连续梁底板混凝土缺陷检测及治理措施.pdf

·桥涵工程·收稿日期：２０１６０３１８连续梁底板混凝土缺陷检测及治理措施刘锡银（中铁十四局集团第三工程有限公司　山东兖州　２７２１００）摘　要　预应力混凝土连续箱梁具有结构稳定、外形美观、施工方便等优点，被广泛应用于城市桥梁、互通立交及跨路桥梁建设中。但是，由于受生产技术及管理水平影响，往往在梁体支座及周边产生麻面、空洞等缺陷，如果不及时加以有效治理，极易造成损害。结合向莆铁路连续梁梁底缺陷治理案例，重点讲述缺陷检测及治理措施。关键词　连续梁　混凝土　缺陷检测　治理中图分类号　　　Ｕ４４６文献标识码　　　Ｂ文章编号　１００９４５３９　（２０１６）增　１　０１１００４　　　　　　　　　　ＤｅｔｅｃｔｉｏｎａｎｄＴｒｅａｔｍｅｎｔＭｅａｓｕｒｅｓｏｆＣｏｎｃｒｅｔｅＤｅｆｅｃｔｉｎＣｏｎｔｉｎｕｏｕｓＢｅａｍＦｌｏｏｒ　　　　ＬｉｕＸｉｙｉｎ（　　ＣｈｉｎａＲａｉｌｗａｙ１４ｔｈ　　　　ＢｕｒｅａｕＧｒｏｕｐＴｈｉｒｄＥｎｇｉｎｅｅｒｉｎｇＣｏ．Ｌｔｄ．，　　ＹａｎｚｈｏｕＳｈａｎｄｏｎｇ２７２１００，Ｃｈｉｎａ）Ａｂｓｔｒａｃｔ　　　　　　　　　　　Ｐｒｅｓｔｒｅｓｓｅｄｃｏｎｃｒｅｔｅｃｏｎｔｉｎｕｏｕｓｂｏｘｇｉｒｄｅｒｈａｓｔｈｅａｄｖａｎｔａｇｅｓｏｆｓｔａｂｌｅｓｔｒｕｃｔｕｒｅ，ｂｅａｕｔｉｆｕｌａｐｐｅａｒａｎｃｅ，ｃｏｎｖｅｎ桥　　　　　　　　　　　　　ｉｅｎｔｃｏｎｓｔｒｕｃｔｉｏｎａｎｄｓｏｏｎ．Ｉｔｉｓｗｉｄｅｌｙｕｓｅｄｉｎｔｈｅｃｏｎｓｔｒｕｃｔｉｏｎｏｆｕｒｂａｎｂｒｉｄｇｅｓ，　　　ｉｎｔｅｒｃｈａｎｇｅａｎｄｂｒｉｄｇｅｃｏｎｓｔｒｕｃｔｉｏｎ．Ｂｕｔ　　　　　　　　　ｄｕｅｔｏｔｈｅｉｎｆｌｕｅｎｃｅｏｆｔｈｅｐｒｏｄｕｃｔｉｏｎｔｅｃｈｎｏｌｏｇｙａｎｄｍａｎａｇｅｍｅｎｔｌｅｖｅｌ，ｐｉｔｓ，　　　　　　　ｖｏｉｄｓａｎｄｏｔｈｅｒｄｅｆｅｃｔｓａｒｅｐｒｏｄｕｃｅｄｉｎｔｈｅ　　　　　　　　　　　　ｂｅａｍｏｆｔｈｅｓｕｐｐｏｒｔｂｏｄｙａｎｄｔｈｅｓｕｒｒｏｕｎｄｉｎｇ．Ｉｆｔｈｅｔｒｅａｔｍｅｎｔｓａｒｅｎｏｔｅｆｆｅｃｔｉｖｅ，　　　　　ｔｈｅｄａｍａｇｅｗｏｕｌｄｂｅｏｃｃｕｒｒｅｄｅａｓｉｌｙ．Ａｃｃｏｒｄ桥　　　　　　　ｉｎｇｔｏＸｉａｎｇｔａｎｇＰｕｔｉａｎＲａｉｌｗａｙｃｏｎｔｉｎｕｏｕｓｂｅａｍｂｏｔｔｏｍｄｅｆｅｃｔｓ桥，　　　　　　　ｔｈｅｐａｐｅｒｆｏｃｕｓｅｓｏｎｄｅｆｅｃｔｄｅｔｅｃｔｉｏｎａｎｄｃｏｎｔｒｏｌ涵工程收稿日工收期　Ｋｅｙｗｏｒｄｓ　　ｃｏｎｔｉｎｕｏｕｓｂｅａｍ；ｃｏｎｃｒｅｔｅ；　ｄｅｆｅｃｔｄｅｔｅｃｔｉｏｎ；ｔｒｅａｔｍｅｎｔ　　１工程概况新建向莆铁路工程在静态验收过程中发现，全线有十余联不同跨度预应力混凝土连续梁的　０　号梁段（或边跨端支点段）梁底（或侧面）存在不同程度的混凝土浇筑质量缺陷，主要表现为局部混凝土松散、不密实（呈蜂窝状），个别有空洞现象。　２连续梁梁体缺陷修复的原则［　１－４］（１）修复前对结构进行全面检查，对缺陷部位及周边采用无损检测技术探明缺陷范围和缺陷程度。（２）缺陷修复阶段（特别是缺陷部位凿除时）须采取相应措施确保结构的安全性。（３）修复方案应满足结构耐久性要求。（４）修复施工工艺及所用材料性能应满足相关规范要求。（５）结构修复后应便于检查养护。　３梁体缺陷修复材料改性环氧树脂胶液，改性环氧树脂砂浆，改性环氧树脂豆石混凝土，混凝土底层树脂胶，钢筋及植筋胶，高强无收缩灌浆料（成品），硅烷偶联剂。　４检测方案根据检测工作目的，设定检测流程及检测内容，如图　１　所示。旨在对　０　号块底板混凝土进行全面检测，了解底板混凝土的现状，以及其缺陷和损伤的性质、部位、严重程度。针对检测目的，检测流程如下：图　　　１检测主要流程、内容　０１１铁道建筑技术　　　　　ＲＡＩＬＷＡＹＣＯＮＳＴＲＵＣＴＩＯＮＴＥＣＨＮＯＬＯＧＹ２０１６　（增１　）·桥涵工程·（１）进行外观缺陷的调查，见图　２，对于底面混凝土表面缺陷进行详细检查，确定缺陷位置，范围；（２）进行混凝土声波　ＣＴ　层析成像检测，见图３，通过　ＣＴ　检测避免漏检在底面表面观察不到的缺陷。同时，通过设置多层检测剖面，进一步确定病害深度、范围［５］；（３）对缺陷进行钻孔内窥检测，见图　４，初步判断缺陷深度，探明内部混凝土状况［６］。图　　２外观检测图片　　　　　　　　图　　３ＣＴ　检测图片　　　　　　　　　图　　４内窥检测图片　　５梁体缺陷分类［　７－９］对连续梁梁体缺陷的无损检测工作完成后，为便于制定缺陷修复方案，暂按现场凿开的缺陷体情况进行分类。缺陷位置如图　５　所示。图　　５连续梁梁体缺陷位置　　　（１）缺陷　Ａ：支座钢板上方及周边存在空洞或较大范围的混凝土松散体。该类梁体缺陷需要将连续梁顶升，取出缺陷体下的支座，缺陷体修复后再重新安装支座。此类梁体缺陷按“方案　１”进行修复。（关于修复方案，见本文第６　章）（２）缺陷　Ｂ：支座周边存在局部蜂窝体，部分蜂窝体进入支座上板边缘小于　　１５ｃｍ。若经无损检测后确认支座上方其他部位无空“洞或蜂窝体，可不取出支座，按方案　２”＋“方案　３”进行缺陷修复。（３）缺陷　Ｃ：梁底缺陷远离支座上板（≥　２０ｃｍ），深度≥　３０ｃｍ，且面积≥　０．２ｍ２。该类梁体缺陷虽然对支座无影响，但由于缺陷面积较大，特别是在　０　号段梁底横桥向范围较大时，若盲目凿除蜂窝体可能会使梁段底截面削弱过多，造成相邻部位混凝土压应力超限的情况，影响桥梁整体结构安全。因此，该类缺陷必须先对梁段底板进行补强，然后才能清理松散体、修复缺陷。若经无损检测后确认有该类梁体缺陷，应及时通知设计单位，在提出梁段补强方案前，严禁大面积凿“开此类缺陷体。此类梁体缺陷按方案４”进行修复。（４）缺陷　Ｄ：梁底缺陷远离支座上板（≥　２０ｃｍ），深度　　＜３０ｃｍ，或面积　　＜０．２ｍ２。“此类梁体缺陷按方案　３”进行修复。（５）缺陷　Ｅ：梁底缺陷远离支座上板（≥　５０ｃｍ），深度≥　１０ｃｍ，且面积≥　０．２ｍ２。“此类梁体缺陷按方案　５”进行修复。（６）缺陷　Ｆ：梁底缺陷深度　＜１０ｃｍ，或面积　＜０２ｍ：２。“此类梁体缺陷可参考方案　３”进行修复。　６梁体缺陷修复措施（１）方案　１：支座钢板上方及周边存在空洞或较１１１铁道建筑技术　　　　　ＲＡＩＬＷＡＹＣＯＮＳＴＲＵＣＴＩＯＮＴＥＣＨＮＯＬＯＧＹ２０１６　（增１　）·桥涵工程·大范围的混凝土松散体，如图　６　所示。先将梁体顶升，取下支座。根据检测报告中测定的缺陷区域，凿除缺陷区域及周边不密实的混凝土，使得坚硬混凝土外露。对外露钢筋彻底除锈，在空腔内混凝土表面清洁干净后，立模板灌筑高强度无收缩灌浆料，并预埋压胶管；待高强度无收缩灌浆料凝固后压注改性环氧树脂胶液；在修复体强度大于　　２０ＭＰａ　后重新安装支座。对于支座上方及侧面较大缺陷体，应采用改性环氧树脂豆石混凝土修复。梁体顶升和支座更换（支座有损坏时）、安装需编制专项施工方案并经过审批后方可实施。需要顶升的支点，其顶升量限值根据不同跨度的连续梁分别确定，在工点专项修复方案审查时予以明确。（２）方案　２：支座上方边缘混凝土存在一般缺陷（松散、不密实）的修复处理，如图　７　所示。采用高压压注改性环氧树脂胶液的方式进行修复。根据缺陷检测报告中测定的缺陷区域，在缺陷部位支座上钢板边缘，按照　　２０ｃｍ　的间距在侧面（或底面）钻直径取　１０ｍｍ　灌浆孔，清理干净后，埋设压胶管，然后高压压注改性环氧树脂胶液。钻孔深度应能穿过缺陷体范围，确保将局部松散体压注密实。　　图　　６支座周边　　　　　　图　　７支座上方边缘　（３）方案　３：支座范围外梁底混凝土存在一般缺陷（松散、不密实）的修复处理，如图　８　所示。①深度超过梁体底层钢筋。首先根据缺陷检测报告中测定的缺陷区域，凿除缺陷区域及周边不密实的混凝土使得坚硬混凝土外露，对外露钢筋彻底除锈，再对凿开的空洞区域采用不低于原梁体混凝土强度的改性环氧树脂豆石混凝土进行修复封闭，并按照　　３０ｃｍ×　３０ｃｍ　的间距埋设压胶管，待改性环氧混凝土凝固后再高压压注改性环氧树脂胶液。②梁底表层混凝土缺陷。对于梁底表层缺陷（蜂窝、麻面），凿除缺陷区域，然后采用不低于原梁体混凝土强度的改性环氧树脂砂浆进行修复。（４）方案　４：支座范围外梁底混凝土存在较大面积缺陷的修复处理，如图　９　所示。当支座范围外梁底混凝土缺陷深度≥　３０ｍｍ，且面积≥　０．２ｍ２时，该类缺陷必须先对梁段底板进行补强，然后才能清理松散体、修复缺陷。梁段底板补强的一般措施为：在梁段箱室内的底板上面植筋、加设钢筋网、浇筑比原梁体混凝土强度高一个等级的无收缩豆石混凝土。补强段范围需要根据检测报告中的缺陷程度分析确定。待补强段混凝土强度达到设计要求后，才能对梁底缺陷区域进行“修复处理，处理方式参照方案　３　之①”。图　　８支座外围（一般）　　　　图　９支座外围（较大面积）　（５）方案　５：梁侧较大面积缺陷的修复处理。本方案仅适用于连续梁　０　号段支座加块上的缺陷修复，且缺陷深度应在支座钢板边缘以外。凿除　０　号段两侧凸块外表层的松散体，使得坚硬混凝土外露，对外露钢筋彻底除锈，再对凿开的空洞区域采用不低于原梁体混凝土强度的无收缩豆石混凝土进行修复封闭，并按照　　　３０ｃｍ×　３０ｃｍ　的间距埋设压胶管，待无收缩豆石混凝土达到设计强度后，再高压压注改性环氧树脂胶液。修复后梁体表面处理：各类梁体缺陷修复完成后应将修复区域涂刷硅烷偶联剂，涂刷区域应向修补区域外延伸　　５０ｃｍ。　７施工注意事项　　７．１高强无收缩灌浆料修复灌浆前应初步计量所需浆体体积，实际灌筑浆料数量不应与计算值产生过大误差，防止中间缺浆。灌浆过程应从支座一端注浆嘴注浆，发现其他三个方向排浆管有浆液均匀流出后，将排浆管出口逐个封堵牢固，直至最后一个排浆管有浆液均匀流出即证明梁底已经注满砂浆，封堵注浆嘴，注浆结束。可施工时间视环境温度而定，在　℃２０时为搅拌２１１铁道建筑技术　　　　　ＲＡＩＬＷＡＹＣＯＮＳＴＲＵＣＴＩＯＮＴＥＣＨＮＯＬＯＧＹ２０１６　（增１　）·桥涵工程·完成后　　３０ｍｉｎ　内用完。由于温度对产品的凝结时间和早期强度有很大影响，在低温（　℃－２５）或高温（　℃４０）环境下应严格按照《桥梁灌浆料施工技术方法》进行施工及养护。无法恢复流动性的浆料切忌不可再次加水混合搅拌再用。　７．２压胶修复（１）进行压胶前应对压胶口和钻孔孔道内进行处理，将表面的灰尘、浮渣及松散层等污物清理干净，并用有机溶剂将边缘处擦洗干净，保持干燥。（２）压胶时应待下一个排气嘴出浆时立即关闭转心阀，压胶压力应保持稳定，宜为　　０．２ＭＰａ。并要按照从下到上的顺序进行灌筑，当上层压胶嘴有胶液溢出时，稳压　　５ｍｉｎ　后，密封该压胶嘴，然后移至上层继续施工。（３）当吸浆率小于　　０．１Ｌ／ｍｉｎ　时，应再继续压注几分钟方可停止压胶。压胶结束后应立即拆除管道，并清洗干净。（４）待缺陷内胶液达到初凝不外流时，方可拆除压胶嘴，并应用掺入水泥的胶液把压胶嘴处抹平封口。　７．３改性环氧树脂混凝土修复（１）强度：不低于原梁体混凝土强度，实施时可适当提高一个强度等级。（２）改性环氧树脂混凝土粗骨料：采用　５ｍｍ　豆石。（３）其他：可参考《环氧树脂砂浆技术规程》（　　ＤＬ／Ｔ５１９３－２００４）及其他相关技术规范。　７．４其他注意事项梁体上钻孔应避开钢筋，特别是预应力钢筋位置，施工时可依据现场实际情况适当移动孔位。　８结论向莆铁路连续梁梁底缺陷病害于　２０１４　年　１２　月２０　日治理完成，灌浆饱满强度符合设计要求［１０］，后期通过检测，桥梁运营状态良好，取得了理想的结果，为同类桥梁病害整治提供参考。参考文献［１］　铁建设函［２００５］２８５　号　新建时速　２００　公里客货共线铁路设计暂行规定［Ｓ］期［２］　　　　ＴＢ１０００２．１－２００５铁路桥涵设计基本规范［Ｓ］期［３］　　　　ＴＢ１０００２．３－２００５铁路桥涵钢筋混凝土和预应力混凝土结构设计规范［Ｓ］期［４］　　　　ＴＢ１０００５－２０１０铁路混凝土结构耐久性设计规范［Ｓ］期［５］　　ＣＥＣＳ２１：　２０００超声法检测混凝土缺陷技术规程［Ｓ］期［６］　　　　ＴＢ１００１３－２０１０铁路工程物理勘探规程［Ｓ］期［７］　铁建设［２０１０］２４１　号　铁路混凝土工程施工技术指南［Ｓ］期［８］　　　　ＴＢ１０７５２－２０１０高速铁路桥涵工程施工质量验收标准［Ｓ］期［９］　　　　ＴＢ１０４２４－２０１０铁路混凝土工程施工质量验收标准［Ｓ］期［１０］　　　ＴＢ１０４２６－２００４铁路工程结构混凝土强度检测规程［Ｓ］檪檪檪檪檪檪檪檪檪檪檪檪檪檪檪檪檪檪檪檪檪檪檪檪檪檪檪檪檪檪檪檪檪檪檪檪檪檪檪檪檪檪檪檪檪檪灰　　（上接第　１０６　页）技术支持；同时也为业主方、监理方和施工方编制桥梁防撞可实施性施工组织设计、合理安排工期、与地方各主管部门加强协调提供文件和技术支持；也为其它跨航道桥梁防船撞系统设计提供参考和借鉴。参考文献［１］　陈国虞灰防御船撞桥的桥墩防撞系统［Ｊ］期航海技术，２００１（１）：２４．［２］　岳磊，黄翔灰浮箱式桥墩防撞系统设计［Ｊ］期中外公路，２００９，２９（４）：１３３．［３］　项海帆，范立础，王君杰灰船撞桥设计理论的现状与需进一步研究的问题［Ｊ］期同济大学学报，２００２，３０（４）：３８６．［４］　严仁军，李荣，王勇，等期水路航运与桥墩防撞研究［Ｊ］期交通科技，２００３（３）：７２．［５］　茹利君灰深水桥梁基础钢套箱的设计与施工［Ｊ］期铁道建筑技术，２０１４（Ｓ１）：８２．［６］　裴玉良灰组合单臂钢围堰在水中桥梁施工中的应用［Ｊ］期铁道建筑技术，２０１３（９）：８．［７］　巫祖烈，徐东丰灰桥墩防撞系统评述［Ｊ］期重庆交通学院院报，２００６，２５（６）：２２．［８］　沈刚，伏耀华，金允龙灰泰州大桥中塔墩防船撞研究［Ｊ］期中国工程科学，２０１０，１２（４）：７３．［９］　张洪光，陈礼忠灰整体式钢浮箱在跨海大桥桥墩施工中的综合运用［Ｊ］期城市道桥与防洪，２００６（５）：１０５．［１０］杨柯灰船桥碰撞理论及桥墩防护系统的研究［Ｄ］期长沙：长沙理工大学，２０１０．［１１］史元熹，金允龙，徐俊灰黄石长江大桥主墩防撞系统设计［Ｃ］期中国桥梁科学技术学会除第十四届全国桥梁学术会议论文集，２０００：４７５．［１２］曹映泓，左智飞，罗林格除湛江海湾大桥柔性吸能防撞系统研究［Ｊ］期中外公路，２００６，２６（５）：７２．３１１铁道建筑技术　　　　　ＲＡＩＬＷＡＹＣＯＮＳＴＲＵＣＴＩＯＮＴＥＣＨＮＯＬＯＧＹ２０１６　（增１　）