一种空心板梁铰缝修复结构的制作方法
【专利摘要】本实用新型揭示了一种空心板梁铰缝修复结构，用于修复支撑路面铺装的空心板梁中的铰缝，包括：填充橡胶棒、混凝封堵土胶泥、拼梁结构灌封胶、测量排气管、注胶管以及高分子聚氨酯填充料；高分子聚氨酯填充料分别填塞铰缝的两侧开口，沿铰缝的长度方向的下部间隔插入若干测量排气管和注胶管，拼梁结构灌封胶通过注胶管充满铰缝中，填充橡胶棒沿铰缝的长度方向填塞铰缝的下部开口，混凝封堵土胶泥填充在铰缝的长度方向填塞铰缝的下部开口的下表面，将填充橡胶棒封在铰缝的下部开口之中；测量排气管插入至铰缝的高度大于铰缝厚度的95%；注胶管插入至铰缝的高度小于铰缝厚度的70%；每一根测量排气管间隔设置在两根注胶管之间。
【专利说明】一种空心板梁铰缝修复结构
【技术领域】
[0001] 本实用新型涉及建筑修复领域，特别涉及一种用于不中断交通空心板梁铰缝修复 结构。
【背景技术】
[0002] 近十几年来，国内大量的装配式混凝土空心板梁，随着运营使用年限的延续和重 载交通量的增长，其浅薄的纵向铰缝作为空心板梁间主要的横向联系结构极易遭受剪切破 坏而失效，并由此产生桥面铺装开裂和板间渗水等病害普遍，甚者板间纵缝贯通，易造成单 板受力。传统的维修方法需要中断交通，导致许多板梁桥的铰缝病害得不到及时修复，加剧 了结构损伤积累。本方法在不中断交通的前提下，采用新材料、新技术对板梁桥铰缝损坏及 时、快速修复进行了 一些有益工程实践。
[0003] 空心板桥梁铰缝的工作原理及破坏机理：
[0004] 上海及周边地区较为常见的棱形企口式混凝土铰缝。常见的企口式混凝土铰，其 型式有圆形、棱形、漏斗形等三种。
[0005] 铰缝产生破坏的原因是比较复杂的，归纳起来，主要有以下几个方面：
[0006] 1、空心板梁桥上部结构本身的缺陷。按铰接板梁法计算荷载的横向分布，其铰缝 视为铰接。当板承受偏离其纵轴线时，其变形既有挠曲又有转动，通过铰缝向相邻板传递剪 力、弯拉力，以及反复的拉压作用力。
[0007] 2、设计不合理因素。由于空心板挖空率高，截面惯矩小，结构刚度小，而铰缝浅而 窄，仅占板高的1/6。其横向刚度甚微，基本无力传递剪力，是上部结构最薄弱的部位。
[0008] 3、施工质量控制问题。预制板在先张台座上，其混凝土强度未达设计要求即放张， 致使板的预拱度大小不一，安装后板底跨中拱度参差不齐，有的相邻底板竟差6cm之多(个 别是由于4个支座未能与板底面紧密接合导致)。企口光滑的混凝土表面未按规定的凿毛 清浮浆处理。狭窄的铰缝则无法处理，后浇的混凝土浇捣不实。由于收缩、开裂，根本无法 与板体粘结。加之施工中忽视桥面防水层质量，当铰缝开裂破损后，很快反射到桥面铺装层 上，铺装层开裂后，水随即渗流到铰缝，又遭水侵蚀。
[0009] 4、超载车辆荷载的作用力。其动挠度的不均匀性，加速了铰缝的开裂。
[0010]目前常用的铰缝修复技术：
[0011]目前主要修复空心板桥梁铰缝的方法。是凿除桥面铺装，清除已破坏的铰缝部位 混凝土，然后增设钢筋浇筑高标号混凝土进行修复。养护达设计强度后，再依次重铺桥面 铺装。一般采用高强早强快凝型混凝土，在熟练的连续施工作业情况下，工期至少需要2-3 天，才能基本保障修复效果。
[0012] 常规修复方法需要中断交通，在一些重交通的路段上，会引起诸多社会问题。但一 般情况下，铰缝破坏严重，急需修理的也多位于重交通的路段上，且工作面位于桥面之上， 在部分车道封闭的条件下，交通意外时有发生，施工安全隐患也很难控制。
[0013] 有鉴于此，本实用新型提供了一种空心板梁铰缝修复结构。
【发明内容】
[0014] 本实用新型提供了一种空心板梁铰缝修复结构，克服了现有技术的困难，通过将 灌封胶注入桥梁板缝内，对板缝形成嵌填，并能渗入铰缝破损处及桥面铺装裂缝内，提高结 构粘结性和抗渗性。大大加强了相邻梁间的横向联系，形成梁板与混凝土铺装层共同受力， 以保结构安全。
[0015] 本实用新型提供了一种空心板梁铰缝修复结构，用于修复支撑路面铺装的空心板 梁中的铰缝，包括：填充橡胶棒、混凝封堵土胶泥、拼梁结构灌封胶、测量排气管、注胶管以 及高分子聚氨酯填充料；
[0016] 所述高分子聚氨酯填充料分别填塞所述铰缝的两侧开口，沿所述铰缝的长度方向 的下部间隔插入若干测量排气管和注胶管，所述拼梁结构灌封胶通过所述注胶管充满所述 铰缝中，所述填充橡胶棒沿所述铰缝的长度方向填塞所述铰缝的下部开口，所述混凝封堵 土胶泥填充在所述铰缝的长度方向填塞所述铰缝的下部开口的下表面，将所述填充橡胶棒 封在所述铰缝的下部开口之中；
[0017] 所述测量排气管插入至所述铰缝的高度大于所述铰缝厚度的95% ;
[0018] 所述注胶管插入至所述铰缝的高度小于所述铰缝厚度的70% ;
[0019] 每一根所述测量排气管间隔设置在两根所述注胶管之间。
[0020] 优选地，所述混凝封堵土胶泥在空心板梁的下表面的宽度为100mm。
[0021] 优选地，所述测量排气管与相邻的所述注胶管之间的距离为5000mm。
[0022] 优选地，距离所述铰缝的两侧开口最近的所述注胶管与所述铰缝的两侧开口的距 离为 1000mm。
[0023] 由于采用了上述技术，本实用新型的空心板梁铰缝修复结构与现有技术相比，本 实用新型通过将灌封胶注入桥梁板缝内，对板缝形成嵌填，并能渗入铰缝破损处及桥面铺 装裂缝内，提高结构粘结性和抗渗性。大大加强了相邻梁间的横向联系，形成梁板与混凝土 铺装层共同受力，以保结构安全。
[0024] 以下结合附图及实施例进一步说明本实用新型。
【专利附图】
【附图说明】
[0025] 图1为本发明的空心板梁铰缝修复结构的结构示意图；
[0026] 图2为图1中B区域的放大图；以及
[0027] 图3为图1中A-A向的剖面图。
[0028] 附图标记
[0029] 1空心板梁
[0030] 2 铰缝
[0031] 3路面铺装
[0032] 4填充橡胶棒
[0033] 5混凝封堵土胶泥
[0034] 6拼梁结构灌封胶
[0035] 7测量排气管
[0036] 8注胶管
[0037] 9高分子聚氨酯填充料
【具体实施方式】
[0038] 下面通过图1至3来介绍本实用新型的两种具体实施例。
[0039] 实施例1
[0040] 如图1至3所示，本实用新型的空心板梁铰缝修复结构，用于修复支撑路面铺装3 的空心板梁1中的铰缝2,包括：填充橡胶棒4、混凝封堵土胶泥5、拼梁结构灌封胶6、测量 排气管7、注胶管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分别填塞所述铰缝2的两侧开口，沿所述铰缝2的长 度方向的下部间隔插入若干测量排气管7和注胶管8,所述拼梁结构灌封胶6通过所述注 胶管8充满所述铰缝2中，所述填充橡胶棒4沿所述铰缝2的长度方向填塞所述铰缝2的 下部开口，所述混凝封堵土胶泥5填充在所述铰缝2的长度方向填塞所述铰缝2的下部开 口的下表面，将所述填充橡胶棒4封在所述铰缝2的下部开口之中。所述测量排气管7插 入至所述铰缝2的高度大于所述铰缝2厚度的95%。所述注胶管8插入至所述铰缝2的高 度小于所述铰缝2厚度的70%。每一根所述测量排气管7间隔设置在两根所述注胶管8之 间。
[0042] 所述混凝封堵土胶泥5在空心板梁1的下表面的宽度为100mm。所述测量排气管 7与相邻的所述注胶管8之间的距离为5000mm。距离所述铰缝2的两侧开口最近的所述注 胶管8与所述铰缝2的两侧开口的距离为1000mm。
[0043] 经长期观测分析，铰缝破坏系非承重结构损伤积累，属抗力衰减。铰缝混凝土的接 触条件对其受力影响很大。在主梁板的约束作用下，产生的剪应力，对后浇的铰缝，极易造 成接触面的开裂破坏。
[0044] 用常规方法修复的铰缝结构材料，其粘结力及渗透力无法保证其足够的抗剪强 度，来抵御或传递理论上的剪力和弯拉应力。由铰接板梁破坏试验得知，往往是铰缝混凝土 与空心板的粘结面先破坏。由此，本修复技术的核心，即采用高强粘接剂，采用压力灌胶工 艺，以大大提高其板缝(含铰缝及部分铺装层）间的抗剪强度和抗弯拉力学性能，从而实现 不中断交通，及时、快速修复铰缝，以增强空心板梁桥的耐久性和结构安全性。
[0045] 拼梁结构灌封胶概况：
[0046] 拼梁结构灌封胶是一种双组份改性环氧树脂结构胶，与钢和混凝土等基材粘接能 力强，固化物自身强度高，韧性好，主要适用于桥梁铰缝以及其它混凝土预制构件拼装缝结 构灌封，可有效增强荷载传递能力以及密封性能，提高桥梁整体性、防水性以及耐久性。
[0047] 为了进一步提高其路用性能，对灌封胶进行了一定程度的改良，改良后的特点如 下：
[0048] 100%固含量，无可挥发性溶剂，固化后收缩小，固化物性能优异，强度高；
[0049] 韧性好，抗冲击、耐疲劳；
[0050] 与钢和混凝土等基材的粘接能力强，粘接强度尚；
[0051] 优异的荷载传递能力，有效提高桥梁的整体性和一致性；
[0052] 优异的密封性，有效提高桥梁防水性和耐久性；
[0053] 优异的抗老化、耐酸碱盐性能；
[0054] 固化快，常温24小时初步固化，7天完全固化；
[0055] 铰缝破损病害处理设计原则：
[0056] 若单幅桥梁仅一处铰缝破损(或渗水）的，应同处理破损铰缝相邻另二条铰缝，不 能仅单独处理一条铰缝。
[0057] 若单幅桥梁有多处铰缝破损(或渗水）的，应对该幅桥梁所有铰缝进行灌缝处理。
[0058] 板缝、铰缝注胶时应组织多条铰缝同时进行，保证固化基本同步，消除应力重分布 带来的不利影响。
[0059] 本实用新型的维修加固机理：
[0060] 本次维修采用特制的预制构件装配结构灌缝胶。此材料为特殊配方制成，由A、B 组分分开储存，常温下为液态，按照固定配合比配置后可在短时间内凝固并达到较高的强 度，同时跟混凝土之间具有很强的粘结力、渗透力，且流动性较好。
[0061] 该材料为改性环氧材料，改性主要体现在对微小裂缝的渗透性能、与混凝土之间 良好的粘结性能、比较理想的抗剪切能力，以及关键的抗动荷载震动疲劳破坏的能力。在实 验室环境下，已经能达到连续震动8亿次以上不开裂。按上海外环线重交通量10万次/d 计，能达到20年以上的稳定使用。
[0062] 通过特殊工艺将灌封胶注入桥梁板缝内，对板缝形成嵌填，并能渗入铰缝破损处 及桥面铺装裂缝内，提高结构粘结性和抗渗性。大大加强了相邻梁间的横向联系，形成梁板 与混凝土铺装层共同受力，以保结构安全。
[0063] 本实用新型的工艺流程：
[0064] 1、施工前对空心板梁底挠度及板间挠度差值和缝宽进行测量，记录桥梁的挠度峰 值及平均值，以便对修复效果进行对比，并分别对梁缝进行编号，分别测得梁板底缝宽度。
[0065] 2、梁体板缝铰缝修补方法：
[0066] (1)检查及标注：现场核实其板缝数量、长度及宽度，标注出需要进行封闭的板缝。 宽度<2cm的板缝用蓝色标注；宽度多2cm的板缝用红色标注。对板缝醒目标注以防施工疏 漏和统计差错。同时，对每条缝进行缺陷排查，梁体如有其他病害(裂缝，混凝土缺损，露筋 等)，则需另行处理。
[0067] (2)清理：铰缝先用合适大小的钢筋掏出板缝内积存的泥土及铰缝底部麻丝、破碎 状态混凝土，再用特制钢丝刷将板缝铰缝内壁上粘附的泥土浮浆刷除干净，最后用高压水 枪对板缝铰缝内进行冲洗。
[0068] (3)封堵：在板缝左右端头，分别用高分子聚氨酯进行封堵，防止注浆过程中浆料 从板缝两头渗漏。
[0069] (4)设置注浆管：每条板缝每隔5m设置一道注浆管，根据板缝宽度选择合适的注 浆管，并在板缝高端的端头埋设一根测量管。
[0070] (5)封底：使用特制混凝土封堵胶泥对板缝进行封底，密封胶需按规定配制。
[0071] 本实用新型的板缝封闭方法：
[0072] Φ板缝宽度小于20mm时，在板缝内嵌填橡胶棒，并用特制混凝土封堵胶泥涂抹若 干遍。
[0073] 0板缝宽度大于20mm时，采用高分子自粘板封口，自粘板与梁面接缝不密实部位 处用灌封胶进行密封。
[0074] (6)封闭检查：封缝后，检查封缝质量，可进行加压空气试验或闭水试验，如果没有 达到要求，对渗漏处进行修补。
[0075] (7)灌胶：灌注胶需严格按照规定配制。
[0076] 采用专用板缝压力泵或板缝恒压灌注器将调制好的灌注胶通过压浆嘴逐个压入 板缝内，灌注过程中，应从板缝低端往高端灌注，从低端第一个压浆嘴开始压入，待浆料从 第二个压浆嘴冒出时，将第一个压浆嘴用专用堵头封死，进行第二个压浆嘴压注，以此类推 逐个压浆，待最端头测量管开始冒浆，说明压浆完毕，关上压浆嘴，待浆液固化后，敲掉压浆 嘴，用专用板缝封闭胶，固化后再用角磨机打磨平整。
[0077] 灌注过程中压力泵压力宜控制在0· 2MPa。
[0078] (8)检验：板缝处治完毕之后，再进行一次劲挠度检测，前后进行对比。
[0079] (9)待胶料凝固后，对板缝周围进行打磨，提高整体美观。
[0080] 本实用新型的质量控制要点：
[0081] (1)灌胶前的准备工作要细致，梁端及板缝的封堵要密实有效；
[0082] (2)胶液的配比误差应不大于2%，且搅拌时间不得少于3min
[0083] (3)灌注时胶体温度宜控制在25°C
[0084] (4)为保证在不断交通情况下维修质量，灌胶应遵循先两头后中间，先高后低，先 轻后重等原则，以及在需要时，进行分层灌注。
[0085] (5)施工过程中若遇雨天，需重新进行板缝冲洗。
[0086] 本实用新型的维修加固数据的采集
[0087] 加固前后的检测，均采用目前桥梁检测中的"智能数据采集和信号分析法"，检测 都选取下午15时到19时，四小时不间断数据采集，采集频率为25次/每秒。得出前后对 比数据。
[0088] 本实用新型的效果如下：
[0089] 关键技术工艺可控，施工方便，成本较低。是一种有效的维修加固方法，能有效的 治理和改善空心板梁间铰缝损坏带来的各种病害，满足较重交通情况下的使用要求。经过 连续半年多的观测，桥面铺装无病害出现。桥梁结构表现出良好的受力状况并具备很好的 防水能力。将继续进行长期观测，总结经验，为扩大应用做好准备。此技术具备良好的推广 应用前景，技术提升的空间很大。
[0090] 本实用新型的主要的特点有如下几点：
[0091] 1、可不中断交通。在桥下施工能展开作业面。工期能自主选择，工期短。后期维 修简单，维护期间若有破损，可快速修复。若桥面铺装破损严重，也仅需部分短暂封闭交通 进行铺装面层修复。
[0092] 2、安全性。在桥面下进行施工，无交通安全隐患。
[0093] 3、经济性。在桥面铺装损坏不严重的情况下，不需要桥面铺装整体清除重铺，工程 造价更经济。
[0094] 4、修复更全面。不仅仅只修复绞缝及铺装层损坏，同时可处理混凝土梁板底及板 间细小裂缝，以及钢筋保护层过薄，砼损伤等，且加强了横向联系，增强了结构刚度。还能提 高桥梁整体防水性能。
[0095] 5、修复效果显著。修复后，跨中挠度，及相邻梁间相对位移大幅下降，提高了使用 耐久性。修复材料本身稳定性能可达10年以上。
[0096] 6、节约资源，对环境影响小。
[0097] 6、附图与说明（)
[0098] 本实用新型的试验的例子
[0099] 1、S20上海绕城高速公路浦东北路跨线桥于2002年10月造成投入运营，该桥为 空心板梁简支结构，跨径22米，铰缝有不同程度的病害情况。特征如下：
[0100] 相邻底板跨中尚差2~5cm。
[0101] 通长渗水明显
[0102] 相对应桥面铺装已纵向裂开贯通
[0103] 重车经过时，梁体震动较大
[0104] 该桥铰缝修复后连续跟踪十三个月检测，检测数据表明铰缝处于完好状态
[0105] 内圈K2孔空心板梁维修前和维修后跨中相对位移最大值汇总表
[0106]
【权利要求】
1. 一种空心板梁铰缝修复结构，用于修复支撑路面铺装（3)的空心板梁（1)中的铰缝 (2)，其特征在于，包括：填充橡胶棒（4)、混凝封堵土胶泥（5)、拼梁结构灌封胶（6)、测量排 气管（7)、注胶管（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 )分别填塞所述铰缝（2 )的两侧开口，沿所述铰缝（2 )的长 度方向的下部间隔插入若干测量排气管（7)和注胶管（8)，所述拼梁结构灌封胶（6)通过所 述注胶管（8 )充满所述铰缝（2 )中，所述填充橡胶棒（4 )沿所述铰缝（2 )的长度方向填塞所 述铰缝（2)的下部开口，所述混凝封堵土胶泥（5)填充在所述铰缝（2)的长度方向填塞所述 铰缝（2)的下部开口的下表面，将所述填充橡胶棒（4)封在所述铰缝（2)的下部开口之中； 所述测量排气管（7)插入至所述铰缝（2)的高度大于所述铰缝（2)厚度的95% ; 所述注胶管（8)插入至所述铰缝（2)的高度小于所述铰缝（2)厚度的70% ; 每一根所述测量排气管（7)间隔设置在两根所述注胶管（8)之间。
2. 如权利要求1所述的空心板梁铰缝修复结构，其特征在于：所述混凝封堵土胶泥（5) 在空心板梁（1)的下表面的宽度为1〇〇_。
3. 如权利要求2所述的空心板梁铰缝修复结构，其特征在于：所述测量排气管（7)与相 邻的所述注胶管（8)之间的距离为5000mm。
4. 如权利要求3所述的空心板梁铰缝修复结构，其特征在于：距离所述铰缝（2)的两侧 开口最近的所述注胶管（8)与所述铰缝（2)的两侧开口的距离为1000mm。
【文档编号】E01D19/00GK204252027SQ201420714305
【公开日】2015年4月8日 申请日期:2014年11月25日 优先权日:2014年11月25日
【发明者】程向辉, 邱明德, 谢震瑜, 石磊, 张思铭 申请人:上海路港建设工程有限公司, 上海浦东公路养护建设有限公司