新型養(yǎng)護(hù)技術(shù)在橋梁預(yù)防性養(yǎng)護(hù)中的應(yīng)用

葉東祥

（安徽宏泰交通工程設(shè)計(jì)研究院有限公司，安徽 合肥 230088）

隨著交通運(yùn)輸事業(yè)的快速發(fā)展，交通量快速增長(zhǎng)事實(shí)與橋梁服役能力矛盾日益突出，總體技術(shù)狀況不容樂(lè)觀，處于風(fēng)險(xiǎn)相對(duì)高發(fā)期，橋梁安全形勢(shì)十分嚴(yán)峻。采用新技術(shù)、新材料、新設(shè)備，實(shí)施具有主動(dòng)性、超前性的橋梁預(yù)防性養(yǎng)護(hù)勢(shì)在必行。一般來(lái)說(shuō)，橋梁預(yù)防性養(yǎng)護(hù)適宜對(duì)象為技術(shù)評(píng)定為一、二、三橋梁。通過(guò)預(yù)防性養(yǎng)護(hù)可徹底解決現(xiàn)有病害、預(yù)防新的病害產(chǎn)生、彌補(bǔ)設(shè)計(jì)、建造的缺陷的同時(shí)兼顧橋梁的美觀。

1 項(xiàng)目概況

某橋梁上部結(jié)構(gòu)為4×35米雙曲拱橋，矢跨比1/6，4拱3波，實(shí)體墩臺(tái)，橋面全寬 8.4m，凈寬7.6m，全長(zhǎng)180.5米。該橋主要存在病害為主拱肋局部部位混凝土破損，碳化，鋼筋外露，拱波接縫處滲水；腹拱拱圈開(kāi)裂、火燒煙熏痕跡，拱上立柱破損、碳化、鋼筋外露，拱上蓋梁混凝土破損、鋼筋外露。重力式墩臺(tái)表面受輕度風(fēng)化，橋墩基礎(chǔ)局部沖刷。檢測(cè)報(bào)告顯示該橋上部結(jié)構(gòu)主拱圈評(píng)定為3類，拱上結(jié)構(gòu)評(píng)定為3類，下部結(jié)構(gòu)評(píng)定為2類，橋面系評(píng)定為2類，經(jīng)綜合評(píng)定為3類橋。

2 設(shè)計(jì)方案

該橋建成年份較早，橋梁跨度大，在區(qū)域交通歷史上發(fā)揮了重要的作用。隨著路網(wǎng)結(jié)構(gòu)的優(yōu)化和調(diào)整，該橋承擔(dān)的交通功能下降，如對(duì)其拆除重建，投資較大。鑒于該橋雖然技術(shù)狀況僅為三類橋，但橋梁病害基本為構(gòu)造病害，未出現(xiàn)嚴(yán)重結(jié)構(gòu)病害，采用新型養(yǎng)護(hù)技術(shù)對(duì)其進(jìn)行預(yù)防性養(yǎng)護(hù)是成本效益較高的選擇。主要設(shè)計(jì)方案如下：

對(duì)主拱拱波開(kāi)裂及腹拱圈開(kāi)裂位置進(jìn)行注漿加固；對(duì)主拱拱波、腹拱圈混凝土損壞、剝落、露筋銹蝕等缺陷，采用水泥基滲透結(jié)晶漿料噴涂，表面噴涂抗腐抗?jié)B材料；對(duì)主拱拱肋、橫系梁、橫隔板、拱上立柱、橫梁、蓋梁等混凝土損壞、剝落、露筋銹蝕等缺陷，采用聚合物砂漿修復(fù)，表面噴涂抗腐抗?jié)B材料；主拱拱肋修復(fù)完成后，粘貼碳纖維布加固；鋪裝裂縫處擴(kuò)縫清理，灌注環(huán)氧裂縫膠后封閉。

3 施工工藝

3.1 主拱拱波、腹拱圈注漿

1）裂縫處理，檢查裂縫情況，并將裂縫周圍清理干凈。

2）鉆孔埋嘴，嘴子是灌漿材料的噴入口，嘴子大小要適當(dāng)，自重要輕，以防因不易貼牢二墜落。嘴子的布置原則是按50x50cm的梅花形布置 （具體位置可根據(jù)施工現(xiàn)場(chǎng)適當(dāng)調(diào)整），埋貼之前，先把嘴子底盤用丙酮擦洗干凈，然后用灰刀將水泥漿抹在底盤周圍，埋貼到布置點(diǎn)。

3）嵌縫止?jié){，嵌縫止?jié){的目的是防止?jié){液流失，確保漿液流在灌漿壓力下將裂縫填充密實(shí)，如嵌縫質(zhì)量不好，則灌漿壓力不能升高，即使是低壓，漿液也會(huì)大量外漏，影響灌漿質(zhì)量，因此，當(dāng)嘴子埋貼后，必須把裂縫全部封閉，進(jìn)行嵌縫和堵漏處理。

4）壓水 （氣）試驗(yàn)，上述封閉工作完成相隔一天后，即可進(jìn)行壓水和壓氣試驗(yàn)，以便檢查裂縫的封閉及嘴子的通暢情況。

5）灌漿，經(jīng)壓水 （氣）試驗(yàn)檢查，嵌縫質(zhì)量良好，無(wú)滲漏現(xiàn)象后，即可配置漿液、準(zhǔn)備灌漿。往裂縫里關(guān)注漿液，根據(jù)拱圈的裂縫情況及施工條件的不同，可選擇采用手壓泵灌注或灌漿注射器灌注兩種方法，灌注壓力在0.2MPa左右，施工時(shí)橋梁中線向兩側(cè)對(duì)稱注漿，每個(gè)注漿嘴的注漿量不應(yīng)超過(guò)0.02m3，若達(dá)到0.02m3時(shí)還未灌滿，則待附近注漿孔注完后，且在本次灌注三天之后進(jìn)行第二次灌漿，以確保飽滿。

3.2 主拱拱波及腹拱圈缺陷處理

在拱上注漿加固完成后→高壓水射流設(shè)備整體表面清洗（壓力設(shè)定200bar）→高壓水射流設(shè)備去除塊石碳化層 （壓力設(shè)定500bar）→缺陷排查并標(biāo)注→缺陷修復(fù) （砼開(kāi)裂、剝落掉塊、露筋銹蝕等缺陷）→水泥基滲透結(jié)晶漿料噴涂二遍→表干后，混凝土防腐抗?jié)B材料噴涂。

3.3 主拱拱肋、橫向聯(lián)系、拱上立柱、橫梁、蓋梁缺陷處理

高壓水射流設(shè)備整體表面清洗 （壓力設(shè)定400bar）→缺陷排查并標(biāo)注→缺陷修復(fù) （砼開(kāi)裂、剝落掉塊、露筋銹蝕等缺陷）→界面劑噴涂→聚合物砂漿薄層修復(fù) （分層包覆，每次批刮不超過(guò)2cm）→粘貼碳纖維布 （主拱拱肋）→混凝土防腐抗?jié)B材料噴涂。

3.4 主拱及腹拱外側(cè)拱圈處理

使用高壓水射流基面處理 （壓力設(shè)定400bar）→缺陷排查并標(biāo)注→缺陷修復(fù) （砼開(kāi)裂、剝落掉塊、露筋銹蝕等缺陷）→拱圈自然縫填充結(jié)構(gòu)膠→薄型聚合物砂漿薄層修復(fù)→高耐污高硅材料涂刷。

3.5 腹拱底面

對(duì)垃圾、植物進(jìn)行清理→使用高壓水射流基面處理 （壓力設(shè)定200bar）→砌石缺陷修復(fù)→涂刷混凝土防腐抗?jié)B材料。

3.6 墩臺(tái)基面處理

在橋墩基礎(chǔ)加固完成和橋臺(tái)雜物、植物清理后→使用高壓水射流基面處理 （低壓清洗，高壓去除塊石碳化層）→砌石缺陷修復(fù) （滲水、脫落、開(kāi)裂、空洞部位）→界面劑噴涂→使用粗型聚合物砂漿進(jìn)行分層包覆→薄型砂漿批刮整平→環(huán)氧封閉材料涂刷→整體涂刷防沖刷涂層。

3.7 粘貼碳纖維布

待主拱及拱上結(jié)構(gòu)缺陷修復(fù)完成后，對(duì)主拱肋中心18米范圍即1/4L～3/4L內(nèi)粘貼兩層碳纖維布。

3.8 橋面鋪裝裂縫處理

排查裂縫并標(biāo)注→使用開(kāi)槽機(jī)擴(kuò)縫并清理→裂縫封閉并間隔安裝注膠嘴→電動(dòng)壓漿機(jī)灌注環(huán)氧裂縫膠→灌注完畢后去除注膠嘴并封閉。

3.9 橋梁防撞護(hù)欄處理

對(duì)防撞護(hù)欄表面使用高壓水射流基面處理 （壓力設(shè)定400bar）→露筋處涂刷繡轉(zhuǎn)化劑→聚合物砂漿缺陷修復(fù)→薄型砂漿整體批刮→塑形打磨→混凝土強(qiáng)抗堿封閉材料涂刷→混凝土防水防鹽高耐污罩面材料噴涂。

4 新技術(shù)新材料的應(yīng)用

4.1 高壓水射流處理工藝

高壓水射流技術(shù)做混凝土探傷，即在一定的水壓下，可以打落砼、塊石的老化層，工作效率可達(dá)20-50平方米每小時(shí)，為橋梁養(yǎng)護(hù)維修做好基面處理?？梢酝瑫r(shí)完對(duì)混凝土基面的鑿破、開(kāi)槽、切割、鑿毛、去除涂層、探傷、清洗等；對(duì)金屬基面的除銹、除漆、去除重油污、翻新等。在剝離松動(dòng)混凝土，去除碳化層，鋼筋除銹等方面效率高，不僅可以將表面拉毛，同時(shí)自動(dòng)探測(cè)破損，并進(jìn)行剝離，且不會(huì)對(duì)混凝土結(jié)構(gòu)造成裂縫，同時(shí)避免了邊角裂等。在不除銹的情況下，僅利用水產(chǎn)生超高壓，耗水量小，水施工過(guò)程環(huán)保無(wú)粉塵、節(jié)水節(jié)能。

4.2 多類型無(wú)機(jī)聚合物砂漿

無(wú)機(jī)聚合物砂漿操作簡(jiǎn)便，施工時(shí)只需在材料中加水?dāng)嚢杓纯?。材料?jīng)過(guò)高分子聚合物改性，對(duì)構(gòu)件的結(jié)合力極強(qiáng)，硬化后不收縮、不開(kāi)裂、強(qiáng)度高；能恢復(fù)結(jié)構(gòu)強(qiáng)度，防止外界因素對(duì)鋼筋的侵蝕。抑制氯化物和碳酸氣的侵入、提高結(jié)構(gòu)物的耐久性。

4.3 強(qiáng)抗堿封閉底涂

對(duì)混凝土附著力、滲透性超強(qiáng)，具有突出的耐堿性和封閉性能。通過(guò)滲透到混凝土結(jié)構(gòu)物內(nèi)部結(jié)構(gòu)，堵塞混凝土結(jié)構(gòu)物中的毛細(xì)孔，降低結(jié)構(gòu)物中開(kāi)放孔數(shù)量，增多封閉孔數(shù)。能有效抑制水分的滲透，具有顯著的抗堿隔離作用。

4.4 界面劑

界面劑是由一種雙組份的環(huán)氧膠粘劑，粘結(jié)強(qiáng)度高，應(yīng)用于新舊界面的處理。起到了一種 “紐帶”作用，節(jié)約人工或機(jī)械拉毛的勞動(dòng)強(qiáng)度和作用，減少了人工或機(jī)械拉毛所造成的環(huán)境污染，有優(yōu)良的滲透性和抗凍融性，耐酸、堿和鹽的腐蝕性能好，是一種新型環(huán)保型材料。

4.5 防沖刷涂層

該種材料是由異氰酸酯組份于氨基化合物組份反應(yīng)而成的一種化合物。反應(yīng)活性高，快速固化。涂層柔韌、致密無(wú)接縫，完全隔離空氣中水分和氧氣的滲入，具有極高的附著力和抗沖擊強(qiáng)度，在結(jié)構(gòu)物表面無(wú)粉化、無(wú)脫落、不開(kāi)裂，耐冷熱和風(fēng)霜雨雪的交變沖擊。

5 結(jié)語(yǔ)

1）該橋?qū)嵤╊A(yù)防性養(yǎng)護(hù)工程后，橋梁技術(shù)狀況得到明顯改善，橋梁外觀煥然一新，得到了主管部門的高度評(píng)價(jià)。橋梁預(yù)防性養(yǎng)護(hù)方案具有較好的經(jīng)濟(jì)效益和良好的社會(huì)效益。

2）橋梁預(yù)防性養(yǎng)護(hù)是一門新興學(xué)科，其核心理念是要求根據(jù)橋梁的技術(shù)狀況，在適當(dāng)?shù)臅r(shí)機(jī)采用最佳成本效益的養(yǎng)護(hù)措施，強(qiáng)調(diào)橋梁養(yǎng)護(hù)管理的主動(dòng)性、計(jì)劃性和科學(xué)性。切實(shí)維護(hù)橋梁的健康工作狀態(tài)，達(dá)到延長(zhǎng)橋梁使用壽命的目的。