淺談橋梁加固施工工藝及質(zhì)量檢測(cè)

梅建峰

(江蘇潤(rùn)揚(yáng)大橋發(fā)展有限責(zé)任公司)

潤(rùn)揚(yáng)大橋位于揚(yáng)州和鎮(zhèn)江境內(nèi)，是江蘇省“四縱四橫四聯(lián)”的重要組成部分，由于交通量壓力大，長(zhǎng)期處于重載車的碾壓、風(fēng)化以及施工缺陷，出現(xiàn)的病害，主要以現(xiàn)澆箱梁底板縱向裂縫和翼板、腹板橫向裂縫為主，這些裂縫均為有規(guī)則裂縫以及結(jié)構(gòu)混凝土破損、零星的劃痕和擦傷。

1 橋梁缺陷及范圍

1.1 橋梁主梁裂縫

橋梁主梁裂縫分主梁翼板裂縫與主梁腹板裂縫。翼板裂縫主要發(fā)生部位在現(xiàn)澆箱梁左右翼板，位置主要集中在墩頂、1/2、1/4 及3/4 跨處，裂縫形態(tài)為橫向裂縫，其寬度為0.1 ～0.2 mm，其長(zhǎng)度大部分均已貫穿;主梁腹板主要發(fā)生部位在現(xiàn)澆箱梁左右翼板，位置主要集中在1/2、1/4 及3/4跨處，裂縫形態(tài)為橫(豎)向裂縫，其寬度為0.1 ～0.2 mm，其長(zhǎng)度大部分均已貫穿。

1.2 箱梁裂縫

箱梁裂縫分主梁底板裂縫與主梁翼板、腹板裂縫。底板裂縫主要發(fā)生部位在現(xiàn)澆箱梁底板左右邊緣1.0 ～2.0 m 范圍內(nèi)，位置主要集中在1/2、1/4 及3/4 跨處，裂縫形態(tài)為縱向裂縫，其寬度為0.1 ～0.2 mm，其長(zhǎng)度大部分在2 m 以上;翼板、腹板裂縫主要發(fā)生部位在現(xiàn)澆箱梁左右翼板和腹板，位置主要集中在1/2、1/4 及3/4 跨處，裂縫形態(tài)為橫向裂縫，其寬度為0.1 ～0.2 mm，其長(zhǎng)度大部分均已貫穿。

1.3 結(jié)構(gòu)混凝土的破損

因施工原因造成部分橋梁的混凝土的破損，其中混凝土破損較多，破損露筋較少，且一般混凝土破損面積都在20 cm×20 cm，并主要分布在結(jié)構(gòu)的底板及立柱、蓋梁位置。1.4 其它

部分橋梁底板有零星的劃痕和擦傷，面積較小，多位于在主橋兼汽車通道處，且橋下堆積易燃物(或違建)對(duì)橋梁的整體耐久性構(gòu)成也威脅。

2 施工工藝及維修質(zhì)量檢測(cè)

2.1 對(duì)于橋梁主梁裂縫與箱梁裂縫處理方法

凡測(cè)出裂縫寬度大于0.15 mm 的用灌漿來(lái)解決;

凡測(cè)出裂縫寬度小于0.15 mm 的直接封閉來(lái)解決;如果裂縫密集則除用上述兩種方式解決外，還需進(jìn)行碳纖維布處理。

2.2 封閉處理

(1)封閉材料要求

漿液固化后抗拉強(qiáng)度及粘結(jié)強(qiáng)度大于被加固混凝土的抗拉強(qiáng)度。

(2)封閉方法

對(duì)裂縫寬度小于0.15 mm 者，做直接封閉處理，先開(kāi)V型槽先在裂縫上，然后用封縫材料進(jìn)行封閉。封縫材料必須能防止水汽侵入，腐蝕鋼筋。

根據(jù)裂縫寬度觀察儀所檢測(cè)出來(lái)的情況及灌漿要求確定封縫方法，裂縫寬度較大的可以采用水泥砂漿封縫，其余的一般采用環(huán)氧樹(shù)脂膠泥封縫。具體措施如下。

環(huán)氧樹(shù)脂膠泥封縫:用環(huán)氧樹(shù)脂基液作為底層涂在裂縫兩側(cè)(寬20 ～30 mm)，后抹一層1 mm 左右、寬20 ～30 mm的環(huán)氧樹(shù)脂膠泥且刮平整以保證封閉可靠。抹膠泥是防止產(chǎn)生小孔和氣泡。

水泥砂漿封縫;用環(huán)氧樹(shù)脂漿液在裂縫處理處用毛刷涂一層(厚1 ～2 mm)，涂刷平整均勻防止出現(xiàn)氣孔和波紋，再抹水泥砂漿封閉。

(3)灌漿處理

①灌漿材料要求

a 固化后漿液的抗壓、抗拉強(qiáng)度必須大于被加固混凝土強(qiáng)度的1.2 倍，粘結(jié)強(qiáng)度也必須大于混凝土的抗拉強(qiáng)度;

b 漿液的粘度小，可灌性好;

c 漿液固化后的收縮性小，抗?jié)B性好;

d 漿液固化后的抗壓、抗拉強(qiáng)度高，有較高的粘接強(qiáng)度;

e 漿液固化時(shí)間可以調(diào)節(jié)，灌漿工藝簡(jiǎn)便;

f 漿液應(yīng)為無(wú)毒或低毒材料

②施工步驟

a 依據(jù)檢測(cè)報(bào)告中所述需要維修的位置，現(xiàn)場(chǎng)核實(shí)裂縫的數(shù)量、長(zhǎng)度和寬度，根據(jù)實(shí)際情況用百分表、裂縫顯微鏡核查予以增減，并做好裂縫的標(biāo)注工作。

b 主梁裂縫采用壓力灌漿法施工，先用環(huán)氧漿液將裂縫構(gòu)成一個(gè)密封空腔，能有效控制的預(yù)留進(jìn)出口，借助專用灌漿泵將漿液壓入縫隙并使之填滿。

c 灌漿前先對(duì)裂縫進(jìn)行處理，其處理方法為:對(duì)混凝土構(gòu)件上的裂縫，用鋼絲刷、角磨機(jī)等工具，清理干凈以確保表面無(wú)油污、油脂、蠟狀物、灰塵以及附著物等影響修補(bǔ)效果的物質(zhì)，然后再用丙酮、酒精等有機(jī)溶液清洗并等到充分干燥或者也可以使用壓縮空氣吹去表面沙粒、灰塵，再用高壓水沖洗，使其干凈無(wú)灰塵，最后再用風(fēng)干、壓縮空氣沖吹或采用其他干燥措施使之充分干燥。

d 粘貼注漿口及封閉裂縫表面

采用專門(mén)用于注漿口的粘結(jié)劑將其與裂縫對(duì)齊粘貼，灌漿嘴一般采用一次性的塑料嘴或可重復(fù)使用的銅制嘴，灌漿嘴先套上15 cm 長(zhǎng)透明軟皮管，便于注漿和觀察液面，軟皮管兩頭必須用扎絲綁牢，以防止灌漿過(guò)程中掉下來(lái)影響施工，軟皮管皮厚度不易小于1 mm，直徑可比灌漿嘴略細(xì)，略加熱套上，且不容易松脫。因基本上均為單面裂縫，則一端灌漿嘴作為注漿嘴，另一端作為排氣嘴、出漿嘴，注漿口的間距根據(jù)裂縫的長(zhǎng)度及寬窄以30 ～40 cm 為宜，一般寬縫可稀布，窄縫宜密布，每一道裂縫至少須各有一個(gè)進(jìn)漿口和排氣口。注意注漿口必須對(duì)中，保證導(dǎo)流通暢，注漿口應(yīng)粘貼牢靠。

裂縫表面封閉時(shí)，為使混凝土裂縫完全充滿漿液，讓混凝土內(nèi)部結(jié)構(gòu)重新結(jié)合為整體，既保持足夠壓力的同時(shí)又要保持漿液不大量外滲，就必須對(duì)要處理的裂縫(除孔眼及注漿口外)表面，用環(huán)氧漿液沿裂縫走向均勻涂刷兩遍進(jìn)行封閉，形成封閉帶，寬度在6 ～8 cm 以實(shí)現(xiàn)密封。

e 檢測(cè)封閉效果——壓力試驗(yàn)

等到環(huán)氧漿液封閉裂縫硬化后，對(duì)其做必要的壓力試驗(yàn)，以檢查封閉帶效果是否達(dá)到封閉的效果，先在封邊帶上及注漿口周圍可涂肥皂水，0.2 ～0.4 MPa 的壓縮氣體通過(guò)灌漿嘴，如發(fā)現(xiàn)通氣后封閉帶有氣泡出現(xiàn)，說(shuō)明該部位漏氣，對(duì)漏氣部位可再次封閉，試氣時(shí)必須由低端往高端，這樣的好處使裂縫檢測(cè)全面。

f 灌漿操作

漿液配置按照廠家提供的不同漿材的配方及配制方法進(jìn)行。漿液一次配制數(shù)量有一定的限制，少了影響灌漿的效果，多了浪費(fèi)一般以漿液的進(jìn)漿速度及凝固時(shí)間來(lái)確定。

灌漿與試氣過(guò)程一樣，都是從下往上，從底端開(kāi)始?jí)簼{，在壓漿的推移下，裂縫中的空氣及壓漿從另一端的灌漿嘴排除出，當(dāng)裂縫內(nèi)的氣體后噴出漿液與壓入漿液的濃度相同時(shí)，且再無(wú)氣體出來(lái)時(shí)，停止壓漿，并將其封堵。貫通縫須在外表面裂縫處進(jìn)行封縫處理，從另一表面進(jìn)行灌封。對(duì)于已灌過(guò)的裂縫，當(dāng)漿液固化后可將漿嘴拆除，并在灌漿嘴處用環(huán)氧膠泥抹平。

開(kāi)灌前，先接通管道(壓漿管宜無(wú)色透明加勁塑料軟管)，打開(kāi)所有灌漿嘴上的閥門(mén)，用氣壓為0.2 MPa 以上的壓縮空氣將管道及裂縫吹干凈，壓漿順序由一端向另一端依次進(jìn)行，灌漿壓力以控制在0.2 ～0.4 MPa 為宜，壓力逐漸升高，注膠壓力應(yīng)控制在0.6 MPa 以下，過(guò)高的壓力可能使密封蓋脫開(kāi)或軟管爆裂，膠液四濺，造成危害，若使用停頓時(shí)間超過(guò)30 min，罐內(nèi)膠液宜流淌干凈，以備下次使用。

③檢測(cè)封閉及灌漿的效果

對(duì)已經(jīng)封閉好的裂縫檢查時(shí)可用壓力水灌注或0.3 MPa左右的壓縮空氣(壓力不能過(guò)高或過(guò)低)，也可直接沿著縫鉆芯取樣，以檢驗(yàn)灌漿密實(shí)的效果。采用灌漿修補(bǔ)裂縫的原因，一方面是其粘結(jié)劑的粘結(jié)力將其與混凝土內(nèi)部結(jié)構(gòu)重新結(jié)合為整體，恢復(fù)原有的強(qiáng)度，另一方面，可以阻斷空氣中的水分進(jìn)入梁體，以避免鋼筋和混凝土腐蝕，提高結(jié)構(gòu)的耐久性和抗?jié)B性。

2.3 粘貼碳纖維布的方法

(1)碳纖維布及粘布膠材料要求

本工程的碳纖維布及相應(yīng)的粘布膠由供應(yīng)商提供時(shí)，必須提供材料檢驗(yàn)合格證明和出廠檢驗(yàn)報(bào)告。面層樹(shù)脂、找平材料和浸漬樹(shù)脂的正拉粘結(jié)強(qiáng)度≥2.5 MPa，且大于被加固混凝土相應(yīng)強(qiáng)度的1.2 倍，現(xiàn)場(chǎng)做抗拉強(qiáng)度試驗(yàn)時(shí)，正拉粘結(jié)強(qiáng)度混凝土應(yīng)被拉壞。浸漬樹(shù)脂應(yīng)滿足以下要求:抗拉剪切強(qiáng)度≥10 MPa，抗拉強(qiáng)度≥30 MPa。碳纖維布的主要指標(biāo)應(yīng)滿足以下要求:抗拉強(qiáng)度指標(biāo)值≥3 000 MPa，彈性模量≥2.1 ×105MPa;延伸率≥1.5%。

(2)粘貼碳纖維布的步驟

①混凝土表面處理，鑿除被加固橋梁范圍內(nèi)梁體表面剝落、疏松、蜂窩、腐蝕等劣化混凝土，直到露出混凝土新鮮密實(shí)的骨料，并用修復(fù)材料將表面修復(fù)整平，按橋梁加固設(shè)計(jì)要求對(duì)表面裂縫進(jìn)行封閉處理，被粘貼混凝土表面應(yīng)打磨平整，吸附在混凝土表面的雜質(zhì)，直到完全露出結(jié)構(gòu)新層面，并保持干燥。

②配制并涂刷底層樹(shù)脂。按廠家提供的材料及配方配制底層樹(shù)脂，涂刷時(shí)應(yīng)保持薄且均勻，對(duì)于暴露鋼筋的地方及凹凸不平等不容易全部涂刷部位則須進(jìn)行反復(fù)涂刷，切記涂刷在底層樹(shù)脂時(shí)，厚度不得超過(guò)1 mm。

③找平材料的配制及對(duì)不規(guī)則地方修復(fù)處理。樹(shù)脂涂刷后應(yīng)間隔一段時(shí)間，一般為30 ～60 min，待基層中氣泡完全清除后，再用找平材料對(duì)其填補(bǔ)平整，且不留棱角。在碳纖維布拐角的地方須做圓弧處理，處理完成后將混領(lǐng)土表面清理干凈并保持干燥。

(3)浸漬樹(shù)脂或粘貼樹(shù)脂的配制與涂刷。碳纖維布的粘貼?，F(xiàn)場(chǎng)用裂縫寬度儀所檢測(cè)出來(lái)的裂縫寬度的數(shù)據(jù)結(jié)合規(guī)范要求的尺寸裁剪碳纖維布，并用配制好的浸漬樹(shù)脂均勻抹涂在準(zhǔn)備粘貼的部位，用專門(mén)特制的滾筒沿同一的方向反復(fù)用力滾壓以充分?jǐn)D排里面的氣泡，使浸漬樹(shù)脂充分浸漬碳纖維布中，切粘貼記滾壓時(shí)不得有損傷碳纖維布，使碳纖維布破損。多層粘貼重復(fù)上述步驟，待纖維布表面干燥時(shí)即抗壓進(jìn)行下一層粘貼。最后一層的碳纖維布表面也應(yīng)涂抹浸漬樹(shù)脂，碳纖維布若需搭接，搭接長(zhǎng)度不得低于0.15 m。如果搭接長(zhǎng)度低于0.15 m 則不能發(fā)揮粘貼碳纖維布的作用，最外邊面的碳纖維布均勻涂抹一層耐腐保護(hù)涂，以增加其持久性。

(4)質(zhì)量保證。碳纖維布及其配套材料的材料檢驗(yàn)合格證明必須有廠家提供的。對(duì)每一道工序處理結(jié)束后，都對(duì)其進(jìn)行質(zhì)量檢驗(yàn)，若出現(xiàn)質(zhì)量問(wèn)題，應(yīng)立即對(duì)其分析，找出問(wèn)題所在，再進(jìn)行返工。施工結(jié)束后必須再次進(jìn)行現(xiàn)場(chǎng)檢查與驗(yàn)收，檢查以評(píng)定碳纖維布與混凝土間的粘結(jié)牢固為主，用小錘等工具敲打碳纖維布表面，且應(yīng)該輕輕敲打。以敲打的回聲來(lái)判斷粘結(jié)效果，如出現(xiàn)空鼓等粘結(jié)布密實(shí)不牢現(xiàn)象，在碳纖維布未干透時(shí)趕緊應(yīng)采取必要補(bǔ)救措施。若粘結(jié)密實(shí)面積小于95%，則沒(méi)達(dá)到預(yù)期效果，需重新粘結(jié)施工。

因施工原因造成部分橋梁的混凝土的破損，其中混凝土破損較多，破損露筋較少，且一般混凝土破損面積都在20 cm×20 cm，并主要分布在結(jié)構(gòu)的底板及立柱、蓋梁位置。采用環(huán)氧混凝土修補(bǔ)，如果露筋的必須先除銹在修補(bǔ)。

(5)對(duì)于部分橋梁底板有零星的劃痕和擦傷，面積較小，多位于在主橋兼汽車通道處，應(yīng)在通道口設(shè)置明顯的限高標(biāo)志并保持完好，對(duì)橋下下堆積易燃物(或違建)定期清理。

3 結(jié)束語(yǔ)

潤(rùn)揚(yáng)大橋橋梁病害施工處理，經(jīng)檢查驗(yàn)收均符合設(shè)計(jì)和規(guī)范要求。通過(guò)這次對(duì)橋梁病害處理總結(jié)，為今后橋梁的病害處理具有重要意義。同時(shí)繁重的交通壓力，超載、超限車大量駛?cè)耄哟罅藰蛄旱牟『Ξa(chǎn)生的幾率，同時(shí)也加快橋梁病害發(fā)展的速度，使橋梁的壽命大大將低，因此對(duì)超載車輛應(yīng)加大查處力度，限制超載行駛，并且完善橋梁標(biāo)識(shí)設(shè)置，明確限載噸位，保障橋梁正常和安全運(yùn)作。并做好養(yǎng)護(hù)管理工作，建立健全橋梁檔案資料的收集和整理工作，一橋一檔，及時(shí)發(fā)現(xiàn)病害，及時(shí)解決，并且提高橋梁養(yǎng)護(hù)人員養(yǎng)護(hù)管理水平及橋梁檢查的技術(shù)水平，已延長(zhǎng)橋梁的使用壽命。

［1］公路橋梁加固設(shè)計(jì)規(guī)范(JTG/T J22－2008)［S］. 人民交通出版社，2008.

［2］于忠濤. 橋梁下部結(jié)構(gòu)裂縫病害加固處理［M］. 人民交通出版社，2010.

［3］碳纖維片材加固修復(fù)混凝土結(jié)構(gòu)技術(shù)規(guī)程(CECS146－2003)［S］.2007.