淺談橋梁維修加固施工工藝

孫慧媛++張巧慧

【摘 要】隨著汽車日益重型化、大型化，貨運(yùn)車輛超載運(yùn)輸，公路運(yùn)輸量不斷增長，使公路橋梁的壓力越來越大，已有不少橋梁發(fā)生裂縫、老化、破損等現(xiàn)象。本文闡述了簡支T型梁橋維修加固施工工藝及操作要求，以供同行參考借鑒。

【關(guān)鍵詞】橋梁；加固；工藝

0 引言

橋梁加固是對結(jié)構(gòu)承載能力不足或不滿足正常使用條件的構(gòu)造、部件或區(qū)段，采用必要的加固措施予以補(bǔ)強(qiáng)；對已有病害予以清除，施工操作時(shí)應(yīng)盡可能不損傷原橋無病害部分；充分考慮處治及加固新增構(gòu)造物與原結(jié)構(gòu)的連接，使新舊結(jié)構(gòu)形成整體，共同協(xié)調(diào)工作。

1 原橋梁病害情況

T梁腹板底部有間距約15cm的橫向裂縫，腹板側(cè)面及橫隔板有斜向裂縫，腹板與翼緣板交接處有縱向裂縫，T梁下皮保護(hù)層脫落，鋼筋銹蝕；蓋梁下表面存在5～7條間距約40cm的橫向裂縫，縫寬0.3～0.5mm，跨中裂縫與側(cè)面豎向裂縫連通；橋墩頂部有橫向裂縫，支座變形嚴(yán)重，橡膠老化嚴(yán)重。

2 施工工藝及操作要求

2.1 施工順序

拆除橋面系→更換支座→加固橫梁→封閉裂縫→粘貼碳纖維布 →澆筑橋面系

2.2 鋼筋銹脹砼剝落

對于鋼筋銹脹砼剝落，基本都是因?yàn)楸Ｗo(hù)層過薄引起的，先應(yīng)敲掉松散、剝落的砼，直至露出新鮮的砼后，對外露鋼筋表層的氧化層利用鋼絲刷予以除掉，然后對外露鋼筋涂刷鋼筋保護(hù)劑，最后進(jìn)行保護(hù)層的修復(fù)。

2.3 表層砼缺陷

2.3.1 表面處理

利用人工鑿除的方法將缺陷周圍的松散砼予以清除，露出新鮮的砼，并將砼表面清理干凈，要求做到無水濕、無污漬及灰塵。

2.3.2 缺陷修復(fù)

為使新增的砼（或砂漿）能與老砼良好的結(jié)合，在修補(bǔ)之前應(yīng)首先在待修補(bǔ)砼缺陷表面涂一層聚合物水泥砂漿液，其涂刷厚度不超過1mm，且應(yīng)涂刷均勻，涂刷時(shí)可采用人工涂刷或噴槍噴射，為便于涂勻，可在基液中加入少量的丙酮（一般為3-5%），對于以涂刷基液的表面注意防護(hù)，嚴(yán)禁雜質(zhì)、灰塵落入其上?；和克⑼瓿珊螅栝g隔一段時(shí)間，等基液中的氣泡消除后方可抹聚合物水泥砂漿液或澆注專用修復(fù)砼，時(shí)間間隔為30-60分鐘。當(dāng)破損面積較小時(shí)應(yīng)采用聚合物水泥砂漿進(jìn)行修補(bǔ)，為避免修補(bǔ)過程中砂漿流淌或脫落，涂抹應(yīng)分層進(jìn)行，分層厚度以0.5-1.5mm為宜。當(dāng)破損面積很大時(shí)應(yīng)采用專用砼進(jìn)行修補(bǔ)，其施工工藝與普通砼基本相同。

2.4 裂縫封閉

對上、下結(jié)構(gòu)存在的所有可見裂縫進(jìn)行封閉處理，寬度f<0.15mm的裂縫涂刷透明樹脂封閉膠進(jìn)行封閉，f>0.15mm的裂縫采用灌注膠進(jìn)行灌縫處理。

2.4.1 表面處理

用鋼絲刷沿裂縫走向仔細(xì)清理約5cm范圍內(nèi)的表面砼，再用錘子和鋼釬鑿除兩側(cè)疏松的砼塊和砂粒，露出堅(jiān)實(shí)的砼表面，最后用略潮濕的抹布清除表面的浮塵，并徹底晾干，用丙酮去除表面的油污，若縫內(nèi)潮濕，要等其充分干燥，必要時(shí)可烘干。

2.4.2 f<0.15mm（刷封閉膠）

在清理后的裂縫表面用漆刷涂刷一層封閉底膠，用透明密封材料將裂縫表面密封，封閉寬度50mm左右，封閉時(shí)應(yīng)保證厚度呈弧形、中間稍厚。密封完成后，讓封縫膠自然固化，注意固化過程中防止其接觸水。觀察是否有漏封或異常情況，確保所封閉的裂縫密實(shí)性，發(fā)現(xiàn)缺陷應(yīng)及時(shí)補(bǔ)救，確保工程質(zhì)量。

2.4.3 f>0.15mm

（1）粘結(jié)注入座和密封裂縫

制好封口膠，攪拌均勻，用抹刀將少許膠刮在注入座底面的四邊，將注入座固定在砼上。

注入座的布置應(yīng)掌握以下原則：沿縫的走向，每米約布置3個(gè)，裂縫分岔處的交叉點(diǎn)應(yīng)設(shè)注入座，選砼表面平整處設(shè)置，避開剝落部位；對于貫通縫，可在一側(cè)布置注入座，另一側(cè)完全封閉，縫寬較大且縫內(nèi)通暢時(shí)，按每米2個(gè)的密度來布置。

安裝注入座后，用寬1-1.5cm的透明膠帶對裂縫進(jìn)行騎縫封閉處理（考慮到裂縫走向不規(guī)則，膠帶應(yīng)及時(shí)斷開封閉，不得彎曲膠帶粘貼），封閉時(shí)應(yīng)注意在距離注入座5-8cm附近截?cái)嗄z帶（即保證注入座兩端各有5-8cm空白），同時(shí)注意保證膠帶和裂縫處砼表面粘貼密實(shí)、平順；用透明密封材料將裂縫表面（含膠帶粘貼與未粘貼部位）密封，封閉寬度50mm左右，封閉時(shí)應(yīng)保證厚度呈弧形，中間稍厚。

（2）注入灌注膠

將注入器的連接端（藍(lán)色）安裝在注入座上，把卡口部分的兩扣卡緊，用力不要過猛，以免損壞座的頸部，注意使橡膠密封圈處于正常位置。同一條裂縫上的注入器同時(shí)安裝好；按順序連接工具，螺紋配合處用生料帶纏繞密封。將灌注膠的兩種成分混合攪拌均勻，一次能用完一整套包裝的量時(shí)不必稱量，全部混合即可；用量較少時(shí)要分別稱量兩種成分，按規(guī)定配比配合；將混合好的膠裝入黃油槍，蓋好蓋。將黃油槍倒置，打開閥門，推動(dòng)黃油槍活塞，排除系統(tǒng)中的空氣；當(dāng)過濾器中有膠流出時(shí)，將它連接到注入器的注入端（白色），卡緊卡口，慢慢推動(dòng)黃油槍的活塞開始注入。每次注入都要達(dá)到活塞的盡頭，3-5秒推動(dòng)一下。當(dāng)橡膠管膨脹至充滿限制套時(shí)停止注入；一個(gè)注入器注完后，先關(guān)閉閥門，再小心的脫開白色端的連接，避免藍(lán)色端的連接松動(dòng)，移到下一個(gè)注入器繼續(xù)注入；水平走向的裂縫從一端開始逐個(gè)注入，傾斜或垂直走向的裂縫從較低一端開始向上推進(jìn)。如果注入器膨脹后收縮較快，說明該處裂縫深，縫內(nèi)空間大，要補(bǔ)灌，直到能保持膨脹狀態(tài)；操作時(shí)要兩人配合，一人操作黃油槍，另一人托扶注入器和閥門，不要讓注入器的頸部不正常受力。

（3）清洗工具

用丙酮反復(fù)清洗，除去殘余的膠，然后用清水漂洗、曬干。

（4）灌注膠的固化

讓灌注膠自行固化，可用手捏注入管以了解固化進(jìn)程。

（5）驗(yàn)收

施工前應(yīng)將灌縫所采用的產(chǎn)品合格證，生產(chǎn)許可證，產(chǎn)品質(zhì)量出廠檢驗(yàn)報(bào)告等資料，報(bào)監(jiān)理工程師確認(rèn)后使用。

檢查灌注后的裂縫是否密實(shí)、密封、無空洞現(xiàn)象，杜絕漏注等現(xiàn)象。

對于活動(dòng)裂縫，即處于繼續(xù)開展而未穩(wěn)定的裂縫，應(yīng)在分析并控制裂縫開展使其穩(wěn)定后，方可按上述方法進(jìn)行修補(bǔ)，如裂縫開展不能控制，則應(yīng)采取相應(yīng)的其它措施。

2.5 粘貼碳纖維布

2.5.1 粘貼前準(zhǔn)備

清理掉打磨后砼基面上的灰塵、松散浮渣，并吹凈，確保粘貼基面干凈、無油污并充分干燥，在砼基面上涂底膠，底膠干燥后若發(fā)現(xiàn)表面有缺損，應(yīng)用找平膠進(jìn)行刮填修補(bǔ)，等整平材料固化至指觸干燥后，如發(fā)現(xiàn)整平部位表面有突起毛刺，應(yīng)用砂布打磨光順。

2.5.2 粘貼碳纖維布

按設(shè)計(jì)要求的尺寸裁剪碳纖維布，注意不要在幅寬方向裁剪。根據(jù)粘結(jié)膠的標(biāo)準(zhǔn)用量，計(jì)算出所涂布面積的需用量，視現(xiàn)場氣溫等實(shí)際情況，確保在適用期內(nèi)一次用完，按粘結(jié)膠使用說明規(guī)定的比列把粘結(jié)膠主劑和固化劑置于配膠容器中，用電動(dòng)攪拌器攪拌攪拌均勻。用滾刷或毛刷均勻、無遺漏地將粘結(jié)膠涂在選定的砼表面，粘結(jié)膠涂布面應(yīng)不小于所粘貼的碳纖維布大小。在已涂好粘結(jié)膠的砼表面鋪覆碳纖維布，碳纖維布的鋪覆方向符合設(shè)計(jì)要求，一層中各張?zhí)祭w維布之間的搭接應(yīng)在纖維方向進(jìn)行。用膠輥在碳纖維布上沿纖維方向施加壓力并反復(fù)碾壓，使樹脂膠液充分浸漬碳纖維布，消除氣泡和除去多余樹脂，使碳纖維布和底層充分粘結(jié)（粘貼第二層碳纖維布重復(fù)前述操作步驟）。每處施工完成后，自然養(yǎng)護(hù)24小時(shí)內(nèi)應(yīng)確保不受外力沖擊等干擾，每道工序過程中及完工后，均應(yīng)采取適當(dāng)措施保證不受污染或雨水侵襲，該工程施工過程平均氣溫一般都高于15攝氏度，自然養(yǎng)護(hù)至達(dá)到設(shè)計(jì)要求需要5天左右。

2.5.3 驗(yàn)收

施工前應(yīng)將纖維布及配套樹脂類粘結(jié)材料的產(chǎn)品合格證，生產(chǎn)許可證，產(chǎn)品質(zhì)量出廠檢驗(yàn)報(bào)告等資料，報(bào)監(jiān)理工程師確認(rèn)后使用。

纖維片材實(shí)際粘貼尺寸不應(yīng)少于設(shè)計(jì)量，位置偏差不應(yīng)大于2mm。

粘貼施工完成后的符合材料層，經(jīng)自然養(yǎng)護(hù)至粘結(jié)膠完全固化后，對碳纖維布粘貼面仔細(xì)檢查，如果碳纖維布貼層有空鼓或氣泡，可以用刀片將碳纖維布劃開，然后采用注射器針管將調(diào)制好的粘結(jié)膠注入空鼓或氣泡內(nèi)填充至密實(shí)，保證密實(shí)粘貼面積大于95%。必要時(shí)可根據(jù)規(guī)范要求進(jìn)行現(xiàn)場正拉粘結(jié)強(qiáng)度試驗(yàn)。

2.6 粘貼鋼板

粘貼鋼板范圍橫隔板表面鑿毛，并清洗干凈；用環(huán)氧砂漿抹平粘貼鋼板范圍橫隔板表面，環(huán)氧砂漿最小厚度按3mm控制；對應(yīng)螺栓孔位置鉆螺栓孔粘貼鋼板，粘貼鋼用結(jié)構(gòu)灌注膠厚度為3mm；所有鋼構(gòu)件外露面進(jìn)行防腐。

2.7 植筋

打磨、除渣、清除水泥浮漿及雜物，吹風(fēng)除塵，拉毛除浮漿。鉆孔時(shí)應(yīng)用沖擊鉆鉆孔，以確?？椎谋砻嬗凶銐虻拇植诙?，鉆孔直徑須比鋼筋直徑大4mm以上。用毛刷清理孔壁上的浮皮，然后用壓縮空氣吹凈孔內(nèi)的灰塵及砼碎屑，同時(shí)保持孔內(nèi)干燥。采用專用植筋膠從孔的底部開始注射直至填滿孔的2/3。將鋼筋緩緩旋入孔中，當(dāng)有部分膠漿溢出時(shí)即可保證錨筋植入部分完全粘上了膠。在固化前不可對鋼筋施加任何荷載。當(dāng)植入鋼筋與原構(gòu)件中的鋼筋發(fā)生沖突時(shí)，根據(jù)實(shí)際情況適當(dāng)調(diào)整植入鋼筋的位置，最后澆筑砼。

2.8 支座的處理措施

（1）應(yīng)在拆除橋面系后進(jìn)行梁體頂升，為了保證橋面橫、縱坡度不發(fā)生變化，支座進(jìn)行更換前用環(huán)氧砂漿找平，確保落梁時(shí)支座都能均勻受力；頂升簡支梁時(shí)，千斤頂應(yīng)放置在T梁的腹板底，并確保被頂起的梁體同步提升；

（2）為了頂起過程中不致?lián)p傷梁底，在梁底與頂升設(shè)備接觸處用厚約2-3cm的木板墊實(shí)，確保軟接觸密合；在正式頂升前應(yīng)進(jìn)行預(yù)頂升，以消除支撐本身的非彈性變形或沉降，在主梁還沒有完全頂起時(shí)即可停止，并停放數(shù)小時(shí)進(jìn)行觀察，穩(wěn)定后開始整體頂升；

（3）試頂完成后，在專業(yè)人員的統(tǒng)一指導(dǎo)下所有千斤頂緩慢用力整體頂起梁體使其離開原支座，頂升高度以可進(jìn)行支座更換作業(yè)高度為宜，但最大頂升高度不宜超過0.5cm，頂升到位時(shí)應(yīng)立即在上下橫梁間增設(shè)若干個(gè)鋼筋砼預(yù)制塊形成臨時(shí)固定點(diǎn)，以增加接觸點(diǎn)和面積，提高頂升系統(tǒng)的穩(wěn)定性，確保橋梁整體安全；

（4）頂起過程中對鉸接縫、橫隔板等應(yīng)進(jìn)行監(jiān)控，觀察在頂升過程中各個(gè)部位的應(yīng)力、跨中撓度變化，確保在施工過程中頂升均勻，上部結(jié)構(gòu)縱、橫向不開裂，不破壞梁的整體性；

（5）撤走原有支座后，支座下方用高標(biāo)號(hào)環(huán)氧樹脂砂漿找平，重新安裝新支座；將支座更換后，去掉砼塊和千斤頂，拆除臨時(shí)支撐，將頂起的梁緩慢落下，落梁時(shí)要采取與頂升時(shí)相同的保障監(jiān)控措施。

2.9 橋面鋪裝、橋面連續(xù)

先拆除橋面鋪裝、人行道、欄桿，并在T梁頂面人工鑿毛，鑿毛的深度宜為5-8mm，使之表面粗糙。對梁頂病害進(jìn)行處理，清掃干凈，沖洗結(jié)合面并使之干燥。植入剪力筋，植入時(shí)不要傷及原梁體內(nèi)主筋。采用切縫機(jī)、鑿巖機(jī)將伸縮縫處約束與聯(lián)系完全斷開，再鑿打預(yù)留槽砼，清理原伸縮縫。解除橋面連續(xù)處的約束，要注意保留原有預(yù)埋的鋼筋，如確需切除原有的預(yù)埋鋼筋，在切除后，應(yīng)按要求進(jìn)行預(yù)埋鋼筋。鋪筑單層鋼筋網(wǎng)，按規(guī)定要求設(shè)定保護(hù)層厚度。在橋面砼鋪筑完成后，及時(shí)進(jìn)行砼養(yǎng)護(hù)，避免因?yàn)闇囟冗^高出現(xiàn)收縮裂縫。

2.10 伸縮縫安裝

路面瀝青砼鋪裝層施工完成后，進(jìn)行伸縮縫的更換。按照預(yù)留槽尺寸，植入錨固鋼筋并待膠劑達(dá)到強(qiáng)度后安裝伸縮縫。伸縮縫安裝之前，應(yīng)按照安裝時(shí)的氣溫調(diào)整安裝時(shí)的定位值，用專用卡具將其固定。澆筑伸縮縫槽口砼前將間隙堵塞，防止砼把間隙阻死，影響伸縮，也不允許將砼填在密封的橡膠帶縫中及表面上，如果發(fā)生此現(xiàn)象，應(yīng)立即清除。

3 結(jié)束語

加固所能達(dá)到的目標(biāo)是建立在平時(shí)對橋梁完善養(yǎng)護(hù)和規(guī)范化施工基礎(chǔ)上的，若施工不按規(guī)范實(shí)施、養(yǎng)護(hù)不得當(dāng)，貨運(yùn)車輛超載運(yùn)輸狀況得不到控制，加固的效果也會(huì)隨著時(shí)間的推移而逐漸減弱直至喪失。

[責(zé)任編輯：王楠]