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,橡膠板松動或脫出。
( 5 ) 固定鐵件松動.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、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。
�。�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)
�、�、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》
�、�、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
�、�、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
�、�、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,它將流動并自動流平。用邊角泥刀刮動材料,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)、彈性混凝土結(jié)構(gòu)、鋼角結(jié)構(gòu):
(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?jié)B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�?p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。
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。