城市交通帶來很大的壓力，造成了一定的經(jīng)濟(jì)損失和不良社會影響。因此，筆者根據(jù)城市交通實(shí)際情況，提出一些新的伸縮縫維修工藝。
1 城市橋梁伸縮縫的基本病害
城市橋梁跨度相對較小，伸縮縫基本以80mm單縫為主，根據(jù)近年來對橋梁伸縮縫調(diào)查情況，其基本侵害概括如下：
( 1 ) 中間止水帶安裝不密封，橡膠受損破壞，造成伸縮縫的滲漏，首先會加速橋梁支座的破壞以致失效，其次是橋面污水通過伸縮縫滲漏后．含酸、堿腐蝕性物質(zhì)與伸縮縫處的粱端混凝土發(fā)生化學(xué)作用，導(dǎo)致砼的疏松．剝落。進(jìn)一步就會影響到結(jié)構(gòu)鋼筋的銹蝕，從而又加速砼的破壞，另外橋面污水通過損壞的伸縮縫滲漏到橋梁墩臺，使其污濁不堪，影響市容。
( 2 ) 由于混凝土標(biāo)號低，未設(shè)置鋼筋網(wǎng)，鋼筋網(wǎng)與橋面板鋼筋的錨固互不相連，車輛的彈跳與震動(dòng)引起剛性帶砼破壞。
( 3 ) 伸縮縫兩側(cè)橋面鋪裝層破裂，破碎變形嚴(yán)重。
( 4 ) 錨固螺栓螺絲磨損，橡膠板松動(dòng)或脫出。
( 5 ) 固定鐵件松動(dòng)．整條橡膠帶脫出。
2 伸縮縫維修新工藝
更換伸縮縫是一項(xiàng)費(fèi)力費(fèi)時(shí)的工作，對于城市道路尤其如此。因?yàn)槌鞘袠蛄捍蠖辔挥诮煌屑~地段。鑒于此，對于城市橋梁伸縮縫的養(yǎng)護(hù)維修應(yīng)盡可能地采取新的材料及新的施工工藝，做到既能滿足伸縮縫的功能，保障橋梁的服務(wù)水平 ，又減小對交通的影響。下面就談?wù)剮追N維修伸縮縫的新工藝：
2.1 彈性混凝土單縫伸縮縫裝置
Wabo®Crete StripSeal（WCS伸縮縫）是一種獨(dú)特、超強(qiáng)的伸縮縫系統(tǒng)，用于新建橋梁和橋梁維修接縫。澆注時(shí)彈性混凝土能充分流動(dòng)、填補(bǔ)空隙及不規(guī)則結(jié)構(gòu)，從而形成堅(jiān)實(shí)的整體。由于該系統(tǒng)所用材料具有超強(qiáng)耐久性及抵御強(qiáng)化學(xué)腐蝕的能力，彈性混凝土單縫系統(tǒng)足以抵御惡劣環(huán)境中的高強(qiáng)度沖擊荷載。 Wabo®Crete II彈性混凝土是添加獨(dú)特骨料的雙組分聚胺酯、增強(qiáng)型彈性混凝土，能很好的與鋼筋和混凝土粘接，又能承受重型交通的沖擊荷載。 Wabo®Crete II彈性混凝土與Wabo® StripSeal 單縫系統(tǒng)及竇形鋼筋錨固件一起使用，提供了經(jīng)濟(jì)、省時(shí)、耐用、防水的伸縮縫。此外，該系統(tǒng)安裝簡易，兩小時(shí)內(nèi)即可開放交通，同時(shí)能夠適應(yīng)多種地形和多向位移，如圖1所示。
（1）使用范圍。其伸縮量小于等于 80mm(選用特殊類型橡膠止水帶，伸縮位移量可最大達(dá)到120mm)，適合橋面鋪裝較薄、安裝槽深度70mm 以下、橋面無預(yù)埋鋼筋的單縫，尤其非常適合更換橡膠伸縮裝置及其他損壞的單縫系統(tǒng)。
（2）優(yōu)勢。 a、彈性混凝土與鋼材、鋁材、水泥混凝土、瀝青混凝土有很好的粘結(jié)性能，因此彈性混凝土單縫系統(tǒng)的安裝槽不但較淺，而且主梁可以不設(shè)預(yù)埋鋼筋。
b、在使用溫度范圍內(nèi)有非常好的彈性和高沖擊性，高的硬度和塑性，并且非常耐磨，即使在最炎熱的天氣也不會軟化。c、彈性混凝土為不透水材料，防水性能卓越。d、對臭氧、紫外線、油、酸和防凍鹽有較高的耐久指標(biāo)。e、固化時(shí)間短，安裝后 2－3 小時(shí)可實(shí)現(xiàn)通車。f、無需加熱，冷拌施工，施工簡便、快捷、環(huán)保。g、異型鋼為熱彎成形，型腔與橡膠止水帶為機(jī)械式鎖住方式，且在安裝止水帶時(shí)會在型腔內(nèi)涂刷Wabo Prima Lub,增強(qiáng)防水性。
h、錨筋為竇形鋼筋錨固件，錨固方式更合理，受力更均勻。i、高抗沖擊性，壽命長于一般混凝土伸縮縫。j、兩種顏色供選擇（黑色和灰色），可適用于水泥混凝土和瀝青混凝土。
（3）技術(shù)參數(shù)
Ⅰ、型鋼伸縮縫參數(shù)
參造中國路橋伸縮縫行業(yè)標(biāo)準(zhǔn) 《JT/T 327-2004》
Ⅱ、彈性混凝土參數(shù)見表1：
表1 固化后的彈性混凝土聚合物（A+B+C）：
物理特性 ASTM測試方法 要求
抗壓強(qiáng)度 D695 15.16Mpa
回彈能力@5%變形 D695 95%
沖擊阻力 D5628
無裂縫
無裂縫
無裂縫
0攝氏度
-29攝氏度
70攝氏度
與混凝土的傾斜剪切粘合力 ?1.72Mpa
罐壽期 10分鐘@24°C
Ⅲ、Wabo Crete II 彈性混凝土試驗(yàn)說明
Wabo Crete II 試驗(yàn)方法參照DL/T 5193-2004 《環(huán)氧樹脂砂漿技術(shù)規(guī)程》的有關(guān)方法檢測。
抗沖擊：
其中抗沖擊強(qiáng)度和C50鋼纖維混凝土做比較，C50鋼纖維混凝土使用了兩種厚度的試樣，一種是參照標(biāo)準(zhǔn)上，厚度是35mm，一種是150mm厚度；Wabo Crete II 厚度只有一種是35mm。試驗(yàn)中發(fā)現(xiàn)，C50鋼纖維混凝土在35mm厚度下，只能承受2次沖擊（開裂），而當(dāng)厚度達(dá)到150mm時(shí)，可以承受200次沖擊（沒固定，試樣沒開裂，但表面有一個(gè)10mm深的坑）。這點(diǎn)和標(biāo)準(zhǔn)上說的厚度越大，承受抗沖擊能力越大相同。
35mm 厚，Wabo Crete II（固定后）承受800次沖擊后表面沒有變化，試樣保持完整。
粘結(jié)強(qiáng)度：
Wabo Crete II和C50普通混凝土以及瀝青混凝土粘結(jié)試驗(yàn)中發(fā)現(xiàn)，兩個(gè)試驗(yàn)的破化處都是混凝土和瀝青，而Wabo Crete II和兩者的粘結(jié)面都完好無損。
抗壓試樣：
試驗(yàn)中，Wabo Crete II基本上都是在達(dá)到極限強(qiáng)度時(shí)發(fā)生型變，試塊邊緣有破損。當(dāng)壓力除去后，試樣能恢復(fù)原型。
（4）施工方法
Ⅰ、施工準(zhǔn)備：混凝土基層必須清潔(無污染,灰塵,涂料,鐵銹,油脂,固化劑,浮槳和其他雜質(zhì)),良好,耐用。WABO建議，使用Wabo Crete II前，對于一般水泥，需要至少14天的開敞養(yǎng)護(hù)。水平和縱向表面準(zhǔn)備的方法包括研磨，剔除和鑿毛等正確的現(xiàn)場技術(shù)。 推薦使用最可靠的噴砂。不可使用酸蝕刻法。
完整耐久的混凝土應(yīng)有不少于13.8Mpa的拉開力，松散，脆弱，破碎，惡化，和或分層的劣質(zhì)混凝土應(yīng)被除去直至露出完整優(yōu)質(zhì)的混凝土，并在使用此產(chǎn)品前將劣質(zhì)混凝土修補(bǔ)好，裂縫鋪設(shè)Wabo CreteⅡ前，用結(jié)構(gòu)型環(huán)氧注射粘結(jié)劑修補(bǔ)裂縫，適當(dāng)?shù)幕炷恋撞臏?zhǔn)備對成功安裝 Wabo CreteⅡ至關(guān)重要。
Ⅱ、安裝施工：安裝WaboCreteⅡ前，在準(zhǔn)備好的混凝土表面涂抹Wabo Bonding Agent混凝土粘接劑（底涂）。涂抹底涂前必須沒有可見的水分。底涂可用刷子刷上去。 在底涂未干時(shí)， 鋪設(shè)Wabo CreteⅡ，把混合物倒入底涂未干的槽口縫隙中，它將流動(dòng)并自動(dòng)流平。用邊角泥刀刮動(dòng)材料，完成表面準(zhǔn)備。
（5）案例：Ⅰ、在2010年亞運(yùn)道路改造的廣州內(nèi)環(huán)高架橋的伸縮縫維修中采用Wabo®Crete StripSeal（WCS伸縮縫），快速維修方法在夜間進(jìn)行施工，對道路的正常行車影響很小，既保證了橋梁質(zhì)量，又基本解決了維修與行車的矛盾，社會效益和經(jīng)濟(jì)效益非常明顯。
Ⅱ、廣州地鐵四號線高架橋段由于原設(shè)計(jì)遺漏，未設(shè)置防水伸縮縫，橋面雨水溢出梁端截水擋墻后沿梁端面及墩身往下流，影響橋梁景觀，且易引起梁端錨頭及支座銹蝕，為此按業(yè)主要求進(jìn)行補(bǔ)充設(shè)計(jì)，并根據(jù)現(xiàn)場試驗(yàn)結(jié)果及運(yùn)營部門意見，采用彈性混凝土的WCS伸縮縫系統(tǒng)，彈性混凝土作為結(jié)構(gòu)及防水主體，施工簡單快速，在地鐵夜間停運(yùn)期間施工，白天可以照常營運(yùn)。
2.2 Aladin 結(jié)構(gòu)密封系統(tǒng)
Aladin可應(yīng)用于混凝土結(jié)構(gòu)（見圖2）、彈性混凝土結(jié)構(gòu)（見圖3）、鋼角結(jié)構(gòu)（見圖4）：
（1） 系統(tǒng)介紹。ALADIN® 是由一種彈性輪廓組成的結(jié)構(gòu)性密封伸縮縫系統(tǒng)，它經(jīng)充氣膨脹及特制的環(huán)氧樹脂粘結(jié)劑安裝到位。正確安裝后，在重復(fù)機(jī)械運(yùn)動(dòng)或溫度變化中，高性能的Aladin伸縮縫系統(tǒng)不會脫落、突出或從原來位置滑出。安裝過程中，使用空氣膨脹使環(huán)氧樹脂與橡膠條和縫隙側(cè)面完全粘結(jié)。Aladin是此領(lǐng)域中最為經(jīng)久耐用、用途廣泛、經(jīng)濟(jì)實(shí)用的防水伸縮縫。
ALADIN®有兩種不同的截面形式可選用，每種都具有多個(gè)尺寸，滿足不同項(xiàng)目的特殊要求。Aladin結(jié)構(gòu)密封系統(tǒng)廣泛適用于橋梁和高速公路的伸縮縫安裝。Aladin防滲漏密封條經(jīng)久耐用，能適應(yīng)剪切、旋轉(zhuǎn)、和傾斜位移。20年的實(shí)踐證明，Wabo Aladin 系統(tǒng)不易磨損、變形或脫落，是一種性能出色的密封系統(tǒng)。該系統(tǒng)使用不易溶解的環(huán)氧樹脂為粘接劑，經(jīng)空氣壓縮而將錄丁橡膠和混凝土、金屬及彈性混凝土粘接在一起。產(chǎn)品在防止滲水的同時(shí)，還能抵抗臭氧、液壓、油脂及其他化學(xué)物質(zhì)的侵害。
伸縮縫系統(tǒng)應(yīng)經(jīng)過100%氯丁橡膠充氣膨脹密封。Aladin外表面與縫隙邊緣表面達(dá)到最大程度粘接和100%的防滲水粘接。該伸縮縫系統(tǒng)經(jīng)過防滲水測試，在混凝土接縫中至少承受30米水位差，仍良好保持防滲水性能。該伸縮縫系統(tǒng)由符合ASTM D2628標(biāo)準(zhǔn)的100%氯丁橡膠制成。
（2）特點(diǎn)。 a、符合豎直和水平方向的變化，T型接口，多種尺寸滿足不同的縫隙。b、可以現(xiàn)場拼接。直接與混凝土和鋼材粘結(jié)。c、適應(yīng)不同方向水平的，旋轉(zhuǎn)的和剪切移動(dòng)的能力。d、充氣膨脹,快速安裝,很短的養(yǎng)護(hù)時(shí)間。e、防水。f、抗磨,抗交通荷載重壓力強(qiáng)。
（3）優(yōu)勢：沒有一種接縫防水系統(tǒng)，在重交通荷載的情況下，能有15年的使用壽命,只有Aladin 能行!
（4）技術(shù)參數(shù)
（5）施工。a、施工準(zhǔn)備。鋼表面必須進(jìn)行噴砂，達(dá)到SP-10的水平，接近白色。之后立刻安裝Aladin橡膠條。必須除去所有氧化物，露出“白鋼”。不允許使用噴砂法的地方，鋼表面必須研磨成粗糙表面，以獲得“白鋼”條件。由于安裝需要，不繡鋼表面要求深度研磨和噴砂以除去光滑平整的表面。在鍍鋅的鋼表面，必須先除去鍍鋅材料，使之看上去像“白鋼”。隨后立即把Aladin橡膠條安裝到鋼部件的縫隙中，避免鋼部件表面氧化。必須小心除去模板材料防止混凝土邊角破碎。縫隙的邊緣應(yīng)切成斜面，避免造成小裂縫和碎片。邊緣破碎情況應(yīng)在安裝Aladin前進(jìn)行修理。Aladin安裝之前，混凝土側(cè)面必須堅(jiān)固，沒有任何如油脂、油、模板脫落劑等雜質(zhì)。為了形成沒有雜質(zhì)且粗糙的混凝土側(cè)面，對表面處理的比較好的方法是采用噴砂法。不允許進(jìn)行噴砂法時(shí)，可以使用圓盤打磨。確保使用有粗糙表面的圓盤打磨以產(chǎn)生粗糙表面。運(yùn)用潔凈空氣吹去縫隙開口處的灰塵。
b、安裝。根據(jù)Aladin安裝指導(dǎo)對混凝土進(jìn)行表面準(zhǔn)備，在需安裝縫隙側(cè)面和Aladin橡膠條的側(cè)棱區(qū)域涂以Wabo®Paste Adhesive粘接劑，然后把Aladin橡膠條放進(jìn)縫隙中，平齊放置，再進(jìn)行充氣膨脹，經(jīng)過24小時(shí)Wabo®Paste Adhesive粘接劑固化期后，再把空氣從橡膠條中放出，在環(huán)境溫度為5℃-15℃時(shí)，使用Wab o®P a s t e A d h e s i v e冬 用 型 ；在 1 6℃ - 4 0℃ 時(shí)，使 用Wabo®Paste Adhesive夏用型。
（6）案例。
a、在上海某段鐵路高架橋伸縮縫維修上的應(yīng)用（見圖5）
3 、結(jié)束語
伸縮縫的損壞是橋梁運(yùn)營中常見的病害，對道路的使用影響非常大，需要在設(shè)計(jì)、結(jié)構(gòu)選材、施工、養(yǎng)護(hù)等方面精心組織。對已出現(xiàn)的病害，可根據(jù)不同的病害類型，采取不同的處治措施，最好在設(shè)計(jì)方面盡采取快速、耐用維修方案，避免維修施工給城市交通帶來的壓力，并且防止短周期的高頻率維修增加運(yùn)營成本。經(jīng)在多座橋梁使用實(shí)踐證明，彈性混凝土單縫伸縮縫裝置和ALADIN®系統(tǒng)作為一種應(yīng)用前景廣闊的新型材料，用于城市橋梁和鐵路橋梁伸縮縫維修，能使伸縮縫兩側(cè)沖擊區(qū)的鋪裝層耐用性、抗沖擊性等性能顯著提高，從而有效地保護(hù)伸縮縫結(jié)構(gòu)本身，大大延長其使用年限，還大大降低了維修給城市交通帶來的壓力，產(chǎn)生很大的社會效益和經(jīng)濟(jì)效益。
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