橋梁修復(fù)新技術(shù)、新材料的應(yīng)用和實(shí)踐

柴文龍

（上海奉賢建設(shè)發(fā)展（集團(tuán)）有限公司，上海市 201400）

0 引言

隨著中國(guó)基礎(chǔ)建設(shè)的飛速發(fā)展,一些早年修建的橋梁開(kāi)始出現(xiàn)病害,如承載力不足、交通不暢、各項(xiàng)技術(shù)參數(shù)不達(dá)標(biāo)等問(wèn)題，不能滿足現(xiàn)狀交通運(yùn)輸?shù)囊?。針?duì)病害具體情況，需要對(duì)這些橋梁進(jìn)行更新、加固、修復(fù)等措施,以提高其承載能力。利用新材料、新工藝進(jìn)行有效修復(fù)與補(bǔ)強(qiáng)具有較好的經(jīng)濟(jì)效益，從而保障橋梁修復(fù)施工技術(shù)能夠取得更好的發(fā)展。

1 工程概況

老橫涇橋位于南橋鎮(zhèn)運(yùn)河路，為一座三跨鋼筋混凝土簡(jiǎn)支梁橋。橋梁上部結(jié)構(gòu)車(chē)行道多榀板梁混凝土破損脫落、鋼筋外露銹蝕嚴(yán)重；人行道π型梁混凝土局部破損、鋼筋外露銹蝕；蓋梁混凝土嚴(yán)重崩落，混凝土水平向破損深度最大12 cm，使主梁有效支承長(zhǎng)度減少，蓋梁擋塊斜向開(kāi)裂；橋墩立柱混凝土多處破損。

由于老橋竣工資料缺失，既有橋梁原設(shè)計(jì)荷載不詳，建設(shè)單位通過(guò)委托上海建筑科學(xué)研究院對(duì)該橋進(jìn)行特殊技術(shù)檢測(cè)和檢查，根據(jù)檢測(cè)報(bào)告結(jié)論為該橋的總體技術(shù)狀況評(píng)定等級(jí)為四類橋（差），鑒于此，要求對(duì)該橋進(jìn)行維修加固施工。

該橋主要維修加固內(nèi)容：車(chē)行道橋面系改造、車(chē)行道板梁調(diào)換、人行道π型梁加固、加固蓋梁增大截面。

2 橋梁修復(fù)工程新材料、新技術(shù)應(yīng)用

2.1 主要工程材料性能指標(biāo)

（1）環(huán)氧砂漿技術(shù)性能指標(biāo)

7 d抗壓強(qiáng)度不小于50MPa，28 d抗壓強(qiáng)度不小于60MPa。

（2）自流平混凝土（J45A建筑加固料）

橋墩蓋梁增大截面加固采用自流平混凝土（SCC，J45A建筑加固料），其黏聚性能好，抗分層離析能力強(qiáng)，無(wú)泌水，骨料分布均勻，勻質(zhì)性好，V型漏斗通過(guò)時(shí)間小于25 s，對(duì)鋼筋無(wú)腐蝕作用。主要技術(shù)指標(biāo)如表1。

表1 自流平混凝土主要技術(shù)指標(biāo)

自流平混凝土配合比設(shè)計(jì)參照《自密實(shí)混凝土應(yīng)用技術(shù)規(guī)程》，自流平混凝土應(yīng)選用優(yōu)質(zhì)原材料。石子應(yīng)粒形良好，級(jí)配合理，嚴(yán)格控制石子中的泥塊、針片狀顆粒含量，不宜使用Ⅲ級(jí)粉煤灰。初始塌落度在250 mm±20 mm之間，擴(kuò)展度在650 mm±100 mm之間，擴(kuò)展度達(dá)到500 mm的時(shí)間小于20 s。

（3）碳纖維布的使用應(yīng)符合《公路橋梁加固設(shè)計(jì)規(guī)范》（JTG/T J22—2008）的技術(shù)要求。橋梁加固用碳纖維布（Ⅰ級(jí)）的主要力學(xué)性能指標(biāo)見(jiàn)表2。

表2 橋梁加固用碳纖維布（Ⅰ級(jí)）的主要力學(xué)性能指標(biāo)

（4）粘貼碳纖維布用的膠黏劑采用專門(mén)配制的改性環(huán)氧樹(shù)脂類膠黏劑（A級(jí)膠），其安全性能指標(biāo)必須符合表3規(guī)定，且不得使用飽和聚酯樹(shù)脂、醇酸樹(shù)脂等作浸漬、粘貼膠黏劑。

表3 碳纖維浸漬、黏貼用膠黏劑安全性能指標(biāo)

（5）種植植筋的膠黏劑需采用專用A級(jí)膠，其安全性能指標(biāo)須符合表4規(guī)定。

表4 種植植筋的膠黏劑安全性能指標(biāo)

2.2 橋梁主要維修加固施工工藝和流程

2.2.1 施工準(zhǔn)備

（1）施工前按施工圖定位放樣，將維修加固部位在現(xiàn)場(chǎng)標(biāo)定出，同時(shí)注意環(huán)境濕度對(duì)樹(shù)脂固化的不利影響，現(xiàn)場(chǎng)控制環(huán)境濕度不超過(guò)70%。

（2）施工前對(duì)需維修加固處混凝土做好缺陷標(biāo)識(shí)及記錄，內(nèi)容包括：裂縫長(zhǎng)度、寬度、深度，蜂窩麻面的面積大小，鋼筋裸露情況等。

2.2.2 混凝土表面缺陷處理及修復(fù)技術(shù)工藝要求

（1）修補(bǔ)材料

采用高黏性環(huán)氧砂漿（豎向黏結(jié)可靠、不流淌、懸垂性好）。

（2）修補(bǔ)順序

首先，將缺損部位表層劣質(zhì)混凝土鑿除，至露出新鮮、密實(shí)的混凝土，剔除修補(bǔ)結(jié)合面（開(kāi)鑿后的表面）的表面浮石。修補(bǔ)結(jié)合面應(yīng)鑿毛鑿平，整齊劃一，并對(duì)外露的鋼筋表面進(jìn)行人工除銹處理，用摻有水泥用量3%的R-I型除銹劑的525號(hào)硅酸鹽水泥純漿涂刷在鋼筋表面上，開(kāi)鑿過(guò)程應(yīng)特別注意盡量減少開(kāi)鑿對(duì)周邊結(jié)構(gòu)的破壞。

其次，用高壓射流技術(shù)清洗修補(bǔ)結(jié)合面，飽水24 h后，用紗布吸干自由水，在保持濕潤(rùn)的條件下，涂刷二層環(huán)氧水泥凈漿之后即鋪筑水泥砂漿，用力壓平抹光。30 min后二次抹面，再進(jìn)行養(yǎng)護(hù)。

2.2.3 粘貼碳纖維施工工藝

2.2.3.1 基層表面處理

清除表面浮漿、油污、木屑等雜質(zhì)，除去表面2～3 mm厚的砂漿層，直至露出堅(jiān)實(shí)的骨料，磨去面上突出5 mm以上的毛刺。表面層打磨后應(yīng)用強(qiáng)力鼓風(fēng)機(jī)或吸塵器將表面灰塵徹底清除。表面平整度要求不大于5 mm/m。

2.2.3.2 涂刷底紋

底膠調(diào)和量一次性用完，超過(guò)時(shí)間不能使用；待底膠指觸干燥后進(jìn)入下道工序。

2.2.3.3 粘貼面修補(bǔ)

若發(fā)現(xiàn)粘貼面上有不平部位，用找平膠修補(bǔ)，必須確保粘貼平整，待底膠指觸干燥后進(jìn)入下道工序。

2.2.3.4 粘貼碳纖維布

（1）材料下料

現(xiàn)場(chǎng)根據(jù)圖紙下料，對(duì)加固碳纖維布的規(guī)格、長(zhǎng)度、寬度、厚度進(jìn)行核查。

（2）黏結(jié)劑選擇及攪拌

施工前檢查所用黏結(jié)劑是否與提供的材料產(chǎn)品說(shuō)明書(shū)相符，使用材料是否過(guò)期。黏結(jié)劑的攪拌按產(chǎn)品說(shuō)明書(shū)，嚴(yán)格控制A、B組份混合比例，攪拌速度、攪拌均勻程度（攪拌時(shí)間）、使用時(shí)間（攪拌一次數(shù)量、用完的時(shí)間不得大于產(chǎn)品說(shuō)明書(shū)規(guī)定時(shí)間）。黏結(jié)劑攪拌時(shí)，防止異物落入黏結(jié)劑內(nèi)，遠(yuǎn)離正在進(jìn)行混凝土基層打磨現(xiàn)場(chǎng)或采取嚴(yán)密防塵措施避免灰塵落入。

施工時(shí)注意環(huán)境溫度對(duì)黏結(jié)劑固化的影響，按產(chǎn)品說(shuō)明書(shū)規(guī)定對(duì)攪拌加以調(diào)整，黏結(jié)劑內(nèi)不得添加其他溶劑。

（3）碳纖維布黏貼和固化養(yǎng)護(hù)

施工時(shí)，首先將攪拌充分的黏結(jié)劑均勻涂刷到混凝土基層表面；黏貼前，再次按設(shè)計(jì)要求對(duì)加固區(qū)域進(jìn)行定位確認(rèn)；必要時(shí)放線。

碳纖維布的黏貼緊隨黏結(jié)劑涂刷進(jìn)行，碳纖維布貼至混凝土面平整、無(wú)氣泡，黏結(jié)劑浸滿碳纖維布幅面。

黏結(jié)劑固化一般在常溫下即可，黏貼好的碳纖維布24 h內(nèi)嚴(yán)禁人為擾動(dòng)。黏貼碳纖維布時(shí)，按設(shè)計(jì)位置由上而下，從左到右有次序黏貼，確保與浸漬樹(shù)脂充分結(jié)合，同時(shí)用壓板除去氣泡。

2.2.3.5 罩面防護(hù)處理

粘貼完碳纖維布后，即刻在其表面均勻涂抹一層浸漬樹(shù)脂，自然風(fēng)干，并在表面涂刷水泥砂漿，使結(jié)構(gòu)外觀顏色一致。

2.2.4 植入鋼筋的施工工藝

施工中做好孔道深度、孔徑、軸線、位置的檢驗(yàn)，對(duì)偏位過(guò)大的植筋進(jìn)行補(bǔ)筋補(bǔ)強(qiáng)處理，隨時(shí)檢查清孔好壞和結(jié)構(gòu)膠填孔密實(shí)度是否達(dá)到要求，錨筋在凝固前必須保持靜止?fàn)顟B(tài)，在固化前嚴(yán)禁碰撞錨固件，保持環(huán)境干燥，并做好施工溫度記錄。

3 施工過(guò)程注意事項(xiàng)

（1）按照檢測(cè)報(bào)告和實(shí)測(cè)數(shù)據(jù)進(jìn)行，施工前復(fù)測(cè)橋梁結(jié)構(gòu)尺寸，并與圖紙對(duì)照，按實(shí)際情況作調(diào)整，隨時(shí)與設(shè)計(jì)單位進(jìn)行溝通和聯(lián)系。

（2）道路線形、平面布置和走向保持原狀，橋面標(biāo)高根據(jù)實(shí)際測(cè)量的數(shù)據(jù)確定。在路與橋交界處，道路中心線位置新橋標(biāo)高比老橋抬高61mm。

（3）施工準(zhǔn)備工作中注意現(xiàn)場(chǎng)結(jié)構(gòu)的裂縫、損壞部位的統(tǒng)計(jì)，及時(shí)與監(jiān)理現(xiàn)場(chǎng)確認(rèn)。

（4）修補(bǔ)前應(yīng)將缺陷位置拍攝影像資料并作文字記錄，修補(bǔ)位置和修補(bǔ)記錄一一對(duì)應(yīng)。

（5）采用質(zhì)量可靠的維修加固材料，有效保證施工質(zhì)量。

（6）新老混凝土交界面的處理按有關(guān)加固規(guī)范進(jìn)行，保證加固效果。

（7）黏結(jié)劑的配置滿足加固規(guī)范規(guī)定的技術(shù)要求。

（8）伸縮縫設(shè)置時(shí)必須將縫內(nèi)垃圾清除干凈，縫寬上下貫通，寬度一致，伸縮自如。

（9）橋墩蓋梁增大截面加固前對(duì)橋梁兩側(cè)的管線采取支架或其他有效措施支撐，做好管線保護(hù)工作。做好其他各項(xiàng)安全工作，保證財(cái)產(chǎn)和人身安全。

（10）質(zhì)量檢驗(yàn)：按照《城市橋梁工程施工與質(zhì)量驗(yàn)收規(guī)范》（CJJ2—2008）執(zhí)行，同時(shí)對(duì)所使用的新材料加強(qiáng)檢測(cè)力度。

4 結(jié)語(yǔ)

以上僅僅對(duì)目前橋梁修復(fù)工程中應(yīng)用較廣泛的新技術(shù)、新材料的性能及應(yīng)用作了簡(jiǎn)要介紹，意在通過(guò)對(duì)新技術(shù)、新材料的深入認(rèn)識(shí)和了解，提高在項(xiàng)目實(shí)施中的知識(shí)水平?？刂坪桶盐蘸檬┕み^(guò)程中的各個(gè)環(huán)節(jié)，確保施工質(zhì)量滿足規(guī)范、規(guī)程要求。同時(shí)，這些新技術(shù)、新材料的應(yīng)用，對(duì)施工單位積累經(jīng)驗(yàn)也具有一定的借鑒和參考作用。