病旧桥梁维修加固施工技术探究
2015-09-07
前言：调查显示，一些修建于上个世纪后期的桥梁，由于当时社会经济欠发达，桥梁建设投入资金较少，施工质量欠缺，监管不到位，再加上近年来我国交通运输业的长足发展，车流量剧增，车辆超限超载现象十分严重，导致桥梁发生了各种大大小小的病害，如桥面破损、梁板裂缝、砼碳化、剥落、钢筋钢索锈蚀等，已经破坏了桥梁的正常良好状态。这些病桥的存在，严重影响了公路的使用安全，但目前这些桥梁又不可能全部拆除重建。因此，对旧桥进行维修加固，提高承载能力，确保交通运输安全是目前当务之急。结合工作实践，本文对公路病旧桥梁维修加固方法作简要介绍。
1工程概况
某悬臂式钢筋混凝土薄壁箱型桥梁全长394.6m，宽21m，桥梁结构跨径组成(45+16)m(单悬臂简支梁)+23m(挂梁)+(16+55+16)m(双悬臂简支梁)+23m(挂梁)+(16+55+16)m (双悬臂简支梁)+23m(挂梁)+(16+45)m (单悬臂简支梁)。上部结构为两个独立的单箱三室截面，两个箱梁之间用简支板支承于箱梁的悬臂上；经过近20年的正常营运后，经检测确定该桥存在如下影响结构耐久性的病害：⑴箱梁混凝土碳化深度5～11.2ram，挂梁最大碳化深度18.1mm，桥墩和盖梁混凝土碳化深度10～30mm。(2)混凝土保护层剥落，钢筋锈蚀，检测报告通过钢筋锈蚀电位测试，经抽检的钢筋锈蚀电位测试值均在-200mv以上。(3)墩顶相邻两箱室顶板存在密集的“蛛网状”裂缝，绝大多数裂缝宽度均小于0.15mm，其中部分区域伴有渗水，并有白色钟乳状晶体析出现象。
2 加固施工技术
2.1 对结构主要受力构件及锈蚀部位涂刷渗透型阻锈剂。
2.1.1 去除混凝土表面的风化物、污染物和旧有涂层，打开混凝土孔隙使其利于渗透。
2.1.2 将原结构表面破损部位及周边的松散混凝土清除，并利用高压水枪对结构表面进行彻底清洁。
2.1.3 待结构表面完全干燥后，配制阻锈剂，在桥梁结构混凝土表面涂刷4层钢筋阻锈剂(抗渗剂)，必要时可增加用量。涂刷次数取决于混凝土的可渗透性。每层操作之间均应保证上一层涂刷已干燥(通常为2-6小时)。
2.1.4 作业时现场温度应高于+5℃ ，每遍涂刷后，干燥前应避免雨淋，当钢筋表面氯离子含量高于水泥重量的2％时，应先对该部位作脱氯处理或作剔凿及修复后再涂刷阻锈剂，必要时可加大阻锈剂的用量。
2.2 利用环氧砂浆或环氧混凝土修复缺陷。
通过环氧砂浆或环氧混凝土对蜂窝、空洞、露筋等混凝土缺陷修补，置换缺陷部位的松散层混凝土，恢复结构在缺陷处的强度，并恢复对该部位钢筋的保护。
2.2.1 表面处理：利用人工凿除的方法对缺陷周围的松散混凝土予以清除，以便露出新鲜混凝土，并将混凝土表面清理干净，做到无水湿、污渍及灰尘。
2.2.2 为了使新增部分的混凝土(或砂浆)能与老混凝土良好地结合，在修补之前应首先在待修补混凝土缺陷表面涂一层环氧基液，其涂刷厚度以不超过1mm为宜，涂刷时可采用人工涂刷或喷枪喷射，力求做到涂刷均匀。为了便于涂匀，可在基液中加入少量的丙酮(一般为3％～5％)。对于已涂刷基液的表面应注意防护，严禁杂物、灰尘落入其内。待基液中的气泡消除后方可涂抹环氧砂浆或浇筑环氧混凝土，时间间隔一般为3O～60分钟。
2.2.3 当破损面积较小时应采用环氧砂浆进行修补，为避免修补过程中砂浆流淌或脱落，涂抹时宜分层进行，每层的厚度以0.5～1.5cm为宜。
2.2.4 当破损面积很大时应采用环氧混凝土进行修补，其施工工艺与普通混凝土基本相同。
2.2.5 对暴露在缺陷处的钢筋，凿除作业时禁止敲打除锈，宜用钢刷或高压水枪清除表面锈迹。对于锈蚀截面损失超过30％的钢筋，增加一根相同截面的钢筋。填筑时每层混合料厚度不宜超过2cm，否则容易滑落或发泡，逐层填筑至与原混凝土表面齐平，每层填筑均应在上一层固化后进行。
2.2.6 环氧材料养护期间应控制好温度，以15～25度为宜，夏季和冬季的养护期分别为2天和7天，在养护期的前3天，环氧材料不应遭受水的浸泡或其它冲击。
2.3 对墩顶相邻箱室裂缝进行粘贴玻璃纤维布封闭加固。
2.3.1 对渗水部位进行堵漏处理：对于宽度小于0.15mm裂缝采取封闭处理；当裂缝宽度大于或等于0.15mm时，对其进行灌注处理。
2.3.2 在顶板底部粘贴玻璃纤维布，以增强顶板处的结构抗裂性。粘贴玻璃纤维的混凝土基面处理和玻璃纤维充分浸渍是粘贴玻璃纤维施工的难点。因此施工时应加强措施，确保按质按量完成。主要施工工艺要点如下：
2.3.2.1 混凝土表面处理.在设计粘贴的部位按设计图纸放样定位。钢筋露出部分部位必须做防锈处理，如损伤程度严重，应采取补救措施。用角磨机除去油污等杂质，直至完全露出混凝土结构新面，并要求磨去混凝土的碳化层。如有裂缝，需对裂缝进行灌浆封闭处理。如混凝土构件出现阴阳角，应采用角磨机修整R≥2Omm的圆弧，并对混凝土表面凹凸不平部位进行打磨修平处理。混凝土表面如有较大的剥落、蜂窝、腐蚀等缺陷时，应进行凿除，并用结构胶找平处理方法找平。采用高压风去混凝土表面粉尘、砂粒，并采用丙酮拭擦混凝土结构表面。涂刷底层树脂前，处理过的混凝土表面必须干燥干净。最后用lm的直边靠尺检查处理过后表面的平整度，任何方向上lm范围内的最大允许差异为±5mm。
2.3.2.2 局部表面找平处理.配制找平树脂，按供应商提供的配比及工艺要求配制搅拌。对混凝土表面凹陷部位采用刮刀整平胶泥，且不应有棱角，修复面与混凝土表面落差不超过lmm。转角处采用找平树脂修复为光滑的圆弧，半径不小于20mm。固结后在找平材料表面指触干燥后尽快进行下一步工序施工。
2.3.2.3 涂刷底层树脂.采用配套底层树脂按一定比例将主剂与固化剂放置入容器内，配制底层树脂,底层树脂是由树脂和硬化剂均匀混合而成，应特别注意将混合容器表面与底部的混合物拌合均匀。采用滚筒刷将底层树脂均匀涂于混凝土表面，厚度不超过0.4mm，并不得漏涂或流淌，不能产生气泡。当施工环境的温度低于-5℃或湿度为85％RH以上时，不可涂刷底层树脂。应在底层树脂指触干燥后立即粘贴玻璃纤维布。
