一种变截面连续箱梁底板崩裂区处理方法及修补结构

摘要

一种变截面连续箱梁底板崩裂区处理方法及修补结构，其中变截面连续箱梁底板崩裂区修补结构，包括修补区周围没被破坏的箱梁底板以及中间新浇筑的钢筋混凝土板，所述修补区的底部搭设有支架，所述修补结构还包括设于钢筋混凝土板顶部、纵向间隔搭设在两侧箱梁底板上的一列扁担梁，设于钢筋混凝土板底部的底模板，以及底模板底部、横向间隔布置在支架上的一排方木，所述扁担梁、钢筋混凝土板和底模板通过连接件刚性连接。本发明解决了传统处理方法修补过程复杂，修补质量不易控制，施工过程危险性较高的技术问题。

说明书

技术领域

本发明涉及一种采用支架法施工的连续箱梁底板在施工时由于张拉预应力的作用，使底板产生崩裂、剥落、脱空和波纹管裸露后对底板进行的处理方法以及修补结构。

背景技术

随着预应力箱梁桥在我国各地广泛应用，有关该桥梁在施工阶段出现的病害报告也越来越多，尤其是变截面连续箱梁底板混凝土在施工张拉预应力阶段底板崩裂等情况频繁出现。分析其原因，主要是变截面连续箱梁的底板下翼缘是一个曲线形的立面，设计时底板正应力束一般都平行于底板按竖直弧形曲线布置，布束密集。在施工阶段，往往因预应力束道定位不准或没有足够的定位筋或底板上下层钢筋网之间的加固勾筋安装不到位或数量不够，再加上施工时工人的踏踩，致使波纹管变形、移位或挤压而偏离设计位置，造成底板合扰束施加预应力后，出现严重崩裂现象，如波纹管下混凝土脱落，底板下层钢筋网整体掉落等。

变截面连续箱梁的底板崩裂或局部裂缝等质量问题一般在施加预应力后就会出现，若在孔道灌浆前发现，即可通过放松预应力进行箱体底板的修补。但是在工程实践中，特别是采用落地支架法施工时，往往要等落架时才发现底板剥落、脱空和裂缝等质量问题，而此时，孔道注浆完成，预应力已无法释放，给箱梁的修补维护带来了极大的困难。

发明内容

本发明提出了一种变截面连续箱梁底板崩裂处理方法及修补结构，要解决传统处理方法修补过程复杂，修补质量不易控制，施工过程危险性较高的技术问题。

本发明技术方案如下。

一种变截面连续箱梁底板崩裂处理方法，其特征在于，包括步骤如下。

步骤一：修补前准备；首先调查分析变截面连续箱梁底板崩裂区现场，在根据分析结果设计修补方案；

步骤二：施加荷载；首先把箱梁底板崩裂区已施加预应力换算为纵桥向线荷载，确定加载范围，然后在变截面连续箱梁的箱梁顶板上沿纵桥向中心线对称加载，并布设挠度检测点,对加载后箱梁挠度进行严格监控。

步骤三：搭设支架；在箱梁底板的修补区的投影位置，搭设支架并将施工平台完善。

步骤四：清除箱梁底板修补区剥落的混凝土，修整箱梁底板修补区混凝土界面；

步骤五：重新定位、补强变形的钢筋；将已经弯曲的箱梁底板下层钢筋复位，并在变形的钢筋边上绑补强钢筋。

步骤六：在修补区增设水平的钢网片。

步骤七：处理修补区混凝土界面；将修补区混凝土界面冲洗干净并晾干，在界面上均匀喷涂界面剂。；

步骤八：立模；搭设混凝土修补区浇筑用的模板，并将其底模板吊在箱梁底板上，底模板下方的方木上安装足够数量的附着式振捣器。

步骤九：浇筑混凝土；在搭建好的模板上浇筑混凝土，对浇筑完的混凝土板的顶面进行抹面处理，与原箱梁底板的顶面标高一致无错台，然后进行混凝土养护、拆模、修饰。

步骤十：卸载；将步骤二中施加的荷载卸除，使混凝土恢复压应力。

优选的，步骤二中变截面连续箱梁的箱梁顶板施加荷载方式采用在箱梁顶板上堆土或者堆砂，加载位置范围为沿纵桥向堆载的长度小于或等于修补区长度的10倍，沿横桥向荷载顶面宽度与连续箱梁两个外侧腹板之间的距离相等，然后按1：1放坡，堆载高度根据荷载在箱梁底板产生拉应力大小而定。

优选的，步骤二中检测点分箱梁顶板和底板两层布设。箱梁顶板上的检测点布设在堆载区四周外边缘处，箱梁底板检测点布设在两腹板的外侧面与底板下表面交界处。

优选的，步骤二中施加的荷载大小范围为荷载对修补区的混凝土产生的拉应力将修补区的混凝土原有的压应力抵消至2MPa以下，但不使剥落区的混凝土出现拉应力。

优选的，所述步骤四中，清除箱梁底板修补区剥落的混凝土时，若混凝土剥落后使原安装箱梁底板中的波纹管裸露面积大于或者等于裸露段波纹管面积的一半，将裸露段混凝土全部凿除，只留下波纹管；若混凝土剥落后使原安装箱梁底板中的波纹管裸露面积小于裸露段波纹管面积的一半，将剥落松散混凝土清除，露出混凝土坚硬骨料。

优选的，若裸露段的混凝土全部凿除，则在混凝土凿除区域增设拉筋，拉筋规格尺寸与箱梁底板崩裂区已有拉筋规格尺寸相同，拉筋沿箱梁纵向间距为15cm～25cm。

优选的，步骤六中，若混凝土剥落厚度小于3cm，增设的钢网片为钢丝网片；若混凝土剥落厚度大于或等于3cm，增设的钢网片为钢筋网片。

一种变截面连续箱梁底板崩裂区修补结构，包括修补区周围没被破坏的箱梁底板以及中间新浇筑的钢筋混凝土板，所述修补区的底部搭设有支架，其特征在于：所述修补结构还包括设于钢筋混凝土板顶部、纵向间隔搭设在两侧箱梁底板上的一列扁担梁，设于钢筋混凝土板底部的底模板，以及底模板底部、横向间隔布置在支架上的一排方木，所述扁担梁、钢筋混凝土板和底模板通过连接件刚性连接。

所述钢筋混凝土板内的钢筋结构包括有钢筋骨架和钢筋网片，所述钢筋网片水平布置在钢筋骨架的正下方，并与底模板之间留有间隙；所述钢筋骨架包括沿纵桥向向间隔布置的上层横向钢筋和下层横向钢筋、沿箱梁横向间隔布置上层纵向钢筋和下层纵向钢筋、将上层纵向钢筋和下层纵向钢筋对应固定连接的拉筋以及布置在拉筋间的一排预应力筋波纹管；所述上层横向钢筋和下层横向钢筋分别布置在上层纵向钢筋和下层纵向钢筋的外侧；所述上层横向钢筋、下层横向钢筋与拉筋构成一个个矩形钢筋框；所述预应力筋波纹管被围在矩形钢筋框中。

所述连接件包括竖直贯通扁担梁、钢筋混凝土板和底模板中的吊筋，以及吊筋两端的顶螺母和底螺母；所述顶螺母将吊筋与扁担梁固定，所述底螺母将吊筋与底模板固定；所述底模板通过连接件被吊在扁担梁上。

优选的，所述拉筋沿箱梁的纵向间距为15cm～25cm。

优选的，所所述吊筋的外侧套有吊筋套管。

与现有技术相比本发明具有以下特点和有益效果。

1、本发明提供一种通过对箱梁相应位置加载以降低或消除崩裂区的混凝土压应力，重新浇注崩裂区混凝土，再卸载使新浇筑的混凝土恢复压应力的处理方法，更加有效的解决传统处理方法修补过程复杂，修补质量不易控制，施工过程危险性较高的技术问题。

2、本发明与传统的修补方法相比，整个加载卸载处理过程操作更简便,质量更易控制，并且更加安全可靠。

3、本发明克服了传统的采用落地支架法施工的变截面箱梁在施工时，由于无法及时发现底板剥落、脱空和裂缝等质量问题，而导致的孔道注浆完成，预应力已无法释放，给箱梁的修补维护带来了极大的困难的缺点。

附图说明

图1为本发明中箱梁底板崩裂区处理时变截面连续箱梁的整体状态图；

图2为图1的左视图；

图3为图1中A的俯视结构示意图；

图4为图3中B-B的剖面结构示意图；

图5为发明中变截面连续箱梁底板崩裂区处理方法的流程图。

附图标记：1―变截面连续箱梁、2―支架、3―底模板、4―预应力筋波纹管、5.1―上层纵向钢筋、5.2―下层纵向钢筋、6―钢筋网片、7―吊筋、8―扁担梁、9.1―顶螺母、9.2―底螺母、10―吊筋套管、11―附着式振捣器、12―砂袋、13―方木、14―挠度观测点、15―拉筋、16.1―上层横向钢筋、16.2―下层横向钢筋、17―箱梁底板、18―箱梁顶板、19―外侧腹板、20―钢筋混凝土板。

具体实施方式

如图5所示，这种变截面连续箱梁底板崩裂处理方法，包括步骤如下。

步骤一：调查分析变截面连续箱梁底板崩裂区现场；对崩裂区现场进行全面的检查，包括变截面连续箱梁1的混凝土外观检查、强度检查，确定崩裂区混凝土凿开后的箱梁底板17的厚度、波纹管的位置以及上下钢筋层规格尺寸等，进行原因分析。

步骤二：设计修补方案；查明原因后，进行修补方案设计，即针对变截面连续箱梁，通过在变截面连续箱梁1的箱梁顶板18上加载以降低或抵消箱梁底板17崩裂区混凝土压应力，然后重新浇注箱梁底板17崩裂区混凝土，再卸载使新浇筑的混凝土恢复压应力。

步骤三：方案实施；在变截面连续箱梁1的箱梁顶板18上相应位置处进行堆砂压重，使剥落区的混凝土压应力降至2MPa以下，但不出现拉应力。完善支架2搭设，将剥落的混凝土彻底清除、修整，其中波纹管有一半露出的部位全部凿通，变形的钢筋重新定位、补强，增设钢筋网片6，立模浇筑混凝土。拆模后进行修饰。最后卸载，使混凝土恢复压应力，达到或接近设计数值。

本实施例中，混凝土剥落后使原安装箱梁底板17中的波纹管裸露面积大于裸露段波纹管面积的一半，所以将裸露段的混凝土全部凿除。

具体修补步骤如下。

1、在变截面连续箱梁1的箱梁顶板18上进行堆砂袋12；首先把箱梁底板17崩裂区已施加预应力换算为纵桥向线荷载(kN/m)，确定堆载砂袋12的范围(m)，然后在变截面连续箱梁1箱梁顶板18上沿纵桥向中心线对称加载，沿横桥向所堆载的沙袋12的顶面宽度与连续箱梁1两个外侧腹板19之间的距离相等，然后按1：1放坡，堆载高度根据荷载在箱梁底板产生拉应力而定，堆载高度控制原则为荷载在箱梁底板产生拉应力使剥落区的混凝土压应力降至2Mpa以下，不出现拉应力。布设挠度观测点14，挠度观测点14分箱梁顶板18和箱梁底板17两层布设，箱梁顶板18上的挠度观测点布设在堆载区四周外边缘，位于两端断面上的挠度观测点，分别布置在两侧堆载坡脚处和箱梁中心点处，位于纵桥向的挠度观测点布设在两侧的坡脚处,间距为5m；箱梁底板17的挠度观测点沿纵桥向布设在两外侧腹板19的外侧面与底板下表面交界位置处，间距为5m。对加载后箱梁挠度进行严格监控。

2、搭设支架；根据箱梁底板17的修复范围投影位置，搭设支架2并将施工平台完善，做好安全防护设施；

3、清除箱梁底板17崩裂区剥落的混凝土，修整箱梁底板17剥落的混凝土界面。

4、重新定位、补强变形的钢筋；将已经弯曲的箱梁底板17下层钢筋复位后，在其边上绑相同规格、尺寸的钢筋，钢筋与钢筋之间的连接采用单面焊，并保证焊接长度。凿通区域增设拉筋15，规格尺寸与原设计的拉筋相同，间距为20cm。

5、在崩裂区增设水平的钢网片；在混凝土剥落的地方全部增设钢筋网片6。

6、处理箱梁底板17剥落的混凝土界面；混凝土界面要求全部露出骨料，并将浮渣全部冲洗干净，将混凝土界面冲洗干净并晾干后，用喷雾器将界面剂均匀喷涂在界面上，界面剂对基层的粘结强度可有效避免抹灰层空鼓，脱落，收缩开裂等问题。

7、立模；在混凝土剥落的区域搭建模板；模板采用全新竹胶板加型钢加劲肋，在方木13上安装足够数量的附着式振捣器11，附着式振捣器11安装在修补区的四周，目的是确保厚度较薄的区域振捣密实。竹胶板与梁体贴合部位用双面胶全部封闭，顶紧后仔细检查。同时采用浇湿接缝的方法将底模吊在箱梁底板上，防止因温度引起的挠度变化对混凝土产生影响。

8、浇筑混凝土并对混凝土进行养生、修饰。

9、卸载；将1中施加的砂袋12卸除，使混凝土恢复压应力。

步骤四：至此，变截面连续箱梁底板崩裂区处理完成。

本实施例中，混凝土标号同原箱梁标号。为了使混凝土能流到每个角落，粗骨料仅采用瓜子片。浇筑前进行混凝土强度、流动性试验。

本实施例中，在施工时在正负弯矩最小的约1/4跨径处箱梁顶预留80*60cm的用于人员进出箱体和箱梁内模的拆除等的天窗，混凝土从箱梁内预留的天窗均匀下料，先用30振捣棒进行振捣，待底层基本铺满一层料之后开动附着式振捣器11，使混凝土均匀流向各个角落，并检查剥落区四周四否有浆流出。浇筑由一侧向另一侧缓慢进行，顶面进行抹面处理，与四周混凝土标高一致无错台。拆模后立即进行洒水养生，强度达到要求后，开始修饰工作。

如图1至图4所示，这种变截面连续箱梁底板崩裂区修补结构，包括修补区周围没被破坏的箱梁底板以及中间新浇筑的钢筋混凝土板20，所述修补区的底部搭设有支架2，所述修补结构还包括设于钢筋混凝土板20顶部、纵向间隔搭设在两侧箱梁底板上的一列扁担梁8，设于钢筋混凝土板20底部的底模板3，以及底模板3底部、横向间隔布置在支架2上的一排方木13，所述扁担梁8、钢筋混凝土板20和底模板3通过连接件刚性连接。

所述钢筋混凝土板20内的钢筋结构包括有钢筋骨架和钢筋网片6，所述钢筋网片6水平布置在钢筋骨架的正下方，并与底模板3之间留有间隙；所述钢筋骨架包括沿纵桥向向间隔布置的上层横向钢筋16.1和下层横向钢筋16.2、沿箱梁横向间隔布置上层纵向钢筋5.1和下层纵向钢筋5.2、将上层纵向钢筋5.1和下层纵向钢筋5.2对应固定连接的拉筋15以及布置在拉筋15间的一排预应力筋波纹管4；所述上层横向钢筋16.1和下层横向钢筋16.2分别布置在上层纵向钢筋5.1和下层纵向钢筋5.2的外侧；所述上层横向钢筋16.1、下层横向钢筋16.2与拉筋15构成一个个矩形钢筋框；所述预应力筋波纹管4被围在矩形钢筋框中。

所述连接件包括竖直贯通扁担梁8、钢筋混凝土板20和底模板3中的吊筋7，以及吊筋7两端的顶螺母9.1和底螺母9.2；所述顶螺母9.1将吊筋7与扁担梁8固定，所述底螺母9.2将吊筋7与底模板3固定；所述底模板3通过连接件被吊在扁担梁8上。

本实施例中，所述吊筋7的外侧套有吊筋套管10。

本实施例中，所述吊筋套管10的顶部与钢筋混凝土板20的上表面平齐，所述吊筋套管10的低部伸出底模板3的下表面。

本实施例中，所述钢筋网片6与底模板3之间的所浇筑的混凝土保护层厚度为不小于30cm。

本实施例中，所述拉筋15沿箱梁的纵向间距为20cm。

本实施例中，每个矩形钢筋框中预应力筋波纹管4的数量为2。

本说明书实施例所述的内容仅仅是对发明构思的实现形式的列举，本发明的保护范围不应当被视为仅限于实施例所陈述的具体形式，本发明的保护范围涵盖本领域技术人员根据本发明构思所能够想到的等同技术手段。