G30線嘉安段、瓜星段118橋等十座橋梁維修加固及預(yù)防性養(yǎng)護(hù)施工技術(shù)

王志翔

G30線高速公路建成通車后，隨著時(shí)間的推移、交通量的增加，重型車輛的增多，部分橋梁出現(xiàn)不同程度的病害。為確保G30線嘉安高速公路橋梁在設(shè)計(jì)年限內(nèi)正常使用。本文針對(duì)橋梁出現(xiàn)的病害及橋梁養(yǎng)護(hù)的技術(shù)措施進(jìn)行研究分析，做到防患于未然，避免出現(xiàn)橋梁病害的擴(kuò)大，保證橋梁使用質(zhì)量?，F(xiàn)就部分橋梁維修加固和預(yù)防性養(yǎng)護(hù)工作進(jìn)行簡要闡述。

一、橋梁現(xiàn)況

G30連霍高速公路是橫貫中國大陸東、中、西部的一條交通大動(dòng)脈，是中國建設(shè)的最長的橫向快速陸上交通通道。對(duì)中西部地區(qū)乃至全國的交通發(fā)展和經(jīng)濟(jì)建設(shè)都起著至關(guān)重要的作用。G30線酒泉公路局轄養(yǎng)的K2552+780嘉安118橋、K2703+050瓜星019橋等10座橋由于運(yùn)營時(shí)間長，車輛荷載大，以及環(huán)境氣候等因素的影響，橋梁主體結(jié)構(gòu)產(chǎn)生不同程度的病害，經(jīng)過長時(shí)間的車輛荷載作用，對(duì)橋梁結(jié)構(gòu)的耐久性和安全性產(chǎn)生了嚴(yán)重的影響，因此，需對(duì)出現(xiàn)病害的10座橋梁進(jìn)行維修加固及預(yù)防性養(yǎng)護(hù)。

二、維修加固及預(yù)防性養(yǎng)護(hù)內(nèi)容

該10座橋梁維修加固及預(yù)防性養(yǎng)護(hù)的主要內(nèi)容包括：橋梁梁底的除銹、裂縫修補(bǔ)、防腐、破壞鉸縫的修補(bǔ)、梁底粘貼碳纖維布、梁底安裝PVC泄水管、邊梁安裝防水角鋁、橋臺(tái)加固、防震擋塊重做、伸縮縫更換以及橋梁進(jìn)行預(yù)防性養(yǎng)護(hù)等。

三、橋梁主要病害及產(chǎn)生原因分析

（1）梁底裂縫：①在橋梁建成初期，由于受晝夜溫差的影響和養(yǎng)護(hù)條件的限制，導(dǎo)致混凝土初期強(qiáng)度不能滿足設(shè)計(jì)要求，混凝土表面出現(xiàn)細(xì)微裂縫；②混凝土空心板在預(yù)制過程中，由于板底鋼筋布置的特殊原因，在混凝土強(qiáng)度沒有保證的情況下, 預(yù)應(yīng)力施加時(shí)在鋼筋和鋼絞線并列的位置會(huì)產(chǎn)生不同程度的縱向裂縫；③橋梁在長期負(fù)荷運(yùn)轉(zhuǎn)中, 由于橋面排水不暢或橋面鋪裝層防水處理不到位，雨水下滲，致使梁板混凝土滲水腐蝕，鋼筋銹脹 ，混凝土強(qiáng)度降低、承載力下降導(dǎo)致梁體縱向開裂。

（2）梁底混凝土滲水腐蝕：①主要原因是橋面系排水不利，導(dǎo)致橋面水流由伸縮縫等滲入空心板內(nèi)，由于鉸縫混凝土的脫落，鉸縫滲水，加之水流長期侵蝕作用，導(dǎo)致板底混凝土滲水腐蝕；①邊板外側(cè)受雨水沖刷影響，水流由邊板流向內(nèi)部，對(duì)混凝土造成侵蝕，主要是由于邊板沒有有效截水措施，如防水角鋁等；

（3）橋臺(tái)滲水腐蝕：橋臺(tái)滲水主要是由于橋面伸縮縫排水不利和臺(tái)背排水不利，水流由伸縮縫流向臺(tái)帽及臺(tái)背，導(dǎo)致橋臺(tái)混凝土腐蝕；

（4）橋臺(tái)開裂：此次橋梁病害調(diào)查發(fā)現(xiàn)多處橋梁橋臺(tái)產(chǎn)生豎向裂縫和橫向裂縫，是由于橋臺(tái)施工過程中分多次澆筑，各部分間缺少鋼筋有效連接，在長期汽車荷載沖擊作用下，施工縫開裂嚴(yán)重；

（5）橋臺(tái)臺(tái)帽位移：①由于橋梁長期受汽車制動(dòng)沖擊荷載作用，且橋梁紅通車多年，超載現(xiàn)象嚴(yán)重，導(dǎo)致梁體及臺(tái)帽位移；②另一方面是由于本橋橋頭搭板下臺(tái)后填土為含硝膨脹土，土體膨脹產(chǎn)生的水平推力使得臺(tái)帽向跨中位移，由于本橋臺(tái)帽和翼墻之間有鋼筋連接，限制了臺(tái)帽向跨中位移，導(dǎo)致臺(tái)帽和翼墻剪切開裂。

（6）伸縮縫破壞：由于伸縮縫設(shè)置在兩梁端之間、梁端與橋臺(tái)之間。在氣溫變化、混凝土收縮、橋梁墩臺(tái)的沉降等因素影響下，在車輛反復(fù)荷載的作用下,產(chǎn)生的沖擊力使伸縮縫錨固系統(tǒng)混凝土受力瞬時(shí)加大，而由此產(chǎn)生的振動(dòng)又是高頻振動(dòng)，錨固裝置反復(fù)動(dòng)載震動(dòng)產(chǎn)生變形，與混凝土剝離或結(jié)構(gòu)的損壞,從而導(dǎo)致伸縮縫的變形破壞。

（7）鉸縫滲水、脫落：①由于橋面系排水不利，導(dǎo)致橋面水流滲入橋面鋪裝層內(nèi)或由伸縮縫等滲入鉸縫內(nèi)，導(dǎo)致鉸縫混凝土大面積滲水、水蝕，甚至脫落；②由于橋梁長期受汽車制動(dòng)沖擊荷載作用，致使部分梁板出現(xiàn)單板受力現(xiàn)象嚴(yán)重，導(dǎo)致鉸縫脫落。

四、維修加固及預(yù)防性養(yǎng)護(hù)要點(diǎn)

（1）橋梁梁體及橋墩混凝土剝落處理及缺陷修復(fù)：①對(duì)露筋、麻面、砼剝落、砼掉塊單塊面積較小，對(duì)砼整體性影響較小的，把剝離、破損的混凝土和外露鋼筋周邊的混凝土進(jìn)行剔鑿，對(duì)露筋進(jìn)行除銹處理，再用高強(qiáng)度復(fù)合砂漿進(jìn)行填補(bǔ)；②對(duì)整個(gè)梁體或構(gòu)件表面進(jìn)行清洗，先清洗梁側(cè)，再清洗梁底。在進(jìn)行涂抹防鹽保護(hù)層涂刷。

（2）裂縫修補(bǔ)：當(dāng)裂縫寬度小于0.15mm時(shí)，對(duì)裂縫處混凝土表面進(jìn)行處理：沿裂縫走向?qū)⑵鋬蓚?cè)寬30mm～50mm范圍內(nèi)的松散灰漿、砂粒、油污清除干凈，確保灌漿前混凝土表面潔凈、無塵。并保證在灌漿過程中，裂縫應(yīng)處于干燥狀態(tài)；再進(jìn)行封縫處理。當(dāng)裂縫寬度大于0.15mm時(shí)，先延裂縫方向進(jìn)行開槽；在確定注膠位置處粘結(jié)注膠端口，其間距為200mm～300mm；使用封縫膠涂抹裂縫表面，涂抹厚度約3mm、寬度約25mm。封縫好6小時(shí)后，把注膠管連接到注膠端口上依次注膠，并要保證所有的未注膠端口處于開啟通氣狀態(tài)；等待膠液固化后，拆除注膠嘴，并對(duì)混凝土表面進(jìn)行打磨平整。

（3）主梁維修:首先對(duì)橋梁底板表面進(jìn)行除銹、除塵處理；再對(duì)梁板砼剝落、空洞、蜂窩麻面等，對(duì)原基面進(jìn)行清除松動(dòng)腐蝕表層，采用聚合物砂漿修補(bǔ)；對(duì)于結(jié)構(gòu)出現(xiàn)的裂縫，先在基面清洗后重新檢查其寬度，若裂 縫寬度在 0.15mm 以下，則直接使用裂縫封縫膠對(duì)其進(jìn)行封閉處理，若裂縫寬度在 0.15mm 以上，則采用裂縫膠注膠處理；對(duì)板底、腹板水蝕，先用鋼絲刷清除表面腐 蝕，后用清水沖洗，再對(duì)表面進(jìn)行打磨，除去 2-3mm 厚表層直至完全裸露出新面，用壓縮空氣吹除粉粒，并采用聚合物砂漿修補(bǔ)；最后在梁底板表面粘貼碳纖維布對(duì)粱體進(jìn)行加固。在粘貼碳纖維形成復(fù)合材料凝膠固化后，再在梁板底、腹板涂刷防腐涂料。形成防腐防護(hù)層。

（4）在梁底端布設(shè)pvc管道:為了防止梁體內(nèi)積水，在梁體底部兩端距離梁端L/10處鑿孔并布設(shè)直徑為3cm的pvc管。

（5）鉸縫處理:先用高壓水流對(duì)鉸縫表面進(jìn)行處理，再用電動(dòng)鋼絲刷清理板縫，清除鉸縫內(nèi)的殘余混凝土和雜物。在鉸縫內(nèi)填塞保溫材料；尋找單條鉸縫匯水面最低點(diǎn)埋設(shè)PVC管再預(yù)埋注膠管，采用快干型高強(qiáng)防腐聚合物砂漿嵌填，距較高梁板底面預(yù)留5-8mm深的空間，與梁底面齊平。再用壓力灌注器從注膠管灌注鉸縫加固膠，待板縫內(nèi)鉸縫加固膠液固化后（25℃約 2 小時(shí)），再填塞相應(yīng)的聚氨酯密封膠進(jìn)行整平。最后沿鉸縫兩側(cè)各100mm寬度范圍內(nèi)，涂刷混凝土防腐防滲封閉材料和涂刷混凝土防腐防滲封閉材料，達(dá)到防腐的目的。

（6）伸縮縫維修:①更換橋梁伸縮縫；鑿除伸縮裝置混凝土，清理干凈混凝土殘余及所有雜物；鑿除時(shí)保留原槽口內(nèi)的預(yù)埋鋼筋然后焊接、安裝新伸縮縫，再采用 C50 快硬性鋼纖維混凝土填充，并用 3 米直尺檢查裝置頂面與路面的高差應(yīng)小于或等于 2mm。 在正常溫度下采用自然養(yǎng)護(hù)至要求強(qiáng)度后安裝橡膠止水條。②伸縮縫混凝土維修及更換橡膠止水帶；對(duì)破損一般的伸縮縫，對(duì)破損混凝土進(jìn)行修補(bǔ)后，清理伸縮縫縫內(nèi)雜物，更換伸縮縫橡膠止水帶，鑿除伸縮縫破損混凝土，重新澆筑 C50 鋼纖維混凝土。

（7）橋臺(tái)加固和錐護(hù)坡修復(fù)：此次維修加固及預(yù)防性養(yǎng)護(hù)的10座橋梁部分橋臺(tái)出現(xiàn)不同程度的開裂及臺(tái)帽位移，本次加固主要采用外包鋼筋混凝土和粘貼鋼板等方法對(duì)其進(jìn)行加固。對(duì)塌陷脫空的護(hù)坡進(jìn)行回填，并夯實(shí)，密實(shí)度不得小于0.93。之后采用M7.5漿砌片石對(duì)破損錐坡及護(hù)坡進(jìn)行修復(fù)。

五、全橋預(yù)防性養(yǎng)護(hù)

（1）采用手工打磨方法將混凝土表面的浮灰、浮漿、夾渣、苔蘚以及疏松部位清理干凈，局部受油污污染的混凝土表面，用堿液、洗滌劑或溶劑處理，并用淡水沖洗至中性。

（2）對(duì)較小的孔洞和其他表面缺陷采用刮涂型膩?zhàn)舆M(jìn)行表面處理；較大的蜂窩、孔洞和模板錯(cuò)位處，用無溶劑液體環(huán)氧膩?zhàn)踊蚓酆衔锼?泥砂漿修補(bǔ)；對(duì)于混凝土表面存在的裂縫根據(jù)裂縫的寬度選用化學(xué)灌漿適宜的方法修補(bǔ)。

（3）對(duì)剝落和滲漏水腐蝕的混凝土進(jìn)行徹底清除，進(jìn)行防腐處理，采用無機(jī)聚合物砂漿修補(bǔ)。

（4）混凝土表面處理完成后即可進(jìn)行防腐涂裝施工。對(duì)于強(qiáng)度等級(jí)不小于 C45 的混凝土表面，該防腐涂料用量為 200g/m2，使用低壓無氣噴涂機(jī)或羊毛輥滾涂，對(duì)于豎直混凝土表面涂料涂刷由下往上進(jìn)行，涂料可一次涂刷，直至全部完成。如遇雨天或其它惡劣天氣條件，應(yīng)當(dāng)停止施工，待天氣不影響施工質(zhì)量的情況下再繼續(xù)施工。