道路橋梁修復(fù)養(yǎng)護(hù)施工方法分析

摘要 為解決道路橋梁的病害問(wèn)題，提高橋梁的使用性能，文章以天津市津南區(qū)八里臺(tái)橋?yàn)楸尘鞍咐?，介紹了工程基本情況，指出橋梁病害現(xiàn)狀及性能檢測(cè)評(píng)定結(jié)果，通過(guò)方案比選確定采用板梁封縫、灌縫后粘貼碳纖維布+局部病害維修方案，詳細(xì)闡述了修復(fù)養(yǎng)護(hù)施工技術(shù)方法。結(jié)果表明：該施工方案不僅修復(fù)了橋梁的病害問(wèn)題，而且顯著提高了板梁的耐久性，可在類似工程中推廣運(yùn)用。

關(guān)鍵詞 道路橋梁；病害；性能檢測(cè)；修復(fù)養(yǎng)護(hù)；施工方法

中圖分類號(hào) U445 文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼 A 文章編號(hào) 2096-8949（2024）19-0066-03

0 引言

道路橋梁是我國(guó)交通運(yùn)輸網(wǎng)的重要組成部分，隨著通車運(yùn)行時(shí)間延長(zhǎng)，在荷載、環(huán)境等因素的作用下容易出現(xiàn)病害，影響行車安全。對(duì)此類橋梁進(jìn)行修復(fù)養(yǎng)護(hù)，成為施工單位關(guān)注的重點(diǎn)。梁板縫隙灌漿封閉、粘貼碳纖維布等，均是目前常用的修復(fù)技術(shù)，具有操作簡(jiǎn)單、質(zhì)量可控、加固效果好的特點(diǎn)[1]。以下結(jié)合工程實(shí)踐，探討了道路橋梁的修復(fù)養(yǎng)護(hù)施工方法，供同業(yè)人員參考。

1 工程概況

八里臺(tái)橋位于天津市津南區(qū)二八公路，雙向兩車道，建成時(shí)間1985年，橋梁全長(zhǎng)56 m，全寬15.6 m，橫斷面設(shè)計(jì)為1.6 m人行道+12 m機(jī)動(dòng)車道+1.6 m人行道，原設(shè)計(jì)荷載為汽車?20級(jí)，掛車?100級(jí)。橋梁上部結(jié)構(gòu)形式為鋼筋混凝土空心板梁，跨徑組合8 m+4×10 m+8 m，橫向設(shè)置13塊板，支座為板式橡膠支座。下部結(jié)構(gòu)為樁柱式墩臺(tái)、樁基礎(chǔ)，設(shè)置片石護(hù)坡、未設(shè)置錐坡。橋面采用瀝青混凝土鋪裝，設(shè)置2道伸縮縫，兩側(cè)設(shè)有人行道護(hù)欄。該橋建成后于2013年對(duì)其進(jìn)行維修，主要維修內(nèi)容包括：（1）銑刨機(jī)動(dòng)車道原橋面鋪裝，重新鋪筑6 cm厚AC-20中粒式瀝青混凝土+4 cm厚的AC-13細(xì)粒式改性瀝青混凝土。（2）更換兩側(cè)橋臺(tái)處伸縮縫，該次施工根據(jù)橋梁檢測(cè)報(bào)告，針對(duì)橋梁的病害進(jìn)行維修加固處理。

2 橋梁病害現(xiàn)狀及性能檢測(cè)評(píng)定

2.1 病害現(xiàn)狀

2.1.1 上部結(jié)構(gòu)病害

上部結(jié)構(gòu)主要病害包括：（1）梁底裂縫，其中部分裂縫已維修，但仍存在1 563條橫向裂縫，其中27條與腹板豎向裂縫形成L形裂縫，累計(jì)長(zhǎng)度1 571.1 m，最大裂縫寬0.16 mm；9條縱向裂縫和4條斜向裂縫，累計(jì)長(zhǎng)19.85 m，最大裂縫寬0.16 mm；腹板共有26條豎向裂縫，累計(jì)長(zhǎng)5.2 m，最大裂縫寬0.12 mm；26處破損和銹脹開裂，累計(jì)長(zhǎng)度5.7 m，累計(jì)面積4.91 m2。（2）上部一般構(gòu)件主要病害是鉸縫通長(zhǎng)滲水泛白，如圖1所示。

2.1.2 下部結(jié)構(gòu)病害

下部結(jié)構(gòu)主要病害包括：（1）橋墩蓋梁共有17處銹脹露筋，累計(jì)長(zhǎng)度13.3 m，累計(jì)面積2.85 m2。（2）橋臺(tái)臺(tái)身共有2處銹脹開裂，累計(jì)長(zhǎng)度3 m。

2.1.3 附屬結(jié)構(gòu)病害

附屬結(jié)構(gòu)病害主要包括：（1）橋面鋪裝共有2條橫向貫通裂縫；3處網(wǎng)裂，累計(jì)面積45.2 m2；1條縱向裂縫，長(zhǎng)度10 m，寬1.5 mm；1處麻面露筋，面積32 m2。（2）人行道側(cè)壁共銹脹露筋34根，累計(jì)長(zhǎng)度4.3 m，累計(jì)面積1.96 m2。（3）護(hù)欄共有31處銹脹露筋，累計(jì)長(zhǎng)度6.2 m；1處破損露筋，面積0.2 m2。（4）調(diào)治構(gòu)造物共有2處塌陷，累計(jì)面積4.2 m2。（5）排水系統(tǒng)中的泄水孔全部堵塞，如圖2所示。

2.2 性能檢測(cè)評(píng)定

2.2.1 無(wú)損檢測(cè)

該工程中，抽取1-1#板右腹板、1-1#板底、5-1#板右腹板、5-2#板底、1-1#蓋梁、5#臺(tái)身進(jìn)行材質(zhì)狀況檢測(cè)，結(jié)果表明：（1）評(píng)定標(biāo)度值均評(píng)定為1，構(gòu)件強(qiáng)度狀態(tài)均評(píng)定為良好。（2）混凝土碳化深度對(duì)鋼筋的銹蝕影響程度輕微。（3）對(duì)9個(gè)上部結(jié)構(gòu)、2個(gè)下部結(jié)構(gòu)的混凝土保護(hù)層進(jìn)行抽檢，結(jié)果見(jiàn)表1。

2.2.2 技術(shù)狀態(tài)等級(jí)評(píng)定

依據(jù)《公路橋梁技術(shù)狀況評(píng)定標(biāo)準(zhǔn)》（JTG/T H21—2011），采用分層綜合評(píng)定法進(jìn)行評(píng)定，全橋技術(shù)狀況評(píng)分為75.78分，技術(shù)狀況等級(jí)為3類。

2.2.3 主梁承載能力評(píng)定

（1）主梁抗彎、抗剪承載能力經(jīng)驗(yàn)算，8 m中梁、邊梁的跨中斷面實(shí)際抗彎承載力為987.917 kN/m、1 041.544 kN/m，10 m中梁、邊梁的跨中斷面實(shí)際抗彎承載力為987.914 kN/m、1 041.544 kN/m；中梁、邊梁墩頂斷面實(shí)際抗剪承載力為781.071 kN、877.545 kN，均滿足規(guī)范要求。（2）主梁實(shí)際變形及裂縫寬度中梁、邊梁實(shí)際變形值為6.459 mm、6.477 mm，均小于規(guī)范限值24.62 mm；實(shí)際裂縫寬度為0.118 9 mm、0.165 5 mm，均小于規(guī)范限值0.222 mm，實(shí)際變形及裂縫寬度滿足規(guī)范要求。

3 橋梁修復(fù)養(yǎng)護(hù)施工方案比選

根據(jù)調(diào)查分析結(jié)果，該次維修改造考慮對(duì)現(xiàn)狀橋梁上部結(jié)構(gòu)板梁病害進(jìn)行維修加固，同時(shí)對(duì)局部破損處進(jìn)行修補(bǔ)。

3.1 方案一：板梁封縫、灌縫后粘貼碳纖維布+局部病害維修

（1）針對(duì)空心板梁裂縫，先對(duì)裂縫附近混凝土利用砂紙打磨，裂縫寬度<0.15 mm的利用聚合物膩?zhàn)颖砻娣忾]，裂縫寬度≥0.15 mm的利用環(huán)氧樹脂灌縫[2]。

（2）全部板梁在裂縫封閉處理后，再粘貼碳纖維布加固，提高板梁的耐久性。

（3）空心板、蓋梁混凝土破損修補(bǔ)；鉸縫、蓋梁滲水泛白打磨后涂刷混凝土保護(hù)劑；橋臺(tái)外露鋼筋表面人工除銹，采用聚合物砂漿修補(bǔ)；橋面瀝青混凝土鋪裝小裂縫使用改性瀝青灌縫，大裂縫銑刨鋪裝后重新施作防水層和面層；護(hù)欄底座銹脹露筋修補(bǔ)，全橋護(hù)欄表面涂刷油漆；疏通全橋泄水孔；河道護(hù)坡塌陷部分拆除重新砌筑等。

3.2 方案二：板梁封縫、灌縫+局部病害維修

（1）針對(duì)空心板梁裂縫，先對(duì)裂縫附近混凝土白華部位利用砂紙打磨，裂縫寬度<0.15 mm的利用聚合物膩?zhàn)颖砻娣忾]，裂縫寬度≥0.15 mm的利用環(huán)氧樹脂灌縫。

（2）空心板、蓋梁混凝土破損修補(bǔ)；鉸縫、蓋梁滲水泛白打磨后涂刷混凝土保護(hù)劑；橋臺(tái)外露鋼筋表面人工除銹，采用聚合物砂漿修補(bǔ)；橋面瀝青混凝土鋪裝小裂縫使用改性瀝青灌縫，大裂縫銑刨鋪裝后重新施作防水層和面層；護(hù)欄底座銹脹露筋修補(bǔ)，全橋護(hù)欄表面涂刷油漆；疏通全橋泄水孔；河道護(hù)坡塌陷部分拆除重新砌筑等。

3.3 方案比選

通過(guò)比選，兩個(gè)方案的區(qū)別在于全橋板梁梁底是否粘貼碳纖維布，結(jié)合該橋梁的病害現(xiàn)狀，根據(jù)裂縫分布情況及形成原因，需提高板梁的耐久性，故該次工程最終采用方案一開展修復(fù)養(yǎng)護(hù)施工。

4 橋梁修復(fù)養(yǎng)護(hù)施工技術(shù)方法

4.1 裂縫封閉

裂縫封閉工藝流程：裂縫檢測(cè)分類→清理裂縫表面→埋灌漿嘴→封縫→檢查密封性能→配置注縫膠→灌漿→檢查驗(yàn)收。

施工技術(shù)要點(diǎn)：（1）檢查并記錄修補(bǔ)部位的裂縫情況，在裂縫兩側(cè)劃線，清除縫外松散的混凝土，用鋼絲刷刷清縫口并除去浮渣。（2）在裂縫外部，用蘸有丙酮二甲苯的回絲進(jìn)行洗擦，保證槽內(nèi)混凝土面無(wú)灰塵、油污等，并用壓縮空氣吹清縫內(nèi)灰沙，吹干混凝土表面。（3）使用透明型環(huán)氧樹脂膠直接在表面涂刷封閉，寬度≥50 mm，厚度≥2 mm[3]。涂刷完成，用刮刀使其平面與原混凝土面齊平。

4.2 裂縫灌漿

（1）清縫：先用鋼絲刷沿裂縫走向清理50 mm范圍的混凝土表面，再用壓縮空氣進(jìn)行清理，最后用丙酮洗刷并擦清表面。

（2）標(biāo)注灌膠底座位置：根據(jù)裂縫寬度確定灌膠底座的間距、位置，分別在裂縫端部、交叉處和較寬處設(shè)置灌膠嘴并做好標(biāo)志，相鄰底座的間距為20～40 cm，每米設(shè)置3個(gè)[4]。

（3）埋設(shè)灌漿嘴：按配合比調(diào)和灌膠底座黏結(jié)膠呈膩?zhàn)訝?，均勻涂抹在灌膠底座下底面周圍，按標(biāo)注位置順縫粘貼在裂縫表面，適當(dāng)用力下壓底座使底部黏結(jié)膠部分溢出，并能包住注膠底座邊緣。

（4）封縫：安裝注入座，用密封膠對(duì)裂縫表面密封處理，封閉寬度為50 mm，保證厚度呈弧形、中間稍厚，同時(shí)封閉壓漿區(qū)域的裂縫。

（5）密封檢查：待封縫材料自然固化后，沿縫涂刷一層肥皂水，從灌漿嘴中通入壓縮空氣，檢查縫的密封效果，并對(duì)漏氣部位補(bǔ)封。

（6）灌漿：按照規(guī)范配制樹脂膠，盛放在低壓灌注容器中，逐一安裝在灌漿嘴上，用橡皮筋施加壓力。灌漿過(guò)程中，每隔一個(gè)注入孔安置一個(gè)注膠器，留置注入孔作為觀察孔，當(dāng)觀察孔有膠溢出時(shí)，用堵頭將注入孔堵住再壓5～10 min，該孔注漿結(jié)束。

4.3 碳纖維布加固梁底

（1）結(jié)構(gòu)表面處理：鑿除混凝土表層的剝落、蜂窩、腐蝕等現(xiàn)象，必要時(shí)用水泥砂漿修復(fù)。裂縫處灌漿封閉，使用角磨機(jī)打磨表面去除浮漿、油污等雜質(zhì)，注意轉(zhuǎn)角粘貼處倒角處理、打磨成圓弧狀。用壓縮空氣吹除粉塵，工業(yè)酒精擦拭表面，針對(duì)不平整部位使用修補(bǔ)材料填補(bǔ)，以減小高差[5]。

（2）涂刷底層膠：將底層膠置于容器中攪拌均勻，用毛刷均勻涂抹于混凝土表面，控制膠層厚度和使用時(shí)間，以滿足設(shè)計(jì)要求。

（3）構(gòu)件表面修補(bǔ)：構(gòu)件表面的凹陷、內(nèi)角等部位使用環(huán)氧膩?zhàn)犹钇?，表面凹凸糙紋打磨平整。

（4）粘貼碳纖維布：按設(shè)計(jì)要求的尺寸裁剪碳纖維布，需要搭接時(shí)要求搭接長(zhǎng)度≥15 cm。調(diào)制浸漬膠，均勻涂抹在粘貼部位，注意搭接、拐角部位多涂抹一遍，粘貼碳纖維布時(shí)，用特制滾筒沿纖維方向多次滾壓，排除氣泡的同時(shí)使粘結(jié)劑浸透碳纖維布。按照先縱向、再橫向的順序粘貼，直至最后一層粘貼后，在表面均勻涂抹面層浸漬膠，自然掩護(hù)24 h固化。

（5）防護(hù)整修：橋梁加固部位若易受外力沖擊，要抹M10及以上等級(jí)的水泥砂漿防護(hù)，厚度≥20 mm。加固部位若不受外力沖擊，在外表面涂刷水泥砂漿和107膠。

4.4 混凝土缺陷處理

（1）針對(duì)混凝土缺陷，首先鑿除缺陷周圍的松散混凝土并清理干凈，均勻涂一層環(huán)氧基液，厚度≤1 mm，待基液中的氣泡消除后涂抹聚合物砂漿，其性能要求如表2所示。若破損面積較小，使用環(huán)氧砂漿分層修補(bǔ)，每層厚度0.5～1.5 cm；若破損面積很大，使用環(huán)氧混凝土修補(bǔ)[6]。

（2）針對(duì)外露鋼筋，鑿除結(jié)構(gòu)表面損壞的部分混凝土，對(duì)銹蝕鋼筋進(jìn)行人工除銹，清理混凝土表面的灰塵。在損壞混凝土表面涂抹環(huán)氧膠液，使用聚合物砂漿或環(huán)氧混凝土修補(bǔ)，最后對(duì)混凝土表面進(jìn)行處理。

（3）混凝土缺陷處理后，采用表面觀察法、小錘敲擊試驗(yàn)法進(jìn)行檢查，看修復(fù)表面是否平整，根據(jù)小錘敲擊聲音的變化確定是否填充密實(shí)。

5 結(jié)論

綜上所述，道路橋梁修復(fù)養(yǎng)護(hù)是重要的管理措施，能提高橋梁的耐久性，保證通行安全。該次研究結(jié)合實(shí)際案例，針對(duì)橋梁病變問(wèn)題介紹了板梁封縫、灌縫后粘貼碳纖維布+局部病害維修方案，該方案最終取得滿意修復(fù)效果。

參考文獻(xiàn)

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收稿日期：2024-05-24

作者簡(jiǎn)介：羅鑫（1982—），男，本科，高級(jí)工程師，研究方向：道路橋梁設(shè)計(jì)。