既有橋梁預(yù)防性養(yǎng)護(hù)設(shè)計(jì)方法

張 健

(遼寧省交通規(guī)劃設(shè)計(jì)院有限責(zé)任公司 沈陽市 110166)

1 預(yù)防性養(yǎng)護(hù)的目的及意義

特大橋及大橋的設(shè)計(jì)使用年限為100年，中橋的設(shè)計(jì)使用年限為50～100年，小橋及涵洞的設(shè)計(jì)使用年限為30～50年。橋梁能否達(dá)到設(shè)計(jì)使用年限取決于設(shè)計(jì)、施工及養(yǎng)護(hù)，近幾年，橋梁的預(yù)防性養(yǎng)護(hù)工作剛剛開展，國內(nèi)對(duì)橋梁預(yù)防性養(yǎng)護(hù)設(shè)計(jì)的相關(guān)技術(shù)還不成熟。如何對(duì)橋梁做好預(yù)防性養(yǎng)護(hù)設(shè)計(jì)，提高橋梁的耐久性能，延長橋梁的正常使用年限，是預(yù)防性養(yǎng)護(hù)工作的關(guān)鍵。

2 預(yù)防性養(yǎng)護(hù)材料的選擇

2.1 耐久性維修的材料

(1)裂縫修補(bǔ)膠

橋梁裂縫修補(bǔ)時(shí)采用注射或壓力灌注膠的性能指標(biāo)須符合表1的規(guī)定。

表1 裂縫修補(bǔ)膠性能指標(biāo)

(2)銹轉(zhuǎn)化劑

銹轉(zhuǎn)化劑主要用于混凝土剝落后鋼筋外露銹蝕部位的除銹、防銹，性能指標(biāo)須符合表2的規(guī)定。

(3)聚合物砂漿

結(jié)構(gòu)混凝土剝落、露筋部位，鋼筋除銹后采用聚合物砂漿維修。適用于厚度不大于30mm的缺損部位維修，性能指標(biāo)須符合表3的規(guī)定。

表2 銹轉(zhuǎn)化劑性能指標(biāo)

表3 聚合物砂漿性能指標(biāo)

2.2 滴水檐

采用直角形3.0cm×3.0cm的鋁合金條或耐老化橡膠條在上部結(jié)構(gòu)兩側(cè)邊梁外翼緣距外側(cè)5～10cm位置，采用錨固和粘貼的方式設(shè)置于翼緣底緣，粘貼時(shí)可用結(jié)構(gòu)加固用膠粘劑。

2.3 集水裝置

集中排水裝置設(shè)置于對(duì)應(yīng)伸縮縫的兩片主梁外側(cè)翼緣及腹板處，通過伸縮縫橡膠條止水帶將橋面雨水導(dǎo)入接水槽內(nèi)，由接水槽傳入雨水斗，最后統(tǒng)一由排水管排到橋下特定位置。目的是防止橋面雨水侵蝕上、下部結(jié)構(gòu)而受水害影響導(dǎo)致梁體混凝土腐蝕、鋼筋銹脹等。集水裝置中的雨水斗采用不銹鋼制成，與主梁采用鉚釘連接；接水槽采用1.5mm厚鍍鋅鋼板，沿伸縮縫方向布置到主梁翼緣根部，與主梁采用鉚釘連接；排水管采用DN100普通UPVC實(shí)壁排水管，粘接連接，排水管道在安裝時(shí)應(yīng)盡量靠主梁、蓋梁及擋塊進(jìn)行安裝。

圖1 集中排水裝置構(gòu)造圖

2.4 防腐防滲涂裝

混凝土采用的防腐防滲涂裝應(yīng)具有良好的附著性、耐堿性以及耐腐蝕性。涂裝系統(tǒng)由底涂層、中間涂層和面涂層組成。底涂層應(yīng)具有滲透性能，面涂層應(yīng)具有抗老化性能。底涂層宜采用環(huán)氧封閉底漆，中間涂層宜采用柔性環(huán)氧中間漆，面涂層宜采用柔性聚氨酯面漆；三層涂裝均須滿足所采用材料的相關(guān)技術(shù)要求。配套涂層體系的技術(shù)要求見表4：

表4 配套涂層體系的技術(shù)要求

2.5 瀝青橋面微封層

瀝青橋面微封層是由砂、水和特質(zhì)瀝青還原劑組合而成。砂必須是干凈、堅(jiān)硬且不規(guī)則的金剛砂或玄武巖材料，不含土、灰、鹽堿和有機(jī)物。水必須是干凈的飲用水，為常溫狀態(tài)。特質(zhì)瀝青還原劑與瀝青必須能夠緊密粘合，為防水性好且能阻止鹽和其它物質(zhì)滲入路面的防水性材料；材料中含高分子聚合物，能有效延長瀝青路面的使用壽命；其性能指標(biāo)須符合表5的要求：

表5 特質(zhì)瀝青還原劑性能指標(biāo)

3 預(yù)防性養(yǎng)護(hù)設(shè)計(jì)的方法及要點(diǎn)

養(yǎng)護(hù)前僅針對(duì)橋梁檢查時(shí)存在表觀病害進(jìn)行耐久性維修，之后對(duì)橋梁進(jìn)行預(yù)防性養(yǎng)護(hù)，整項(xiàng)工作不對(duì)橋梁結(jié)構(gòu)或構(gòu)件進(jìn)行加固，不提高原結(jié)構(gòu)或構(gòu)件承載能力。

3.1 耐久性維修設(shè)計(jì)

在橋梁檢查時(shí)對(duì)存在的表觀病害進(jìn)行徹底維修，將橋梁技術(shù)狀況等級(jí)提升為1類再進(jìn)行預(yù)防性養(yǎng)護(hù)工作，以達(dá)到提高橋梁的耐久性能及延長正常使用年限的目的。

(1)對(duì)寬度在0.15mm以下的受力裂縫，采用裂縫封閉膠對(duì)其進(jìn)行涂刷封閉處理；對(duì)寬度在0.15mm及以上的受力裂縫，采用裂縫封閉膠對(duì)其進(jìn)行注膠封閉處理。

(2)銹脹裂縫及混凝土剝落露筋部位，先鑿除腐蝕破損的混凝土，鋼筋除銹后采用聚合物砂漿進(jìn)行維修。在鑿除混凝土?xí)r需多鑿除一部分未破損的部位，以方便鑿成正規(guī)形狀及新舊混凝土的結(jié)合。

(3)對(duì)伸縮縫裝置的型鋼斷裂或嚴(yán)重變形及錨固區(qū)混凝土受力過大以致于影響到正常伸縮功能的，須整體更換伸縮縫裝置。橡膠條止水帶如有斷裂、破損現(xiàn)象，須整體更換橡膠條。

3.2 上、下部結(jié)構(gòu)預(yù)防性養(yǎng)護(hù)設(shè)計(jì)

橋梁在受力狀態(tài)下及受水蝕作用下均會(huì)產(chǎn)生病害，故全橋病害進(jìn)行耐久性維修之后，須對(duì)水蝕作用部位做預(yù)防性養(yǎng)護(hù)：

(1)對(duì)全橋邊梁外側(cè)翼緣處設(shè)置滴水檐，防止雨水通過翼緣侵蝕梁體，造成主梁水害。

(2)對(duì)應(yīng)伸縮縫處翼緣、腹板位置設(shè)置集中排水裝置，即將橋面雨水通過伸縮縫止水帶導(dǎo)入集水裝置內(nèi)，統(tǒng)一排到橋下固定的位置。

(3)兩側(cè)邊梁外側(cè)翼緣、腹板外側(cè)及梁底面涂刷防腐防滲涂裝；全橋伸縮縫處墩臺(tái)蓋梁(含擋塊)全部側(cè)面、底面及頂面均涂刷防腐防滲涂裝；全橋伸縮縫處墩柱表面均涂刷防腐防滲涂裝。若橋梁地理位置于沿海氣候環(huán)境下，須對(duì)全橋墩臺(tái)蓋梁及墩柱表面進(jìn)行涂刷防腐防滲涂裝。

3.3 橋面系預(yù)防性養(yǎng)護(hù)設(shè)計(jì)

維修橋面鋪裝、伸縮縫裝置及防撞護(hù)欄的病害之后，橋面系也須對(duì)水蝕作用部位做預(yù)防性養(yǎng)護(hù)：

(1)橋面鋪裝瀝青采用超薄微封層防腐，延長橋面瀝青鋪裝的使用壽命。

(2)全橋防撞墻涂刷防腐防滲涂裝；防撞鋼護(hù)欄、防撞墻頂鋼管扶手涂刷防銹漆。

(3)若泄水管過短或有損壞，須進(jìn)行接長或更換，防止橋面雨水侵蝕梁體。

3.4 注意事項(xiàng)

上、下部結(jié)構(gòu)在橋梁修建時(shí)若已做防腐防滲涂裝，在后期預(yù)防性養(yǎng)護(hù)時(shí)須檢查已做的防腐防滲涂裝是否存在老化、起皮及脫落現(xiàn)象。若存在的面積較小，應(yīng)將老化部位打磨之后重新涂刷；若存在的面積較大，應(yīng)將整個(gè)構(gòu)件打磨去除原涂裝之后重新做防腐防滲涂裝。

混凝土防腐防滲涂裝包括基面處理、底涂、中涂、面涂四道工序：

(1)基面處理是使用高壓水射流清洗設(shè)備提供高壓水去除梁體表面塵土及污漬。清洗時(shí)如發(fā)現(xiàn)構(gòu)件混凝土有松動(dòng)須進(jìn)行處理，去除腐蝕、疏松混凝土，去除外露鋼筋銹蝕層，將混凝土剝落部位進(jìn)行維修。清洗要求高壓水射流沖洗作業(yè)完成后的混凝土

基面不得有腐蝕、松動(dòng)、油污。處理完基面要求堅(jiān)實(shí)牢固，對(duì)局部銹脹、空鼓部位須采用人工鑿除后重新清洗。混凝土基面清洗建議采用專業(yè)設(shè)備，清洗應(yīng)全面，混凝土表面不得有遺漏。由于鋼護(hù)欄清洗位于橋面，產(chǎn)生的廢水應(yīng)及時(shí)排除，不得污染橋面鋪裝及主梁且不能對(duì)過往車輛產(chǎn)生影響。

(2)混凝土表面防腐防滲涂裝分底涂、中涂、面涂，三道施工工序均可采用滾筒涂刷或噴涂，要求涂刷均勻無遺漏，發(fā)現(xiàn)露底需及時(shí)補(bǔ)刷。配套涂層體系按表6規(guī)定進(jìn)行：

表6 配套涂層體系

注：涂料品種、涂刷次數(shù)和干膜厚度均可根據(jù)工程實(shí)際進(jìn)行適當(dāng)調(diào)整

4 結(jié)論與展望

對(duì)小修后技術(shù)狀況等級(jí)可達(dá)到1類的既有橋梁，提出了耐久性維修和預(yù)防性養(yǎng)護(hù)設(shè)計(jì)的方法及要點(diǎn)。橋梁耐久性維修方法、主要排水方式及防腐防滲涂裝的設(shè)計(jì)均參考工程實(shí)際。主梁翼緣處滴水檐的形式及位置、集中排水裝置的設(shè)置、防腐防滲涂裝的材料及涂層體系在設(shè)計(jì)施工圖時(shí)均可作為參考。近幾年修建的特大橋、大橋幾乎都設(shè)計(jì)了滴水檐和泄水孔集中排水管，有效防止了橋面雨水對(duì)主梁的侵蝕作用。橋梁造價(jià)允許的前提下，新建橋梁時(shí)將預(yù)防性養(yǎng)護(hù)工作設(shè)計(jì)在施工圖中，可預(yù)防橋梁部分病害的發(fā)生和發(fā)展的速度，以達(dá)到提高結(jié)構(gòu)的耐久性能及延長正常使用年限的目的。