灵江特大桥桥墩裂缝处理方案.doc

1  概况
1.1 工程概况
灵江特大桥位于甬台温高速公路临海境内，中心桩号为K157+996，全桥总长1687m，宽24.5m，桥下净空30m。设计常水位4.20m，设计荷载为汽车－超20级、挂车－120，于2001年建成通车。
上部结构形式因桥跨位置不同而有差异：其中1～5跨为5×35m预应力混凝土T梁，6～10跨为1×72m+3×122m+1×72m单箱单室连续梁，11～38跨为15×35m+35.5m+12×35m预应力混凝土T梁。下部结构中主跨共计6个桥墩(分别为5＃、6＃、7＃、8＃、9＃、10＃墩)，统一采用箱式墩，圆形承台，钻孔灌注桩基础。
灵江为临海市水上交通要道，随着当地经济的快速发展，灵江上下游的造船业比以往有了很大的变化，不仅造船厂越来越多，而且船的建造吨位也越建越大，据业主介绍，灵江上游某造船厂已准备建造吨位达一万两千多吨的轮船。甬台温高速公路灵江特大桥横跨灵江，其过往大型船只非常多，易发生轮船撞桥事故。据业主描述，2006年4月，一艘重达2000多吨的运输船经过灵江特大桥时，由于驾驶不当，运输船撞击了主桥上游的8＃桥墩，导致承台、立柱出现一系列病害。
为此，我院受浙江台州甬台温高速公路有限公司委托，于2006年5月20日完成了对灵江特大桥8＃桥墩承台、立柱以及周边跨箱梁的现场检测，并在此基础上进行了本次加固设计。
1.2 设计依据
（1）《公路工程基本建设项目设计文件编制办法》（交公路发［2007］358号）；
（2）《公路工程技术标准》（JTJ001-97，JTG B01-2003）；
（3）《公路桥涵设计通用规范》（JTJ021-89，JTG D60-2004）；
（4）《公路钢筋混凝土及预应力混凝土桥涵设计规范》（JTJ023-85，JTG D62-2004）；
（5）《公路桥涵施工技术规范》（JTJ041-2000）；
（6）《公路桥涵养护规范》（JTG H11-2004）；

（7）《港口工程混凝土粘接修补技术规程》（JTJ 271-99）；
（8）《混凝土结构加固设计规范》（GB50367-2006）；
（9）《内河通航标准》（GB 50139-2004）；
（10）《浙江甬台温高速公路灵江特大桥检测报告》（2006年5月，浙江省交通规划设计研究院试验中心）；
（11）本工程如有上述标准未涉及到的项目，以相应现行国家标准及行业标准为依据。

2  桥梁主要病害情况
桥梁病害情况详见我院试验中心编制的《浙江甬台温高速公路灵江特大桥检测报告》。根据桥梁检测结果，按照《公路桥涵养护规范》（JTJ H11-2004）：评定灵江特大桥左/右幅8＃桥墩技术状况为二类。

3  设计要点
3.1 技术标准
设计荷载：维持原荷载设计等级，即：汽车-超20级，挂-120；
通航标准：Ⅳ级。
3.2 设计原则
（1）技术可行，安全可靠，适用耐久，经济合理；
（2）工艺成熟，性价比高，工期尽可能短，对过往船只影响少；
（3）实施时，应尽量减少对加固构件损伤，保证加固后结构的安全性与耐久性，且不留隐患，并兼顾整体美观效果。
3.3 设计方案
（1）将松散、破碎混凝土凿除至新鲜密实部位，并对外露钢筋进行除锈、阻锈处理，然后采用高强聚合物砂浆修复；对缺损较大较深处，则还需挂设钢筋网片并分层（一般2cm/层）修补。

（2）缝宽＜0.15mm的裂缝采用裂缝修补胶涂刷封闭，缝宽≥0.15mm的裂缝采用低压灌浆，以保证结构的耐久性；
（3）对右幅8#墩承台采用植筋、增大截面法进行加固（用钢护筒对承台围堰，浇入砼封底排水，并有足够的空间进行施工）。

4  施工工艺要点及要求
4.1 钢筋除锈
施工工序：
① 观察并标出结构物钢筋锈蚀部位；
② 沿锈蚀钢筋方向清理砼，若钢筋已沿圆周方向全部锈蚀，则需将钢筋全截面凿出，如果结构物的钢筋锈蚀导致钢筋截面少于原直径的2/3，则需沿该钢筋走势，凿致该钢筋完整处，根据规范要求，搭焊同直径钢筋；
③ 用钢刷清除钢筋表面的浮锈，使之露出光洁部分，若钢筋发生全截面锈蚀，则一定要进行全截面除锈，否则不能保证施工质量；
④ 采用烷氧基类或氨基类喷涂型阻锈剂对钢筋进行防锈、阻锈处理，阻锈剂的质量和性能指标应符合《混凝土结构加固设计规范》（GB50367-2006）表4.7.2和表4.7.3的规定；
⑤ 采用聚合物砂浆修复破损部位。
4.2 混凝土表面缺陷处理
混凝土表面修补按照病害情况分混凝土表层缺陷修补和混凝土深层缺陷修补两种情况进行处理，修补时严格按《港口工程混凝土粘接修补技术规程》（JTJ271-99）执行。
1）表层修补：混凝土表面出现蜂窝、麻面等未露钢筋部位
（1）混凝土表面缺陷处应凿毛，并露出密实部分；
（2）配制修补材料时，应称量准确，搅拌均匀；
（3）应仔细涂布压抹修补材料；
（4）应进行表面修整，必要时表面应涂布涂料。

2）深层修补：混凝土表层破损深度已露钢筋
（1）混凝土表面应凿毛，并露出混凝土坚硬部分，表面的松散层、附着物、油污、污垢、灰尘等应清除干净；
（2）配制修补材料时，应称量准确，搅拌均匀；
（3）裸露钢筋应除锈，并涂一薄层环氧浆液，在尚未固化前再压抹修补材料；

（4）修补材料应具有一定的可使用时间，满足被粘混凝土构件的定位、调整等操作时间；
（5）修补材料根据破损深度可一次或分次嵌入缺陷，并抹平修整。
聚合物砂浆基本性能指标                   
砂浆等级
劈裂抗拉强度
（Mpa）
正拉粘结强度
（Mpa）
抗折强度
（Mpa）
抗压强度

（Mpa）
钢套筒粘结抗剪强度标准值
（Mpa）
Ⅱ级
≥5.5
≥2.5，且为砼内聚破坏
≥10
≥45
≥9
试验方法标准
规范附录G
规范附录F
规范附录H
JGJ 70
规范附录J

注：表中规范为《混凝土结构加固设计规范》（GB50367-2006）
4.3 裂缝封闭
（1）定位：确定需进行作业裂缝位置。
（2）表面处理：对混凝土构件的裂缝，可用钢丝刷等工具，清除表面灰尘、白灰、浮渣及松散的污物；然后再用毛刷蘸甲苯、丙酮、酒精等有机溶液，把缝二侧20～30mm处擦拭干净并保持干燥。
（3）封缝：裂缝可用环氧树脂胶泥封闭，先在裂缝两侧（宽20～30mm）涂一层环氧树脂基液，后抹一层厚1mm左右、宽50～60mm的环氧树脂胶泥。抹胶泥时应防止产生小气孔和气泡，要刮平整，保证封闭可靠。
（4）在胶泥上涂刷两层环氧树脂胶液。
4.4 裂缝灌浆
（1）清缝处理
① 用角磨机打磨对所有要处理的裂缝表面；
② 剔除缝口表面的松散杂物，用气压0.2MPa以上的压缩空气清除裂缝打磨范围；
③ 沿缝长范围内用丙酮进行洗刷，擦清表面。
（2）标注灌胶底座的位置
① 根据裂缝的宽度，确定灌胶底座的间距和位置，在裂缝端部、裂缝交叉处和裂缝较宽处设置灌胶嘴，并做好标志；
② 灌胶底座的粘贴间距为：底座间距为25～40cm。
（3）埋设灌浆嘴

① 调和灌胶底座粘结胶，该胶应呈腻子状，按主剂和固化剂的配合比1：1进行调和，直至调和均匀为止；
② 将调和后的粘结胶涂抹在灌胶底座下底面周围；
③ 将灌胶底座按标注位置顺缝粘贴在裂缝表面，并适当用力下压底座使底部粘结胶部分溢出，并包住注胶底座边缘。
（4）封缝
对压浆区域的裂缝，无论缝宽大小，原则上都应同时封闭，以防裂缝相互贯通而跑气跑胶。沿缝长先涂一层基液，等胶泥初凝后，再抹上一层胶泥，并除气泡抹平，等胶泥初凝后，表面用基液涂刷二度。
（5）密封检查（气检）
等封缝材料固化后，沿缝涂刷一层肥皂水，并从灌浆嘴中通入气压为0.2MPa的压缩空气，检查缝的密封效果。对漏气部位进行补封处理。
（6）配浆
浆液配制：根据现场施工的实际情况，进行化学灌浆的配置，其安全性能指标应符合《混凝土结构加固设计规范》（GB50367-2006）表4.6.1的规定。
（7）灌浆
① 往专用低压灌注容器中注入事先计算好的灌浆量；
② 逐一将低压灌注容器安装至灌浆嘴，用橡皮筋施加压力；
③ 观察胶水注入量，加压后前2小时每20分钟观察一次并作记录，若注射器中的胶水注完立即补充胶水并判断是否与预先计算灌浆量是否有出入；
④ 加压24小时后拆除注射器，记录最终注胶量；
⑤ 取芯检查，判断注胶量是否到位。
（8）养护
灌缝完毕后，养护一昼夜，等待树脂固化。若温度过低，则相应延长养护时间。
4.5 植筋
种植锚固件的胶粘剂，必须采用专门配制的改性环氧树脂胶粘剂或改性乙烯基酯类胶粘剂，其填料必须在工厂制胶时添加，严禁在施工现场掺入，其安全性能必须符合《混凝土结构加固设计规范》（GB50367-2006）表4.5.6的规定。
施工工序：① 钻孔：孔深与锚筋埋设深度相同，孔径比锚筋大2～4mm，孔位应避让承台内钢筋，

孔道应顺直。
② 清理钻孔，孔道先用硬鬃毛刷清理，再以高压干燥空气吹去孔底灰尘、碎片和水分，孔内应保持干燥。
③ 灌胶：将植筋胶由孔底灌注至孔深2/3处，待插入锚筋后，胶即充满整个孔洞。
④ 插入锚筋：锚筋插入前应清除插入部分的表面污物，并须插到孔底，孔口多余的胶应清除，污物应先以钢刷清除，再用丙酮擦净，并予拭干。
⑤ 在胶液干固之前，避免扰动锚固钢筋和在孔位附近有明水。

5  其它注意事项
5.1 交通管制
（1）在施工期间应保证过往船只不对施工造成任何影响，并应确保混凝土养护时间。
（2）在施工期间需占用桥面主车道，因此应做好合理的施工组织设计，协调好本次加固工程的工序和准备工作，合理分配时段。
5.2 质量检验方法
现场使用的混凝土和砂浆强度的性能，应符合《公路桥涵施工技术规范》和《公路工程质量检验评定标准》的要求。
5.3 加固施工
（1）本次加固维修工程量少，但费工费时，待工较多。
（2）加固过程中材料重复利用率低，如围堰、模板均为一次性。
（3）实行监理制度，现场监理必须全过程旁站，设计人员也应及时配合，以确保工程优质按期完成。
5.4 桥梁养护建议
宜尽早重新修筑防撞墩，避免再度发生此类事件。
5.5 其它
施工中出现特殊情况施工单位须及时报告业主、监理和设计，以便共同商定解决方案。
其它未尽事宜，由设计单位、业主、监理工程师及施工单位协商解决。
蜂窝麻面