提籃拱橋拱座外表面養(yǎng)護(hù)技術(shù)的研究

趙寧寧，蔡海波

（1.寧波市軌道交通集團(tuán)有限公司，浙江 寧波315000；2.寧波市政工程建設(shè)集團(tuán)股份有限公司，浙江 寧波315000）

1 工程概況

明州大橋拱座的結(jié)構(gòu)形式為鋼混凝土混合拱座，同時(shí)作為三角區(qū)重要的受力結(jié)構(gòu)部位，受力十分復(fù)雜。

中跨拱肋及邊跨拱肋的大部分順橋向水平分力直接通過(guò)鋼拱座傳遞并相互平衡，垂直分力及不平衡的順橋向水平分力、彎矩則由鋼拱座底板、中跨拱肋及邊跨拱肋端板傳遞至混凝土拱座。橫橋向水平分力通過(guò)承臺(tái)系梁中的水平拉索平衡錨固在混凝土拱座上。

2 病害描述

以往日常巡查發(fā)現(xiàn)拱座表面涂裝部位有裂縫出現(xiàn)，出于對(duì)橋梁安全的考慮，項(xiàng)目部于2017 年6 月開始對(duì)拱座表面涂裝層進(jìn)行打磨，以便觀察和檢測(cè)拱座混凝土內(nèi)部裂縫。7 月底完成南岸拱座的打磨工作，8 月底完成北岸拱座的打磨拱座。與此同時(shí)，項(xiàng)目部對(duì)已經(jīng)打磨完成的拱座表面進(jìn)行了裂縫檢測(cè)，并挑選了具有代表性的20 余處裂縫進(jìn)行了為期5 個(gè)月的持續(xù)跟蹤觀測(cè)。監(jiān)測(cè)結(jié)果顯示，拱座混凝土裂縫發(fā)展較為緩慢，對(duì)橋梁結(jié)構(gòu)安全影響不大。

目前，南北兩岸的拱座部位均無(wú)涂裝層保護(hù)，外觀上與明州大橋整體銀灰色形象不相符合。對(duì)于拱座混凝土而言，缺少涂裝層的保護(hù)，外界的腐蝕因子（包括水汽、氧氣、離子）極易滲入混凝土內(nèi)部，造成鋼筋銹蝕。明州大橋周邊環(huán)境對(duì)拱座混凝土的耐久性有一定影響。拱座目前存在著裸露無(wú)防護(hù)的問(wèn)題，表面有細(xì)微裂縫和少許露筋腐蝕現(xiàn)象，如圖1 至圖4所示。

圖1 拱座裸露無(wú)防護(hù)狀態(tài)

圖2 表面輕微裂縫

圖3 表面輕微裂縫

圖4 表面不平整

3 施工總體部署

3.1 整體思路

計(jì)劃針對(duì)明州大橋南北兩側(cè)拱座部位進(jìn)行修補(bǔ)及表面結(jié)構(gòu)涂裝工作。整體思路是將拱座表面打磨清理，對(duì)顯露出的缺陷部位修補(bǔ)，必要時(shí)針對(duì)局部補(bǔ)強(qiáng)，修復(fù)完成后使用抗拉裂性能強(qiáng)的彈性涂料進(jìn)行整體涂裝工作。

3.2 整體流程

前期工作主要是比選和采購(gòu)適合本方案的工程材料（膩?zhàn)?、涂裝漆等）。之后按照“先南岸后北岸，先東側(cè)后西側(cè)”的順序，對(duì)四個(gè)拱座及橫梁進(jìn)行有序涂裝。

3.3 施工順序

施工順序：混凝土表面打磨清理→裂縫及其他缺陷修補(bǔ)→刮涂底膩?zhàn)印瓮棵婺佔(zhàn)印康谝坏婪忾]底漆→涂第二道中間漆→涂第三道面漆→驗(yàn)收

4 拱座混凝土表面處理

針對(duì)拱座局部破損缺陷的混凝土，采用聚合物水泥進(jìn)行修補(bǔ)，具體步驟如下。

（1）基底處理：先用鐵鏟等工具清理混凝土表面的污垢，再用高壓水槍對(duì)混凝土表面進(jìn)行沖洗，但不得有積水。

（2）聚合物水泥砂漿的配制：先選用不同的配合比在現(xiàn)場(chǎng)拌和聚合物水泥砂漿，通過(guò)試驗(yàn)得出最合理的聚合物水泥砂漿配合比。然后在修補(bǔ)前1 h 完成聚合物水泥砂漿的拌和。

（3）抹面施工：人工對(duì)混凝土表面用聚合物水泥砂漿進(jìn)行抹面修復(fù)。遇有氣泡時(shí)應(yīng)刺破壓緊，表面應(yīng)密實(shí)，防止?jié){體在凝聚過(guò)程中形成的聚合物膜被拉裂。

（4）養(yǎng)護(hù)：聚合物水泥砂漿施工后12～24 h 內(nèi)在面層上涂刷一層聚合物水泥漿封閉表面空隙，蓋上塑料布，4 d 后進(jìn)行噴霧養(yǎng)護(hù)，一般濕養(yǎng)護(hù)7 d，再頹然養(yǎng)護(hù)28 d。

5 拱座表面涂裝

5.1 表面清理

（1）手工將拱座表面的浮灰、油污、垃圾、濺漿等清理干凈。

（2）用高壓水槍將拱座表面清洗干凈。

（3）砂紙打磨（適用于特殊情況或小面積修補(bǔ)），完成后用清水洗凈。

5.2 表面涂裝

本次涂裝工作計(jì)劃采用天寧涂料FC-02 柔性氟碳面漆、H53-88 柔性環(huán)氧中間漆。明州大橋拱座混凝土涂裝方案為底漆50 μm，中間漆100 μm，面漆80 μm。其具體涂層體系如表1 所示。

表1 涂層體系

5.3 具體施工

5.3.1 涂料配置

使用前詳細(xì)閱讀產(chǎn)品說(shuō)明書、施工工藝、現(xiàn)場(chǎng)技術(shù)手冊(cè)等資料，將選擇好的涂裝涂料充分?jǐn)噭?，雙組份的加入固化劑，充分?jǐn)嚢枋旎揭?guī)定時(shí)間開始涂裝。涂料的固化物含量一般要求達(dá)到60%。若采用水性涂料，則應(yīng)要求供貨商在廠內(nèi)加工完成，施工現(xiàn)場(chǎng)只允許對(duì)涂料進(jìn)行攪勻操作，嚴(yán)禁現(xiàn)場(chǎng)加水?dāng)嚢琛?/p>

5.3.2 涂裝工藝

根據(jù)明州大橋?qū)嶋H工程情況，拱座混凝土涂裝工作預(yù)計(jì)采取噴涂施工工藝。應(yīng)在上一道涂料實(shí)干后涂裝下一道涂料，實(shí)干時(shí)間可查閱涂料的技術(shù)文件。

一般情況下，每天涂一道；若氣溫較低，應(yīng)適當(dāng)延長(zhǎng)干燥時(shí)間，務(wù)必當(dāng)手壓無(wú)指紋時(shí)再進(jìn)行下一道涂裝。如果漆膜完全固化，可以打毛后再涂下一道。當(dāng)涂料黏度增大時(shí)，可使用專用稀釋劑稀釋，用量不宜超過(guò)涂料量的5%。

5.3.3 涂裝質(zhì)量控制

涂裝體系涂層的表面要平整無(wú)漏涂，涂層厚度按照產(chǎn)品涂裝說(shuō)明來(lái)控制。同時(shí)，為了更加準(zhǔn)確測(cè)試涂裝質(zhì)量，應(yīng)在涂裝過(guò)程中制作試驗(yàn)樣板，對(duì)樣板的涂裝施工應(yīng)與拱座涂裝施工完全一致。

對(duì)該試驗(yàn)樣板需進(jìn)行濕膜厚度、干膜厚度、拉拔試驗(yàn)等測(cè)試，每項(xiàng)測(cè)試合格后方可進(jìn)行后續(xù)施工。同時(shí)需要所有施工通過(guò)樣板段固化。

5.3.4 施工注意事項(xiàng)

為確保涂層質(zhì)量，如遇風(fēng)沙、雨、雪、霧天氣時(shí)應(yīng)停止防腐層的露天施工。當(dāng)環(huán)境溫度低于-10 ℃、高于40 ℃或相對(duì)濕度高于80%時(shí)，不宜施工。

涂料應(yīng)存放在干燥、通風(fēng)、陰涼處，嚴(yán)禁雨淋暴曬、接近火源。運(yùn)輸時(shí)應(yīng)遵守易燃品運(yùn)輸?shù)陌踩?guī)定。涂裝后的設(shè)備應(yīng)在防腐層完全固化（一般夏季5～7 d，冬季7～10 d，無(wú)溶劑涂裝體系時(shí)間為10～15 d）后交付使用，未固化的涂層應(yīng)避免雨水浸淋。

5.3.5 后期養(yǎng)護(hù)

涂裝施工完成后，應(yīng)將施工區(qū)域半封閉（通風(fēng)、無(wú)人進(jìn)入狀態(tài)），以便涂裝體系更好地完全固化。在涂膜干燥期間，應(yīng)盡量避免砂、灰塵、油水的接觸及機(jī)械損傷；發(fā)生損傷的部位應(yīng)及時(shí)修補(bǔ)（未失效的韌性涂裝膜，若確認(rèn)為環(huán)氧類、聚氨脂類涂料，經(jīng)打毛并用溶劑除去油污后直接涂裝）。

6 項(xiàng)目主要內(nèi)容和技術(shù)創(chuàng)新之處

6.1 項(xiàng)目主要內(nèi)容

本項(xiàng)目的主要研究?jī)?nèi)容為鋼箱梁拱橋的養(yǎng)護(hù)技術(shù)。鑒于結(jié)構(gòu)特性，鋼箱梁拱座的防護(hù)是養(yǎng)護(hù)工作的重中之重。本次修復(fù)拱座涂裝的主要材料為FC-02柔性氟碳面漆、H53-88 柔性環(huán)氧中間漆，分三層進(jìn)行涂裝修復(fù)，對(duì)混凝土構(gòu)件的結(jié)合力極強(qiáng)，鏝抹時(shí)不垂落，硬化后不收縮、不開裂、強(qiáng)度高，能恢復(fù)結(jié)構(gòu)強(qiáng)度，防止外界腐蝕因子影響混凝土耐久性能。在使用噴涂修復(fù)之前，需要通過(guò)試驗(yàn)段施工確定噴涂壓力、涂料配合比等技術(shù)關(guān)鍵點(diǎn)。

6.2 技術(shù)創(chuàng)新之處

本項(xiàng)目是首次使用彈性涂料對(duì)明州大橋大體積混凝土拱座進(jìn)行防腐涂裝施工。預(yù)期涂裝完成后，彈性涂料較原普通涂料有更好的防腐效果及長(zhǎng)效性。據(jù)相關(guān)資料顯示，使用普通涂料一般2 年內(nèi)便會(huì)出現(xiàn)表面裂縫，導(dǎo)致雨水滲入，而彈性涂料能夠保證在5 年內(nèi)不出現(xiàn)明顯表面裂縫。

使用彈性涂料涂裝技術(shù)，能夠達(dá)到優(yōu)化混凝土防腐涂裝的社會(huì)效益，并減少因防腐涂裝層開裂而引起的大修施工。在橋梁建筑等大體積混凝土工程的全壽命周期內(nèi)，可有效減少涂料施工次數(shù)，達(dá)到節(jié)能環(huán)保的效果。

7 結(jié) 語(yǔ)

通過(guò)本次項(xiàng)目的實(shí)施，主要體現(xiàn)了以下效益：

（1）涂裝表面無(wú)裂縫出現(xiàn)，起到保護(hù)混凝土的作用，降低混凝土出現(xiàn)病害的概率。

（2）保證混凝土表面的涂裝質(zhì)量，延長(zhǎng)涂裝的使用壽命，減少橋梁養(yǎng)護(hù)過(guò)程中投入的維修成本。

（3）不僅提高橋梁整體的美觀性，還可大大提高混凝土的耐久性，尤其針對(duì)結(jié)構(gòu)受力復(fù)雜的混凝土構(gòu)件，具有一定的參考意義。