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下载-曼卡特 厦门海沧大桥东渡互通立交 裂 缝 处 理 铁道第一勘测院厦门分院 2002年12月 厦门海沧大桥东渡互通立交裂缝处理 厦门海沧大桥东渡互通立交裂缝处理 一、东渡互通立交概况 东渡互通立交是一座大型城市立交枢纽。位于厦门岛西部，在海沧大桥东引桥与319国道交汇处，交叉中心位于海沧大桥K6+627和疏港路(319国道)K1+872处。它是海沧大桥的一个重要组成部分。立交型式为三层全互通、全定向立交桥，包括主线桥、6条匝道(A、B、C、D、E、F匝道)及一座人行天桥;主线桥起点桩号K7+300，全长780米，桥宽24.5m~32.0m，主线桥梁部均为双向预应力结构，跨径30m~50m。六条匝道总长2954m，匝道桥长1811.79m，A、D匝道桥宽为11.5米，B、C、E、F匝道桥宽为9米，所有匝道均位于平曲线上，桥跨布置较为复杂，最小跨径为21米，最大跨径为35.09米，匝道桥每联均为多跨连续结构，梁部均为普通钢筋砼结构。在B、C、E、F匝道桥台后面填方路基两侧设置直立式路肩档土墙，与桥台相连，并在其上设防撞墙。AKO+142~AKO+292段为挖方路堑，左侧设置护面墙，右墙为水泥砂浆抹面。 二、东渡互通立交现状 东渡互通立交于1998年元月开工，1999年12月30日建成通车。2001年下半年，福建省交通科研所对该工程进行了全面普查，发现部分梁部结构存在裂缝，个别地方出现空洞、露筋和露波纹管现象，具体情况如下: 1、主引桥 (1) 右幅五联23跨中18跨梁侧出现竖向裂缝，或梁底出现纵向、横向或斜 向裂缝，裂缝主要集中在桥墩附近及跨中附近梁底和梁侧，部分梁底裂缝延伸至 梁侧，部分环氧树脂修补的裂缝有扩展迹象。较不利跨为第一联第三跨和第三联 第四跨，第一联第三跨跨中附近出现11条横向裂缝，最大缝宽为0.34mm，部分 裂缝延伸至梁侧;第三联第四跨48,墩附近梁底出现5条横裂缝，最大缝宽为 0.42mm，部分裂缝延伸至梁侧，梁侧最大缝宽为0.66mm。第一联第二跨梁底出 现较为严重空洞、露筋和露波纹管。部分梁底砼表面局部蜂窝、麻面、流白灰。 (2) 左幅五联23跨中21跨梁侧出现竖向裂缝，或梁底出现纵向、横向或斜 向裂缝，裂缝主要集中在桥墩附近的梁底和梁侧，部分梁底裂缝延伸至梁侧，裂 1 铁道第一勘测设计院厦门分院 厦门海沧大桥东渡互通立交裂缝处理 缝处流白灰，个别环氧树脂修补的裂缝继续扩展。较为不利的跨为第二联第四跨和第三联第四跨，第二联第四跨L/4至L/2范围梁底出现17条横向裂缝，缝宽为0.14mm-0.24mm，其中10条裂缝延伸至梁侧;第三联第四跨48,墩附近梁底出现横向裂缝，最大缝宽为0.42mm，部分裂缝延伸至梁侧。第三联第四跨第三联第一跨梁底出现较严重空洞、露筋。部分跨梁底砼表面局部蜂窝、麻面、流白灰。 左、右幅出现的病害基本类似，表现为箱梁梁侧出现竖向裂缝，或梁底出现纵向、横向或斜向裂缝，裂缝主要集中在桥墩附近的梁底和梁侧，部分梁底裂缝延伸至梁侧，裂缝处流白灰，部分环氧树脂修补的裂缝继续扩展。部分桥跨梁底砼表面局部蜂窝、麻面、流白灰及出现严重空洞、露筋和露波纹管。 2、A匝道桥: 裂缝大部分分布在跨中附近梁侧，呈竖向、斜向开裂，部分缝宽超限值，个别裂缝向翼缘板、梁底延伸，裂缝最大缝宽为0.50mm，缝宽最大处为第一联第二跨、第二联第五跨。梁侧有混凝土修补痕迹;梁右侧有两处麻面、1处露骨;梁底1处麻面，面积500cm×500cm; 梁右侧有1处麻面，面积100cm×20cm 3、B匝道桥: 裂缝大部分分布在跨中附近梁侧，呈竖向、斜向开裂，个别裂缝向翼缘板、梁底延伸，部分缝宽超限值;最大缝宽为0.50mm，缝宽最大处为第一联第四跨。翼缘板左侧有1处流白灰;梁左右侧均有1处砼修补痕迹，渗水各1处。 4、C匝道桥: 箱梁梁侧出现较多竖向和斜向裂缝，部分裂缝宽度超过限值，最大缝宽为0.50mm,个别裂缝延伸至翼缘板，梁底出现少量裂缝，但裂缝宽度均未超过限值;裂缝较严重有以下4跨:第一联第四跨梁体出现48条裂缝，其中20条裂缝宽度超过限宽，最大缝宽为0.50mm，个别裂缝延伸至翼缘板;第二联第一跨梁体出现50条裂缝，其中18条裂缝宽度超过限宽;最大缝宽为0.46mm;第三联第三跨梁侧出现36条裂缝，其中27条裂缝宽度超过限宽，最大缝宽为0.40mm;第三联第四跨梁侧出现43条裂缝，其中12条裂缝宽度超过限宽，最大缝宽为0.42mm。翼缘板局部砼表面流白灰。 5、D匝道桥: 第二、三联为普通钢筋砼箱梁，梁侧出现较多竖向和斜向裂缝，且缝宽超过 2 铁道第一勘测设计院厦门分院 厦门海沧大桥东渡互通立交裂缝处理 限值的裂缝较多，最大缝宽为0.60mm，个别裂缝延伸至翼缘板和梁底。病害较严重者为第二联第一跨，梁右侧出现24条竖向裂缝，裂缝宽0.10mm~0.38mm，2条裂缝超限值，裂缝长1.1m，8条裂缝延伸至翼缘板长1.0m~2.6m,12条裂缝延伸至梁底长0.2m~5.5m;8条斜向裂缝，裂缝宽0.16mm~0.38mm，3条裂缝超限值，长1.1m，3条裂缝延伸至梁底0.2m~3.0m。梁左侧出现13条竖向裂缝，裂缝宽0.08mm~0.40mm,5条裂缝超限值，裂缝长1.1m，6条裂缝延伸至梁底长0.3m~5.5m;14条斜向裂缝，裂缝宽0.10mm~0.60mm，5条裂缝延伸至翼缘板长2.0m~2.6m. 6、E匝道桥: 梁两侧竖向、斜向开裂，个别向翼缘板、梁底延伸，部分缝宽超限值;梁左右侧均有1处砼修补痕迹且延伸至翼缘板，面积分别为250cm×20cm、320cm×20cm;两处砼修补痕迹，其中1处为翼缘板到梁底的全断面修补痕迹;梁左侧2处砼修补痕迹，梁左侧1处砼修补痕迹，面积为230cm×10cm。 7、F匝道桥: 箱梁梁侧出现较多竖向、斜向裂缝，且缝宽超过限值较多，最大缝宽为0.46mm，部分裂缝延伸至翼缘板和梁底。裂缝较严重有以下4跨:第一联第一跨梁体出现42条裂缝，其中13条裂缝宽度超限宽，最大缝宽为0.40mm，部分裂缝延伸至翼缘板和梁底;第一联第四跨梁体出现33条裂缝，其中15条裂缝宽度超限宽，最大缝宽为0.46mm;第二联第一跨梁侧出现48条裂缝，其中10条裂缝宽度超限宽，最大缝宽为0.40mm;第二联第五跨:梁侧出现41条裂缝，其中10条裂缝宽度超限宽，最大缝宽为0.40mm。翼缘板局部砼表面流白灰。 8、以上所述为裂缝及其他缺陷概况，更为详细的内容详见《海沧大桥引桥外观检查报告(东渡互通立交工程)》。 三、裂缝原因分析 根据2001年福建省交通科研所提交的《海沧大桥引桥外观检查报告(东渡互通立交工程)》。结合结构特性，受力原理，东渡互通立交的裂缝主要分为收缩裂缝、温度裂缝、施工裂缝、缺陷裂缝等四大类。分述如下: 1、收缩裂缝 3 铁道第一勘测设计院厦门分院 厦门海沧大桥东渡互通立交裂缝处理 各匝道所有普通钢筋砼箱梁腹板裂缝均为收缩裂缝，其特点是:裂缝为垂直裂 缝(若是受力裂缝应为斜向)，大部分分布在跨中(受力斜裂缝多分布在支点附近)。 该部分裂缝的成因是由于腹板相对较厚、收缩量较大，同时，施工时侧模板拆除较 早，养护水无法至腹板也造成腹板砼收缩量较大。这类裂缝在施工期间已发现。经 过近三年运营，近期我院设计人员又到现场查看，裂缝并无太大变化。 2、温度裂缝及局部应力裂缝 引桥支点附近的梁底横向裂缝多为温度裂缝，少量为局部锚下裂缝。这部分裂 缝从受力角度看为变形裂缝。开裂后应力立即释放。从结构承载能力极限状态的破 坏形态上看，支点附近达到极限承载力时的破坏状态应是顶板开裂。因此该部分裂 缝不会导致结构的破坏。同时裂缝区域底板无预应力钢束通过，不会对预应力筋造 成损害。 3、施工裂缝 这部分裂缝多分布在节段的新旧砼结合面，与施工时结合面的处理、砼浇筑情 况有关系。 4、缺陷裂缝 引桥跨中附近底板的裂缝为缺陷裂缝，该类裂缝的出现是由于在结构安全储备 量不大的情况下，由于施工误差(报告中反映有空洞、露筋等)及温度等不利影响 而造成局部开裂。 四、裂缝处理(本报告的裂缝处理未包括中交二院设计的D匝道第一联) 针对上述四种裂缝，结合结构特点，根据各类裂缝的危害程度提出了注浆、封 闭、粘贴碳纤维布加强三种措施。 (一)注浆、封闭 上述四类裂缝中，宽度0.1mm以上的裂缝均需进行注浆或封闭处理。其中宽度 0.2mm以上的进行注浆处理，宽度0.1,0.2mm者进行封闭处理(0.1mm以下者不作 处理)。 1、注浆 对于进行注浆处理的裂缝建议用注射法或压力灌浆法进行处理，注浆用环氧树脂，两种方法的施工措施分述如下: 4 铁道第一勘测设计院厦门分院 厦门海沧大桥东渡互通立交裂缝处理 ? 注射法 a、查明裂缝 灌浆前要求对裂缝情况进行详细的检查、(例如:裂缝所在匝道号、跨位、墩号、部位、长度、宽度、是否贯通)。 b、表面处理 须粘上密封剂的表面应预先用磨砂圆盘或金属丝刷子处理，如果表面上有油，需用稀释剂擦掉。必要时需用高压空气清吹干净。 ;、确定注射点 根据注射施工法的特点及裂缝性状，确定有效的注射点。 ,、固定好注射器特制底盘 把注射器特制底盘固定在预先确定的注射点，特别注意底盘中心要与裂缝的中心位置吻合。 ,、密封 用足量的密封剂把每条裂缝的表面密封好，以确保注入物不外流。 ,、处理密封剂 在开始注射操作以前，核查密封剂已被全部处理好。 ,、注射树脂 根据施工现场具体情况选好适当的注射物后，把注射器安装在底盘上，然后装上所需数量的橡皮筋。选定的注入材料就通过底盘注入裂缝中。 ,、添加注射物 如果圆筒注射器内的材料用完，需添加一些，则取下空注射器，然后将另外装有树脂的注射器安装在原注入点继续注射。 ,、处理和拆下圆筒注射器 当注射材料固化24小时后，就可以拆下来。 ,、拆下底盘和表面处理 拆下底盘后，用磨砂石把残余的材料去掉，使结构回复平整的表面。 5 铁道第一勘测设计院厦门分院 厦门海沧大桥东渡互通立交裂缝处理 曼卡特灌封胶系列配圆筒注射器 ? 压力灌浆法 ,、检查裂缝 灌浆前要求对裂缝情况进行详细的检查、记录(例如:裂缝所在匝道号、跨位、墩号、部位、长度、宽度、是否贯通)。 ,、裂缝表面处理 将粘附在混凝土表面上的灰浆、尘土清除，宽约6cm的范围，将粘压浆咀处的裂缝内异物清干净，然后用高压空气清吹干净。若有油污则用丙酮清洗。 c、粘贴压浆嘴 6 铁道第一勘测设计院厦门分院 厦门海沧大桥东渡互通立交裂缝处理 将压浆咀底板粘贴面用砂布擦亮，并用丙酮擦洗干净，再检查是否完好;然后用胶粘贴在需压浆处的裂缝表面，压浆嘴齐缝每隔20cm,50cm左右布置一个。 d、封闭裂缝 用配制好的环氧胶泥将压浆咀及裂缝表面封闭密实。 e、密封检查 待环氧胶泥固化后，检查封缝效果，若有泄漏情况，再补刮环氧胶泥。 f、配置压浆液 在现场根据气温和裂缝的部位、宽度、走向选用相应的浆液。 g、压力灌浆 压力灌浆设备的压力要?0.60MPa，压浆过程中，始终观察浆液是否流动，流速大小，终压时压力要达到0.20MPa,0.60 MPa，并持压2,3分钟。压灌次序为低位向高位压浆依次进行。 h、封口结束，外观处理 压浆完毕，关上压浆嘴，第二天浆液固化后，敲掉压浆嘴及封缝的环氧胶泥，再利用角磨机打磨，最后进行外观处理。 2、封闭 对于裂缝宽度为0.1,0.2mm，无法注浆者，进行封闭处理。裂缝封闭的具体要求如下: ,、检查裂缝 封闭前要求对裂缝情况进行详细的检查、记录(例如:裂缝所在匝道号、跨位、墩号、部位、长度、宽度、是否贯通)。 ,、裂缝表面处理 将粘附在混凝土表面上的灰浆、尘土清除，宽约6cm范围(如果裂缝较密集宽度加大)，将裂缝内异物清理干净，然后用高压空气清吹干净，若有油污则用丙酮清洗，均匀涂刷环氧树脂纯浆液。 ;、配置喷涂浆液 在现场根据气温和裂缝的部位选用相应的喷涂浆液配方。 ,、压力喷涂 压力喷涂设备的压力?0.6MPa，喷浆压力根据不同部位控制在0.2MPa,0.4MPa，喷 7 铁道第一勘测设计院厦门分院 厦门海沧大桥东渡互通立交裂缝处理 涂总厚度控制在5mm，分两次完成，喷涂过程中始终观察喷涂浆液的浓度，是否有浆液下垂情况，随时调整浆液浓度和压力。 (二)粘贴碳纤维布加固 对于第三、四类裂缝除了采用注浆外，尚应采用粘贴碳纤维布的方式进行加强，需加强的结构为东引桥第一联50m跨度梁体(37,,39,)及出现开裂的施工接缝(没出现开裂的施工接缝不需加强)。具体粘贴位置及尺寸见附图。碳纤维材料为PAN基碳纤 2维，纤维布12K碳纤维丝成型，选用的碳纤维重量为300g/m。粘贴碳纤维布施工步骤如下: 1、面层处理 混凝土表面的劣化层(例如:风化、游离石灰、脱模剂、剥离的砂浆、粉刷层、污物等)必须用砂轮机去除并研磨。用空气喷嘴、砂轮机与毛刷将待补强区的粉尘及松动物质去除，用水洗净后，必须使其充分干燥。 2、断面修复 将混凝土面层的不良部分(例如:剥落、孔隙、蜂窝、腐蚀等)清除。若有钢筋外露情形，必须先做好防蚀处理，再以强度相等或大于混凝土的环氧胶树脂砂浆材料修补。裂缝以环氧树脂灌注。裂缝或打除部分若有漏水情形时，应先做好止水、导水处理。 8 铁道第一勘测设计院厦门分院 厦门海沧大桥东渡互通立交裂缝处理 3、表面修正 表面平整度凸出部分(小突起等)以切割机或砂轮机将其铲除并使其平滑。凹陷部分(打除部分)以找平修补胶或树脂砂浆填补。转角处需研磨至凸角R,20毫米(R,曲率半径)以上，凹角则以树脂砂浆填补。 4、底层涂料 选用适当的底层涂料用毛刷滚轮平均涂布。 5、碳纤维片材的粘贴 纤维贴片预先以剪刀、刀子依所设计的尺寸大小裁好。依使用量剪裁尺寸、长度在2米以内最适当。强化纤维粘贴于树脂涂布面后，以毛刷滚轮和橡皮刮刀顺着纤维方向用 9 铁道第一勘测设计院厦门分院 厦门海沧大桥东渡互通立交裂缝处理 力推平，使树脂浸透并去除气泡，纤维(长向)方向的搭接长度至少要留10厘米，短向则不用留。粘贴后放置30分钟，若纤维有浮出或脱线情形发生时，以滚轮或橡皮刮刀压平修正。 (三)其他缺陷修复 1、空洞的处理 ,、检查 灌浆前要求对空洞情况进行详细的检查、记录。 ,、空洞表面处理 清除空洞内异物，铲除附粘混凝土颗粒。施工期间修补部位的空洞、裂缝将其空洞 10 铁道第一勘测设计院厦门分院 厦门海沧大桥东渡互通立交裂缝处理 内异物，直到周边混凝土密实坚硬无附粘混凝土。 ;、配置喷填环氧混凝土 现场根据气温及空洞的部位相应进行配置。 ,、压力喷填 压力喷填设备的压力?0.6MPa，喷填压力根据不同部位控制在0.20MPa,0.40 MPa，喷填厚度一次控制在20mm厚，待初凝后再进行下一次喷填直至填平。 ,、外观处理 待喷填料硬化后用磨石机打磨进行外观处理。 2、露筋的处理 ,、检查 处理前要求对露筋情况进行详细的检查、记录。 ,、表面处理 将露筋部位的灰浆，附粘混凝土颗粒铲除，用钢丝刷清除钢筋表面铁锈，然后用高压空气清吹干净，再用丙酮清洗钢筋及周边混凝土，均匀涂刷环氧树脂纯浆液。 ;、配置喷涂浆液，进行压力喷涂步骤方法同裂缝封闭处理。 (四)施工注意事项 1、在施工之前请仔细阅读《海沧大桥引桥外观检查报告(东渡互通立交工程)》。对报告中不详之处重新普查。 2、箱梁底板、腹板裂缝注浆时间宜选在气温稍高的季节，并确保注浆时间选在气温较高的午后，应避开22?00,11?00这段时间。 3、粘贴碳纤维布的时间应选在日气温较低的时段进行。 4、不论是注浆还是封密的方式处置裂缝，均不提倡凿宽裂缝表面，以免影响外观。 5、本报告提出的裂缝注浆与封闭的缝宽界限为0.2mm，有条件时，0.2mm以下裂缝应尽可能采用注灌缝胶处理。 6、碳纤维布的粘贴方向为顺桥向。 7、对于整个立交而言，进行缺陷处理时宜先从引桥第五联开始，先引桥后匝道桥。 11 铁道第一勘测设计院厦门分院