一種空心板梁鉸縫修復結構的制作方法

一種空心板梁鉸縫修復結構的制作方法
【專利摘要】本實用新型揭示了一種空心板梁鉸縫修復結構，用于修復支撐路面鋪裝的空心板梁中的鉸縫，包括：填充橡膠棒、混凝封堵土膠泥、拼梁結構灌封膠、測量排氣管、注膠管以及高分子聚氨酯填充料；高分子聚氨酯填充料分別填塞鉸縫的兩側開口，沿鉸縫的長度方向的下部間隔插入若干測量排氣管和注膠管，拼梁結構灌封膠通過注膠管充滿鉸縫中，填充橡膠棒沿鉸縫的長度方向填塞鉸縫的下部開口，混凝封堵土膠泥填充在鉸縫的長度方向填塞鉸縫的下部開口的下表面，將填充橡膠棒封在鉸縫的下部開口之中；測量排氣管插入至鉸縫的高度大于鉸縫厚度的95%；注膠管插入至鉸縫的高度小于鉸縫厚度的70%；每一根測量排氣管間隔設置在兩根注膠管之間。
【專利說明】一種空心板梁鉸縫修復結構

【技術領域】
[0001] 本實用新型涉及建筑修復領域，特別涉及一種用于不中斷交通空心板梁鉸縫修復 結構。

【背景技術】
[0002] 近十幾年來，國內大量的裝配式混凝土空心板梁，隨著運營使用年限的延續和重 載交通量的增長，其淺薄的縱向鉸縫作為空心板梁間主要的橫向聯系結構極易遭受剪切破 壞而失效，并由此產生橋面鋪裝開裂和板間滲水等病害普遍，甚者板間縱縫貫通，易造成單 板受力。傳統的維修方法需要中斷交通，導致許多板梁橋的鉸縫病害得不到及時修復，加劇 了結構損傷積累。本方法在不中斷交通的前提下，采用新材料、新技術對板梁橋鉸縫損壞及 時、快速修復進行了 一些有益工程實踐。
[0003] 空心板橋梁鉸縫的工作原理及破壞機理：
[0004] 上海及周邊地區較為常見的棱形企口式混凝土鉸縫。常見的企口式混凝土鉸，其 型式有圓形、棱形、漏斗形等三種。
[0005] 鉸縫產生破壞的原因是比較復雜的，歸納起來，主要有以下幾個方面：
[0006] 1、空心板梁橋上部結構本身的缺陷。按鉸接板梁法計算荷載的橫向分布，其鉸縫 視為鉸接。當板承受偏離其縱軸線時，其變形既有撓曲又有轉動，通過鉸縫向相鄰板傳遞剪 力、彎拉力，以及反復的拉壓作用力。
[0007] 2、設計不合理因素。由于空心板挖空率高，截面慣矩小，結構剛度小，而鉸縫淺而 窄，僅占板高的1/6。其橫向剛度甚微，基本無力傳遞剪力，是上部結構最薄弱的部位。
[0008] 3、施工質量控制問題。預制板在先張臺座上，其混凝土強度未達設計要求即放張， 致使板的預拱度大小不一，安裝后板底跨中拱度參差不齊，有的相鄰底板竟差6cm之多(個 別是由于4個支座未能與板底面緊密接合導致)。企口光滑的混凝土表面未按規定的鑿毛 清浮漿處理。狹窄的鉸縫則無法處理，后澆的混凝土澆搗不實。由于收縮、開裂，根本無法 與板體粘結。加之施工中忽視橋面防水層質量，當鉸縫開裂破損后，很快反射到橋面鋪裝層 上，鋪裝層開裂后，水隨即滲流到鉸縫，又遭水侵蝕。
[0009] 4、超載車輛荷載的作用力。其動撓度的不均勻性，加速了鉸縫的開裂。
[0010]目前常用的鉸縫修復技術：
[0011]目前主要修復空心板橋梁鉸縫的方法。是鑿除橋面鋪裝，清除已破壞的鉸縫部位 混凝土，然后增設鋼筋澆筑高標號混凝土進行修復。養護達設計強度后，再依次重鋪橋面 鋪裝。一般采用高強早強快凝型混凝土，在熟練的連續施工作業情況下，工期至少需要2-3 天，才能基本保障修復效果。
[0012] 常規修復方法需要中斷交通，在一些重交通的路段上，會引起諸多社會問題。但一 般情況下，鉸縫破壞嚴重，急需修理的也多位于重交通的路段上，且工作面位于橋面之上， 在部分車道封閉的條件下，交通意外時有發生，施工安全隱患也很難控制。
[0013] 有鑒于此，本實用新型提供了一種空心板梁鉸縫修復結構。


【發明內容】

[0014] 本實用新型提供了一種空心板梁鉸縫修復結構，克服了現有技術的困難，通過將 灌封膠注入橋梁板縫內，對板縫形成嵌填，并能滲入鉸縫破損處及橋面鋪裝裂縫內，提高結 構粘結性和抗滲性。大大加強了相鄰梁間的橫向聯系，形成梁板與混凝土鋪裝層共同受力， 以保結構安全。
[0015] 本實用新型提供了一種空心板梁鉸縫修復結構，用于修復支撐路面鋪裝的空心板 梁中的鉸縫，包括：填充橡膠棒、混凝封堵土膠泥、拼梁結構灌封膠、測量排氣管、注膠管以 及高分子聚氨酯填充料；
[0016] 所述高分子聚氨酯填充料分別填塞所述鉸縫的兩側開口，沿所述鉸縫的長度方向 的下部間隔插入若干測量排氣管和注膠管，所述拼梁結構灌封膠通過所述注膠管充滿所述 鉸縫中，所述填充橡膠棒沿所述鉸縫的長度方向填塞所述鉸縫的下部開口，所述混凝封堵 土膠泥填充在所述鉸縫的長度方向填塞所述鉸縫的下部開口的下表面，將所述填充橡膠棒 封在所述鉸縫的下部開口之中；
[0017] 所述測量排氣管插入至所述鉸縫的高度大于所述鉸縫厚度的95% ;
[0018] 所述注膠管插入至所述鉸縫的高度小于所述鉸縫厚度的70% ;
[0019] 每一根所述測量排氣管間隔設置在兩根所述注膠管之間。
[0020] 優選地，所述混凝封堵土膠泥在空心板梁的下表面的寬度為100mm。
[0021] 優選地，所述測量排氣管與相鄰的所述注膠管之間的距離為5000mm。
[0022] 優選地，距離所述鉸縫的兩側開口最近的所述注膠管與所述鉸縫的兩側開口的距 離為 1000mm。
[0023] 由于采用了上述技術，本實用新型的空心板梁鉸縫修復結構與現有技術相比，本 實用新型通過將灌封膠注入橋梁板縫內，對板縫形成嵌填，并能滲入鉸縫破損處及橋面鋪 裝裂縫內，提高結構粘結性和抗滲性。大大加強了相鄰梁間的橫向聯系，形成梁板與混凝土 鋪裝層共同受力，以保結構安全。
[0024] 以下結合附圖及實施例進一步說明本實用新型。

【專利附圖】

【附圖說明】
[0025] 圖1為本發明的空心板梁鉸縫修復結構的結構示意圖；
[0026] 圖2為圖1中B區域的放大圖；以及
[0027] 圖3為圖1中A-A向的剖面圖。
[0028] 附圖標記
[0029] 1空心板梁
[0030] 2 鉸縫
[0031] 3路面鋪裝
[0032] 4填充橡膠棒
[0033] 5混凝封堵土膠泥
[0034] 6拼梁結構灌封膠
[0035] 7測量排氣管
[0036] 8注膠管
[0037] 9高分子聚氨酯填充料

【具體實施方式】
[0038] 下面通過圖1至3來介紹本實用新型的兩種具體實施例。
[0039] 實施例1
[0040] 如圖1至3所示，本實用新型的空心板梁鉸縫修復結構，用于修復支撐路面鋪裝3 的空心板梁1中的鉸縫2,包括：填充橡膠棒4、混凝封堵土膠泥5、拼梁結構灌封膠6、測量 排氣管7、注膠管8以及高分子聚氨酯填充料9。
[0041] 所述高分子聚氨酯填充料9分別填塞所述鉸縫2的兩側開口，沿所述鉸縫2的長 度方向的下部間隔插入若干測量排氣管7和注膠管8,所述拼梁結構灌封膠6通過所述注 膠管8充滿所述鉸縫2中，所述填充橡膠棒4沿所述鉸縫2的長度方向填塞所述鉸縫2的 下部開口，所述混凝封堵土膠泥5填充在所述鉸縫2的長度方向填塞所述鉸縫2的下部開 口的下表面，將所述填充橡膠棒4封在所述鉸縫2的下部開口之中。所述測量排氣管7插 入至所述鉸縫2的高度大于所述鉸縫2厚度的95%。所述注膠管8插入至所述鉸縫2的高 度小于所述鉸縫2厚度的70%。每一根所述測量排氣管7間隔設置在兩根所述注膠管8之 間。
[0042] 所述混凝封堵土膠泥5在空心板梁1的下表面的寬度為100mm。所述測量排氣管 7與相鄰的所述注膠管8之間的距離為5000mm。距離所述鉸縫2的兩側開口最近的所述注 膠管8與所述鉸縫2的兩側開口的距離為1000mm。
[0043] 經長期觀測分析，鉸縫破壞系非承重結構損傷積累，屬抗力衰減。鉸縫混凝土的接 觸條件對其受力影響很大。在主梁板的約束作用下，產生的剪應力，對后澆的鉸縫，極易造 成接觸面的開裂破壞。
[0044] 用常規方法修復的鉸縫結構材料，其粘結力及滲透力無法保證其足夠的抗剪強 度，來抵御或傳遞理論上的剪力和彎拉應力。由鉸接板梁破壞試驗得知，往往是鉸縫混凝土 與空心板的粘結面先破壞。由此，本修復技術的核心，即采用高強粘接劑，采用壓力灌膠工 藝，以大大提高其板縫(含鉸縫及部分鋪裝層）間的抗剪強度和抗彎拉力學性能，從而實現 不中斷交通，及時、快速修復鉸縫，以增強空心板梁橋的耐久性和結構安全性。
[0045] 拼梁結構灌封膠概況：
[0046] 拼梁結構灌封膠是一種雙組份改性環氧樹脂結構膠，與鋼和混凝土等基材粘接能 力強，固化物自身強度高，韌性好，主要適用于橋梁鉸縫以及其它混凝土預制構件拼裝縫結 構灌封，可有效增強荷載傳遞能力以及密封性能，提高橋梁整體性、防水性以及耐久性。
[0047] 為了進一步提高其路用性能，對灌封膠進行了一定程度的改良，改良后的特點如 下：
[0048] 100%固含量，無可揮發性溶劑，固化后收縮小，固化物性能優異，強度高；
[0049] 韌性好，抗沖擊、耐疲勞；
[0050] 與鋼和混凝土等基材的粘接能力強，粘接強度尚；
[0051] 優異的荷載傳遞能力，有效提高橋梁的整體性和一致性；
[0052] 優異的密封性，有效提高橋梁防水性和耐久性；
[0053] 優異的抗老化、耐酸堿鹽性能；
[0054] 固化快，常溫24小時初步固化，7天完全固化；
[0055] 鉸縫破損病害處理設計原則：
[0056] 若單幅橋梁僅一處鉸縫破損(或滲水）的，應同處理破損鉸縫相鄰另二條鉸縫，不 能僅單獨處理一條鉸縫。
[0057] 若單幅橋梁有多處鉸縫破損(或滲水）的，應對該幅橋梁所有鉸縫進行灌縫處理。
[0058] 板縫、鉸縫注膠時應組織多條鉸縫同時進行，保證固化基本同步，消除應力重分布 帶來的不利影響。
[0059] 本實用新型的維修加固機理：
[0060] 本次維修采用特制的預制構件裝配結構灌縫膠。此材料為特殊配方制成，由A、B 組分分開儲存，常溫下為液態，按照固定配合比配置后可在短時間內凝固并達到較高的強 度，同時跟混凝土之間具有很強的粘結力、滲透力，且流動性較好。
[0061] 該材料為改性環氧材料，改性主要體現在對微小裂縫的滲透性能、與混凝土之間 良好的粘結性能、比較理想的抗剪切能力，以及關鍵的抗動荷載震動疲勞破壞的能力。在實 驗室環境下，已經能達到連續震動8億次以上不開裂。按上海外環線重交通量10萬次/d 計，能達到20年以上的穩定使用。
[0062] 通過特殊工藝將灌封膠注入橋梁板縫內，對板縫形成嵌填，并能滲入鉸縫破損處 及橋面鋪裝裂縫內，提高結構粘結性和抗滲性。大大加強了相鄰梁間的橫向聯系，形成梁板 與混凝土鋪裝層共同受力，以保結構安全。
[0063] 本實用新型的工藝流程：
[0064] 1、施工前對空心板梁底撓度及板間撓度差值和縫寬進行測量，記錄橋梁的撓度峰 值及平均值，以便對修復效果進行對比，并分別對梁縫進行編號，分別測得梁板底縫寬度。
[0065] 2、梁體板縫鉸縫修補方法：
[0066] (1)檢查及標注：現場核實其板縫數量、長度及寬度，標注出需要進行封閉的板縫。 寬度<2cm的板縫用藍色標注；寬度多2cm的板縫用紅色標注。對板縫醒目標注以防施工疏 漏和統計差錯。同時，對每條縫進行缺陷排查，梁體如有其他病害(裂縫，混凝土缺損，露筋 等)，則需另行處理。
[0067] (2)清理：鉸縫先用合適大小的鋼筋掏出板縫內積存的泥土及鉸縫底部麻絲、破碎 狀態混凝土，再用特制鋼絲刷將板縫鉸縫內壁上粘附的泥土浮漿刷除干凈，最后用高壓水 槍對板縫鉸縫內進行沖洗。
[0068] (3)封堵：在板縫左右端頭，分別用高分子聚氨酯進行封堵，防止注漿過程中漿料 從板縫兩頭滲漏。
[0069] (4)設置注漿管：每條板縫每隔5m設置一道注漿管，根據板縫寬度選擇合適的注 漿管，并在板縫高端的端頭埋設一根測量管。
[0070] (5)封底：使用特制混凝土封堵膠泥對板縫進行封底，密封膠需按規定配制。
[0071] 本實用新型的板縫封閉方法：
[0072] Φ板縫寬度小于20mm時，在板縫內嵌填橡膠棒，并用特制混凝土封堵膠泥涂抹若 干遍。
[0073] 0板縫寬度大于20mm時，采用高分子自粘板封口，自粘板與梁面接縫不密實部位 處用灌封膠進行密封。
[0074] (6)封閉檢查：封縫后，檢查封縫質量，可進行加壓空氣試驗或閉水試驗，如果沒有 達到要求，對滲漏處進行修補。
[0075] (7)灌膠：灌注膠需嚴格按照規定配制。
[0076] 采用專用板縫壓力泵或板縫恒壓灌注器將調制好的灌注膠通過壓漿嘴逐個壓入 板縫內，灌注過程中，應從板縫低端往高端灌注，從低端第一個壓漿嘴開始壓入，待漿料從 第二個壓漿嘴冒出時，將第一個壓漿嘴用專用堵頭封死，進行第二個壓漿嘴壓注，以此類推 逐個壓漿，待最端頭測量管開始冒漿，說明壓漿完畢，關上壓漿嘴，待漿液固化后，敲掉壓漿 嘴，用專用板縫封閉膠，固化后再用角磨機打磨平整。
[0077] 灌注過程中壓力泵壓力宜控制在0· 2MPa。
[0078] (8)檢驗：板縫處治完畢之后，再進行一次勁撓度檢測，前后進行對比。
[0079] (9)待膠料凝固后，對板縫周圍進行打磨，提高整體美觀。
[0080] 本實用新型的質量控制要點：
[0081] (1)灌膠前的準備工作要細致，梁端及板縫的封堵要密實有效；
[0082] (2)膠液的配比誤差應不大于2%，且攪拌時間不得少于3min
[0083] (3)灌注時膠體溫度宜控制在25°C
[0084] (4)為保證在不斷交通情況下維修質量，灌膠應遵循先兩頭后中間，先高后低，先 輕后重等原則，以及在需要時，進行分層灌注。
[0085] (5)施工過程中若遇雨天，需重新進行板縫沖洗。
[0086] 本實用新型的維修加固數據的采集
[0087] 加固前后的檢測，均采用目前橋梁檢測中的"智能數據采集和信號分析法"，檢測 都選取下午15時到19時，四小時不間斷數據采集，采集頻率為25次/每秒。得出前后對 比數據。
[0088] 本實用新型的效果如下：
[0089] 關鍵技術工藝可控，施工方便，成本較低。是一種有效的維修加固方法，能有效的 治理和改善空心板梁間鉸縫損壞帶來的各種病害，滿足較重交通情況下的使用要求。經過 連續半年多的觀測，橋面鋪裝無病害出現。橋梁結構表現出良好的受力狀況并具備很好的 防水能力。將繼續進行長期觀測，總結經驗，為擴大應用做好準備。此技術具備良好的推廣 應用前景，技術提升的空間很大。
[0090] 本實用新型的主要的特點有如下幾點：
[0091] 1、可不中斷交通。在橋下施工能展開作業面。工期能自主選擇，工期短。后期維 修簡單，維護期間若有破損，可快速修復。若橋面鋪裝破損嚴重，也僅需部分短暫封閉交通 進行鋪裝面層修復。
[0092] 2、安全性。在橋面下進行施工，無交通安全隱患。
[0093] 3、經濟性。在橋面鋪裝損壞不嚴重的情況下，不需要橋面鋪裝整體清除重鋪，工程 造價更經濟。
[0094] 4、修復更全面。不僅僅只修復絞縫及鋪裝層損壞，同時可處理混凝土梁板底及板 間細小裂縫，以及鋼筋保護層過薄，砼損傷等，且加強了橫向聯系，增強了結構剛度。還能提 高橋梁整體防水性能。
[0095] 5、修復效果顯著。修復后，跨中撓度，及相鄰梁間相對位移大幅下降，提高了使用 耐久性。修復材料本身穩定性能可達10年以上。
[0096] 6、節約資源，對環境影響小。
[0097] 6、附圖與說明（)
[0098] 本實用新型的試驗的例子
[0099] 1、S20上海繞城高速公路浦東北路跨線橋于2002年10月造成投入運營，該橋為 空心板梁簡支結構，跨徑22米，鉸縫有不同程度的病害情況。特征如下：
[0100] 相鄰底板跨中尚差2~5cm。
[0101] 通長滲水明顯
[0102] 相對應橋面鋪裝已縱向裂開貫通
[0103] 重車經過時，梁體震動較大
[0104] 該橋鉸縫修復后連續跟蹤十三個月檢測，檢測數據表明鉸縫處于完好狀態
[0105] 內圈K2孔空心板梁維修前和維修后跨中相對位移最大值匯總表
[0106]

【權利要求】
1. 一種空心板梁鉸縫修復結構，用于修復支撐路面鋪裝（3)的空心板梁（1)中的鉸縫 (2)，其特征在于，包括：填充橡膠棒（4)、混凝封堵土膠泥（5)、拼梁結構灌封膠（6)、測量排 氣管（7)、注膠管（8)以及高分子聚氨酯填充料（9); 所述高分子聚氨酯填充料（9 )分別填塞所述鉸縫（2 )的兩側開口，沿所述鉸縫（2 )的長 度方向的下部間隔插入若干測量排氣管（7)和注膠管（8)，所述拼梁結構灌封膠（6)通過所 述注膠管（8 )充滿所述鉸縫（2 )中，所述填充橡膠棒（4 )沿所述鉸縫（2 )的長度方向填塞所 述鉸縫（2)的下部開口，所述混凝封堵土膠泥（5)填充在所述鉸縫（2)的長度方向填塞所述 鉸縫（2)的下部開口的下表面，將所述填充橡膠棒（4)封在所述鉸縫（2)的下部開口之中； 所述測量排氣管（7)插入至所述鉸縫（2)的高度大于所述鉸縫（2)厚度的95% ; 所述注膠管（8)插入至所述鉸縫（2)的高度小于所述鉸縫（2)厚度的70% ; 每一根所述測量排氣管（7)間隔設置在兩根所述注膠管（8)之間。
2. 如權利要求1所述的空心板梁鉸縫修復結構，其特征在于：所述混凝封堵土膠泥（5) 在空心板梁（1)的下表面的寬度為1〇〇_。
3. 如權利要求2所述的空心板梁鉸縫修復結構，其特征在于：所述測量排氣管（7)與相 鄰的所述注膠管（8)之間的距離為5000mm。
4. 如權利要求3所述的空心板梁鉸縫修復結構，其特征在于：距離所述鉸縫（2)的兩側 開口最近的所述注膠管（8)與所述鉸縫（2)的兩側開口的距離為1000mm。
【文檔編號】E01D19/00GK204252027SQ201420714305
【公開日】2015年4月8日 申請日期:2014年11月25日 優先權日:2014年11月25日
【發明者】程向輝, 邱明德, 謝震瑜, 石磊, 張思銘 申請人:上海路港建設工程有限公司, 上海浦東公路養護建設有限公司