省道清林溝大橋養(yǎng)護(hù)維修的應(yīng)用措施

張領(lǐng)東

(山西省公路局晉城分局，山西 晉城 048026)

省道清林溝大橋是一座1-40 m的單跨雙曲拱橋，位于省道陵沁線K116+185處，橋梁全長80 m，設(shè)計(jì)荷載原標(biāo)準(zhǔn)汽—20，掛—100級(jí)。修建于1991年。

該橋自通車運(yùn)營以來，受橋梁自身設(shè)計(jì)結(jié)構(gòu)特點(diǎn)的限制及橋梁承受的汽車、行人等荷載作用影響，包括外部環(huán)境中空氣、水、酸堿環(huán)境的作用，橋梁上部結(jié)構(gòu)中在拱助、橫隔板、拱波出現(xiàn)多處混凝土剝落、邊角開裂、嚴(yán)重滲水、裂縫、露筋、鋼筋銹蝕等病害，如不及時(shí)采取必要的養(yǎng)護(hù)措施進(jìn)行病害的處治維護(hù)，將影響到該橋的安全運(yùn)營，存在一定的安全隱患，為此上級(jí)部門決定對(duì)該橋進(jìn)行養(yǎng)護(hù)維修，下面結(jié)合工程的具體實(shí)際情況進(jìn)行分析。

1 橋梁病害的具體情況

在橋梁的病害檢查中，一般采用目測式或簡單的儀器輔助如望遠(yuǎn)鏡、鋼尺、裂縫觀測儀，但由于該橋下跨為三級(jí)公路(縣道)，橋下凈空21 m，給橋梁的病害觀測特別是1/4L區(qū)間的病害觀測帶來難度，故在2011年的橋梁定期檢查中，工程技術(shù)人員在常規(guī)的觀測方法外采用省交科院的橋梁專用觀測車對(duì)橋梁病害進(jìn)行近距離檢查，以準(zhǔn)確判定橋梁的病害。

清林溝雙曲拱橋上部結(jié)構(gòu)中分布六條拱助，橫隔板五道，橫系梁四道，橋梁主要病害集中在橋梁1/4L兩個(gè)截面1號(hào)、2號(hào)、5號(hào)、6號(hào)拱肋(具體編號(hào)按橋梁管理系統(tǒng)CBMS中的規(guī)定編排)，具體范圍在與3號(hào)、7號(hào)橫隔板截面的接合部(約縱向120 cm、橫向拱肋寬度范圍內(nèi))，病害主要為混凝土剝落、局部3 cm～5 cm的集料酥散、鋼筋銹蝕外露、滲水現(xiàn)象明顯且伴有白色晶體析出，同時(shí)5號(hào)、6號(hào)拱肋在3號(hào)橫隔板位起至0號(hào)臺(tái)方向內(nèi)側(cè)有3 m，1.8 m裂縫，縫寬2 mm，其他部位病害為:

1)1號(hào)拱肋兩個(gè)拱腳部位、6號(hào)拱肋1號(hào)臺(tái)拱腳部位局部混凝土風(fēng)化剝落、掉角、鋼筋銹蝕外露，范圍為拱腳線起80 cm范圍內(nèi)。2)跨中拱波在3號(hào)～7號(hào)橫隔板區(qū)有縱向波頂裂縫16 m，縫寬2 mm～5 mm。3)個(gè)別橫隔板底部混凝土開裂、露筋。4)1號(hào)、6號(hào)拱肋(邊肋)整體底部、外側(cè)受雨水、大風(fēng)直接影響，出現(xiàn)多處風(fēng)化剝落現(xiàn)象。

2 橋梁病害原因分析

1)運(yùn)煤重載車輛的影響。由于該橋處于主要的運(yùn)煤通道，經(jīng)調(diào)查2011年該路段交通量平均日達(dá)11 693輛，其中運(yùn)煤車輛(大貨、拖掛)折算值達(dá)到4 319輛/d。在重載車輛專項(xiàng)抽查中，重載車中六軸車比例占到70.4%，載重噸位平均為54 t。調(diào)查中未發(fā)現(xiàn)超過55 t的超載車輛，但基本為滿負(fù)荷狀態(tài)。所以重型車輛為病害的主要影響因素。

2)橋梁滲水影響。該橋主拱圈上部為左右各3個(gè)腹拱段及跨中實(shí)腹段區(qū)域組成，橋梁滲水集中在3號(hào)、7號(hào)拱橫隔板截面對(duì)應(yīng)的跨中實(shí)腹段兩側(cè)，而跨中區(qū)域拱波和拱板上面直接是實(shí)腹段填料，橋內(nèi)滲水可以由拱波沿縱向跨徑方向在拱波與拱肋結(jié)合部裂縫滲出，形成嚴(yán)重滲水，并在冬季形成凍融破壞導(dǎo)致混凝土嚴(yán)重剝落、鋼筋銹蝕，耐久性下降。同時(shí)該橋原橋面泄水孔孔徑、排水不利，雨季易造成橋面積水，更加加劇滲水對(duì)橋梁的影響。滲水是形成橋梁病害的次要因素。

3)橋梁自身結(jié)構(gòu)的影響。橋梁跨中拱波的波頂裂縫為雙曲拱橋的常見病害，此次檢查中未發(fā)現(xiàn)存在環(huán)向縫(拱肋與拱波間的裂縫)，拱腳處也未發(fā)現(xiàn)水平位移，所以對(duì)結(jié)構(gòu)受力在一定的影響內(nèi)，但裂縫寬度超限，需及時(shí)做封閉處理，結(jié)構(gòu)自身特點(diǎn)是橋梁病害產(chǎn)生的其他因素。

3 養(yǎng)護(hù)維修措施

根據(jù)本橋病害的具體情況及成因分析，分以下幾個(gè)層次進(jìn)行養(yǎng)護(hù)維修處理。

3.1 拱肋混凝土剝落、酥散、露筋

施工中，對(duì)拱肋混凝土剝落破壞比較嚴(yán)重，已有鋼筋暴露的部位，首先將破損松動(dòng)的混凝土進(jìn)行鑿除，鑿除時(shí)不得使用沖擊力大的設(shè)備，實(shí)際施工中使用的小錘子、鋼釬、鑿子雖然工具簡單，但很實(shí)用、效果很好，要特別注意將銹蝕鋼筋下面的混凝土徹底清除，以獲得良好的維修效果;其次采用電動(dòng)鋼刷將病害部位混凝土表面清理干凈、保持混凝土的干燥，露出內(nèi)部堅(jiān)實(shí)的混凝土表面，并用專用的除銹劑清理鋼筋表面銹跡，在這個(gè)過程中要處理好維修區(qū)域邊緣，形成簡單齊整的幾何形狀;最后采用配制好的補(bǔ)強(qiáng)修補(bǔ)膠進(jìn)行分層填充修補(bǔ)，施工中采用的修補(bǔ)膠為化學(xué)復(fù)合材料，調(diào)制比例1∶2。修補(bǔ)完成后，在修補(bǔ)面和原構(gòu)件面要結(jié)合砂漿找平。

3.2 拱肋、橫隔板混凝土表面輕微風(fēng)化、剝落處理

對(duì)1號(hào)、6號(hào)拱肋及個(gè)別橫隔板混凝土表面風(fēng)化、剝落及有滲水跡象形成的表面污垢，使用電動(dòng)鋼刷對(duì)表面進(jìn)行清理，涂一層專用結(jié)合漿與原表面找平。

3.3 拱肋裂縫、拱波波頂裂縫處理

裂縫處理分為兩種方法:

1)表面封閉法，對(duì)輕微裂縫、縫寬小于0.2 mm的裂縫，清除表面灰塵、砂粒、滲水銹跡，保持干凈、干燥狀態(tài)，然后沿構(gòu)件表面涂刷修補(bǔ)膠進(jìn)行封縫。2)壓力灌注法，對(duì)拱肋側(cè)面、拱波波頂縫寬在2 mm～5 mm的裂縫需采用以一定壓力將修補(bǔ)膠注入裂縫腔內(nèi)，以達(dá)到充填密實(shí)的效果。其施工工藝流程為:a.處理縫口表面和注漿嘴。用鋼絲刷沿裂縫走向清理寬度5 cm范圍的混凝土表面，使工作面平整、干燥、無油污。如縫內(nèi)潮濕，用噴燈充分烘干。沿裂縫走向布置注漿嘴，具體選在裂縫最寬處、交錯(cuò)處、端處、裂縫貫穿處等部位，設(shè)置間距采用15 cm～25 cm，原則上縫窄可密、縫寬可稀，對(duì)埋設(shè)點(diǎn)進(jìn)行一定清理。b.粘結(jié)注漿嘴。使用修補(bǔ)膠在已定位置粘結(jié)注漿嘴。c.封縫。采用補(bǔ)強(qiáng)修補(bǔ)膠進(jìn)行封縫，要做到嚴(yán)密，密封完成后讓補(bǔ)強(qiáng)修補(bǔ)膠自然固化，需注意固化過程中防止其接觸水。d.密封檢查。待封縫膠固化后，沿縫涂一層皂液，從注漿嘴向縫中進(jìn)行壓縮空氣檢測后，若無氣泡表示封縫效果良好，可進(jìn)入下一步工序，否則重新施作封縫。e.灌漿。首先接通管路，打開所有注漿嘴上的閥門，再次用壓縮空氣將管道及裂縫吹掃一遍，檢查灌漿設(shè)備試運(yùn)轉(zhuǎn)正常后方可正式灌漿，灌漿壓力控制在0.1 MPa～0.2 MPa，施工中壓力要逐漸升高，防止驟然加壓使裂縫擴(kuò)大，達(dá)到壓力后保持穩(wěn)定以滿足灌漿要求，保證灌漿質(zhì)量。灌漿結(jié)束的標(biāo)準(zhǔn)應(yīng)以縫不吸漿為原則，具體操作中已明顯不進(jìn)漿時(shí)，再繼續(xù)壓漿2 min即可停止灌漿。同時(shí)注意對(duì)豎向、斜向裂縫的灌漿自下而上進(jìn)行，灌漿結(jié)束后立即拆除管道及設(shè)備，并清洗干凈。如需處理裂縫數(shù)量較少，可采用多個(gè)針管注射式壓漿處理，一定要相互補(bǔ)充注漿到位，本橋裂縫處理采用的是這種方式。f.封口結(jié)束。待裂縫內(nèi)漿液達(dá)到初凝不外流時(shí)，拆下灌漿嘴設(shè)施，用修補(bǔ)膠把灌漿嘴處抹平封口，整個(gè)處理即可結(jié)束。g.檢查。裂縫全部處理結(jié)束后，對(duì)其進(jìn)行檢查，要求處理后裂縫表面平整均勻，無脫落和新的裂縫出現(xiàn)。

3.4 橋梁防排水的施工

針對(duì)該橋上部結(jié)構(gòu)存在局部滲水嚴(yán)重的情況，采取以下幾條措施:

1)對(duì)原橋面進(jìn)行10 mm的微表處施工，進(jìn)一步提高橋面的密實(shí)和防排水功能。

2)對(duì)橋面泄水孔重新布置，將原φ70 mm的泄水管改造為φ100 mm PVC的泄水管，并調(diào)整其下傾角度，解決原泄水孔易堵塞的問題，需注意的是加長其在橋體外的外露長度，避免排水外灑在橋梁主體表面上。

3)對(duì)橋梁六個(gè)腹拱內(nèi)部進(jìn)行徹底清除，并重新埋設(shè)泄水管。

4)在跨中區(qū)域?qū)嵏故教盍吓c3號(hào)，4號(hào)腹拱端墻結(jié)合部的截面對(duì)2號(hào)，5號(hào)拱肋與腹拱墩相接處，在拱波上斜向下鉆φ30 mm的小孔，套入φ25 mm的小徑PVC管，用于排出此處積水。泄水管共用4套。

4 施工注意事項(xiàng)

1)在橋梁的維護(hù)保養(yǎng)中，其主要處理的是構(gòu)件表面缺陷、剝落和裂縫，這些病害在橋梁中普遍存在且數(shù)量較多，在處理之前做好對(duì)病害標(biāo)識(shí)和記錄尤為重要，并盡可能地繪制病害分布圖，統(tǒng)一規(guī)范編號(hào)，科學(xué)標(biāo)識(shí)病害，這些都要成為橋梁檢查技術(shù)檔案資料，以進(jìn)一步為橋梁維修加固中病害處理的對(duì)策提供準(zhǔn)確的依據(jù)。

2)該橋病害的維護(hù)保養(yǎng)順利完成，成功地依托了專用橋梁檢測車的應(yīng)用，但由于是在非高速公路上使用，交通不能全部禁止，所以交通安全控制要特別加強(qiáng)，作為重中之重的工作進(jìn)行周密布置，確保工程施工安全。

3)橋梁病害處理過程中，施工人員需配備必要的防塵等勞保防護(hù)用品。

4)做好橋梁病害處理前后及過程中的照片、影像等資料的留存。

5 結(jié)語

橋梁的養(yǎng)護(hù)、保養(yǎng)是一個(gè)長期且持續(xù)的工作，它貫穿于橋梁的整個(gè)使用周期，橋梁的任一個(gè)病害或表面缺陷會(huì)常年累月的變化，如不及時(shí)處理有擴(kuò)大的危險(xiǎn)性，例如即使是無害裂縫也會(huì)由于水的滲入而促使混凝土劣化，引起鋼筋腐蝕。因此加強(qiáng)對(duì)橋梁的維護(hù)保養(yǎng)，及時(shí)處理病害，徹底解決或控制其發(fā)展，對(duì)保證橋梁保持良好的技術(shù)狀況安全運(yùn)營具有十分重要的意義。

[1] 柏 斌.橋梁施工中混凝土養(yǎng)護(hù)技術(shù)探討[J].山西建筑，2011，37(24):186-187.