公路橋梁病害治理及維修加固技術(shù)研究

張亞楠

（河北光太路橋工程集團(tuán)有限公司，河北 邯鄲 056002）

1 前期病害調(diào)查

橋梁結(jié)構(gòu)為耐久性結(jié)構(gòu)，即便結(jié)構(gòu)的設(shè)計(jì)與施工都能達(dá)到非常良好，也會(huì)由于服役時(shí)間不斷延長(zhǎng)與各種因素綜合影響而產(chǎn)生病害。病害成因較多，具體包括：因設(shè)計(jì)或施工有缺陷而產(chǎn)生病害；因超負(fù)荷使用而產(chǎn)生病害；因凍融破壞或被有害物質(zhì)侵蝕而產(chǎn)生病害；因鋼筋銹蝕而產(chǎn)生病害；因堿骨料反應(yīng)而產(chǎn)生病害。無論病害的產(chǎn)生原因是何種，都會(huì)對(duì)結(jié)構(gòu)正常使用造成影響，嚴(yán)重時(shí)還會(huì)威脅橋梁使用安全[1]。

為給橋梁的日常維護(hù)及加固提供幫助，有必要對(duì)橋梁開展全面的調(diào)查與勘測(cè)，以發(fā)現(xiàn)橋梁病害，通過分析確定導(dǎo)致病害產(chǎn)生的具體原因，制定針對(duì)性的修補(bǔ)方案。以某橋梁為例，經(jīng)前期病害調(diào)查，發(fā)現(xiàn)其出現(xiàn)了一些病害，現(xiàn)對(duì)不同類型病害的治理和維修加固方法進(jìn)行分析。

2 病害處理及維修加固

2.1 病害一

2.1.1 病害表現(xiàn)

梁端部分破損。

2.1.2 病害成因

因填縫材料老化嚴(yán)重或早期建設(shè)過程中根本未填縫，導(dǎo)致雨水滲透引起鋼筋銹蝕，使周圍混凝土受到張力而開裂，進(jìn)一步加劇了鋼筋銹蝕，致使病害愈發(fā)嚴(yán)重。此外，梁間存在一定間隙，石子等雜物一旦掉入，可能在夏季高溫時(shí)段由于混凝土發(fā)生膨脹而被擠碎，進(jìn)而引起梁端部分破損[2]。

2.1.3 病害處理

鑿除伸縮縫兩側(cè)40cm 寬鋪裝層，用水沖洗干凈后，涂刷“優(yōu)止水”，共兩道，并對(duì)原有的預(yù)埋鋼筋和從橋面上裸露的所有鋼筋進(jìn)行必要的調(diào)整。

對(duì)伸縮縫進(jìn)行如下防水處理：

（1） 將原填縫料全部鑿除，然后將縫壁清理干凈；

（2）在清理干凈的縫壁表面均勻涂刷一層防水膠底漆；

（3）在伸縮縫兩側(cè)鋪裝層表面撒布石粉，以免接縫材料施工時(shí)對(duì)鋪裝層表面造成污染；為錨筋的設(shè)置鑿出預(yù)留孔洞，并將錨筋預(yù)埋完成；將錨筋預(yù)埋好后，在預(yù)留孔內(nèi)灌入“立止水”；

（4）在伸縮縫下部填入高度在25～30mm 范圍內(nèi)的嵌條，材質(zhì)為泡沫塑料；

（5）采用防水膠面漆進(jìn)行灌縫處理，此時(shí)需注意在伸縮縫的頂部需預(yù)留一定膨脹空間。

（6）施工注意事項(xiàng)：螺栓預(yù)埋位置應(yīng)準(zhǔn)確無誤，且應(yīng)達(dá)到牢固，預(yù)埋完成后均勻涂刷阻銹劑；完成對(duì)伸縮縫的安裝后，應(yīng)達(dá)到平正且堅(jiān)實(shí)。

2.2 病害二

2.2.1 病害表現(xiàn)

T 梁之間的縱向接縫處產(chǎn)生堿料反應(yīng)，導(dǎo)致翼板下部表面出現(xiàn)剝落與疏松等現(xiàn)象，局部混凝土大塊脫落，導(dǎo)致內(nèi)部鋼筋直接外露。

2.2.2 病害成因

因T 梁之間的縱向接縫產(chǎn)生滲水，使內(nèi)部鋼筋發(fā)生銹蝕，造成開裂與破損，導(dǎo)致鋼筋直接外露。產(chǎn)生裂縫后，雨水加劇滲入，導(dǎo)致病害進(jìn)一步加重，使翼緣板的下部產(chǎn)生面積相對(duì)較大的破損[3]。

2.2.3 病害處理

對(duì)于此病害，需遵循防治結(jié)合的基本原則來處理，以鋪裝層的實(shí)際破壞情況為依據(jù)確定適宜的修復(fù)方法，主要可分為徹底修復(fù)與局部修復(fù)。

其中，徹底修復(fù)是指先對(duì)接縫部位的橋面鋪裝層進(jìn)行全面清理，然后采用下列做法處理：

（1）對(duì)于T 梁之間存在的縫隙，使用“立止水”進(jìn)行封堵；

（2）沿縫隙走向均勻涂刷“優(yōu)止水”，涂刷寬度按20cm 控制，共兩道，同時(shí)增設(shè)一層纖維網(wǎng)，使涂刷的厚度達(dá)到1.6mm以上；

（3）在所有其他結(jié)構(gòu)層處也均勻涂刷“優(yōu)止水”，同時(shí)養(yǎng)護(hù)24h的時(shí)間；

（4）在涂層稍干后，涂刷一層水盾底漆，并使用細(xì)砂作為底漆的保護(hù)層，準(zhǔn)備開始橋面鋪裝施工。

局部修復(fù)方法為：將伸縮縫處已經(jīng)損壞的混凝土全部鑿除，直到露出新鮮的層面，然后對(duì)銹蝕的鋼筋進(jìn)行除銹，并均勻涂刷阻銹劑，最后用UP2000 對(duì)露出的混凝土表面進(jìn)行修補(bǔ)。

2.3 病害三

2.3.1 病害表現(xiàn)

橋面既有排水管的周圍產(chǎn)生堿料反應(yīng)，導(dǎo)致混凝土產(chǎn)生了嚴(yán)重破損。

2.3.2 病害成因

因排水管和混凝土之間的接觸面會(huì)受到混凝土自身收縮與膨脹等不同因素的綜合影響，所以在截面上難免產(chǎn)生縫隙，導(dǎo)致滲水，對(duì)接觸面及其周圍結(jié)構(gòu)造成破壞。此外，因受到雨水與二氧化碳等介質(zhì)的連續(xù)侵蝕，也會(huì)使結(jié)構(gòu)受到不同程度的破壞，導(dǎo)致排水管周圍混凝土損壞越來越嚴(yán)重。

2.3.3 病害處理

在排水管周圍鑿出一個(gè)寬度和長(zhǎng)度均為2cm 的坑槽，將坑槽的內(nèi)壁與底部均清理干凈后，利用水盾面漆進(jìn)行填充，此時(shí)注意不可完全填滿，需留出高度為1cm 左右的空間，這部分空間利用調(diào)和成膩?zhàn)拥摹傲⒅顾边M(jìn)行填充[4]。

2.4 病害四

2.4.1 病害表現(xiàn)

橫向拉結(jié)肋梁金屬連接件發(fā)生銹蝕。

2.4.2 病害成因

因雨水的作用和影響使金屬連接件發(fā)生銹蝕，銹蝕后體積變大，使混凝土產(chǎn)生裂縫，裂縫的產(chǎn)生會(huì)使引起銹蝕的介質(zhì)大量進(jìn)入內(nèi)部，使銹蝕速度加快。

2.4.3 病害處理

對(duì)于此病害，主要是去除銹蝕，具體的操作方法為先將破碎的地方完全鑿除，使已經(jīng)發(fā)生銹蝕的鋼筋或連接件完全暴露，然后用鋼刷對(duì)表面進(jìn)行清理，接著涂刷阻銹劑實(shí)施除銹，最后用UP2000 對(duì)破損的部位進(jìn)行修補(bǔ)[5]。

2.5 病害五

2.5.1 病害表現(xiàn)

在T梁腹板的下部產(chǎn)生縱向劈裂。

2.5.2 病害成因

受力鋼筋由于受到雨水及二氧化碳等具有腐蝕性質(zhì)的介質(zhì)的持續(xù)影響而產(chǎn)生銹蝕，使梁下混凝土產(chǎn)生開裂導(dǎo)致破碎，最終導(dǎo)致鋼筋直接外露。另外，在混凝土損壞之后，腐蝕介質(zhì)進(jìn)一步入侵，使病害加重，造成更大的破壞。

2.5.3 病害處理

將所有已經(jīng)破損與處于松散狀態(tài)的混凝土鑿除干凈，使已經(jīng)銹蝕的鋼筋完全露出，然后用鋼刷將鋼筋上的銹蝕清理干凈，最后涂刷阻銹劑。對(duì)于破損的混凝土，使用UP2000進(jìn)行修補(bǔ)。

2.6 修補(bǔ)材料

修補(bǔ)材料的選擇對(duì)病害處理及維修加固效果有直接影響，新材料的不斷提出與應(yīng)用為橋梁病害處理提供了很多可供選擇的新材料，以上病害處理與維修加固技術(shù)中就用到了很多當(dāng)下比較新穎的修補(bǔ)材料，如UP2000、“優(yōu)止水”、“水盾防水膠”、“立止水”等，這些新材料的使用，在很大程度上提高了修復(fù)效果。其中，UP2000 是一種結(jié)構(gòu)修補(bǔ)劑，采用聚合物改性處理，具有快干和不下垂等優(yōu)勢(shì)特點(diǎn)；“優(yōu)止水”是一種高效防水劑，可呼吸，可滲入結(jié)構(gòu)中微小的縫隙及孔洞當(dāng)中，對(duì)這些可以過水的通道逐一堵塞，同時(shí)還能和結(jié)構(gòu)形成一個(gè)整體；水盾防水膠是一種采用高分子聚合物進(jìn)行改性處理后的瀝青防水材料；“立止水”是一種將硅砂與水泥作為載體包含不同化學(xué)物質(zhì)的止水材料，當(dāng)遇水后體積快速膨脹變大同時(shí)變硬，和結(jié)構(gòu)形成一個(gè)整體的同時(shí)將所有可能過水的通道堵住。

3 保護(hù)涂裝

將橋梁的各既有病害均處理完成后，需在表面利用適宜的材料進(jìn)行保護(hù)涂裝，這對(duì)保護(hù)橋梁結(jié)構(gòu)，防止病害發(fā)生具有重要意義和作用。首先可通過降低電解液實(shí)際含量來防止修復(fù)區(qū)和未修復(fù)區(qū)之間產(chǎn)生過大的電位差，以起到防止鋼筋銹蝕的作用。實(shí)踐表明，水是對(duì)結(jié)構(gòu)造成破壞的主要因素，這部分水主要來自大氣降雨，基于此，做好防水也能起到減少或避免鋼筋發(fā)生銹蝕的作用。其次，通過適當(dāng)?shù)谋Ｗo(hù)涂裝還能大量減少空氣滲透，防止混凝土產(chǎn)生劇烈的碳化反應(yīng)。最后，通過適當(dāng)?shù)谋Ｗo(hù)涂裝還能對(duì)空氣中各類有害物質(zhì)向結(jié)構(gòu)的入侵起到一定抵御作用，使病害的產(chǎn)生及發(fā)展速度都明顯降低。

由此可見，只對(duì)通過調(diào)查發(fā)現(xiàn)的既有病害進(jìn)行處理，而沒有進(jìn)行保護(hù)，則很難從本質(zhì)上解決病害，即現(xiàn)有病害處理后很快又會(huì)出現(xiàn)新的病害。因此，為了實(shí)現(xiàn)延長(zhǎng)橋梁結(jié)構(gòu)壽命的目標(biāo)，并延長(zhǎng)維修周期和降低維修費(fèi)用，必須對(duì)保護(hù)措施的應(yīng)用引起足夠的重視，根據(jù)實(shí)際情況制定有效的保護(hù)措施。就目前來看，在橋梁結(jié)構(gòu)的保護(hù)方面，以ADEX 涂裝體系更具優(yōu)勢(shì)。該涂裝體系主要包含以下幾種涂裝材料：①NIVELEX底涂材料；②玻纖增強(qiáng)網(wǎng)；③REVIFLEX 面涂材料。不僅彈性與可彎曲性好，而且和混凝土基層之間也有很好的匹配性，還能提供一定耐摩擦性，造價(jià)也不是很高，可作為橋梁結(jié)構(gòu)保護(hù)方面的首選材料類型。

4 結(jié)語

綜上所述，橋梁病害處理與維護(hù)是一項(xiàng)十分復(fù)雜而系統(tǒng)的工作，應(yīng)先做好病害調(diào)查，確定病害類型、表現(xiàn)、成因，然后針對(duì)病害情況制定專門的病害處理與加強(qiáng)方案，再嚴(yán)格按照方案的要求及規(guī)范進(jìn)行施工，保證施工質(zhì)量，以確保橋梁病害處理及加固最大限度發(fā)揮應(yīng)有的作用，即延長(zhǎng)結(jié)構(gòu)壽命，減少維修成本。