常用橋梁加固維護方法施工工法要點研究

岳叢俊

(山西省交通科學研究院，山西太原 030006)

0 引言

從2008年JTG/T J22-2008公路橋梁加固設計規范和JTG/T J23-2008公路橋梁加固施工技術規范正式實施后，粘貼鋼板、粘貼碳纖維材料、體外預應力、增大截面等橋梁加固維護方法得到了廣泛的應用。但不同的施工企業在具體的施工細節上存在很大差異，有的并不一定能使應用的加固維護方法最終實現設計初衷。筆者在工程實踐過程中，通過實驗觀察分析和同現場技術人員、作業工人交流探討，總結出一些施工要點，在項目實施以前列入施工工法，并作為質量控制依據，取得了良好的效果。

1 混凝土基面的處理

1)裂縫的處治(封閉或灌縫)、粘貼鋼板和粘貼碳纖維布要求混凝土基面是平整的，用角磨機打磨直至打磨出混凝土骨料斷面，并用毛巾蘸丙酮清洗灰塵，要求最后指觸無粉塵。2)粘貼碳纖維布對混凝土基面平整度要求較高，不能有超過3 mm的凹點，包括角磨機打磨所形成的痕跡。否則底膠在該處容易形成滴瘤，不利于后續碳纖維布的刮抹施工。如果有凹點，應先行用修補膠修補平整。3)粘貼預應力錨固鋼板的基面要求為堅實的毛糙面。先用切割機在需處理區域切割1 cm深，1 cm2單元格的網格線，然后用鑿除設備將每個單元格逐個鑿除。用鐵刷和角磨機去掉松散層和混凝土細牙，形成堅實的混凝土毛面。4)粘貼預應力錨固鋼板的混凝土基面處理區域要比錨固鋼板設計尺寸大5 mm，一方面考慮錨固鋼板的加工尺寸誤差，另一方面是為了讓切割機在處理區域邊緣保證1 cm的切割深度。在粘貼鋼板時，可以用鋼板四周擠出的膠劑將多出來的溝槽抹平。5)粘貼預應力錨固鋼板的混凝土基面平整度要求在5 mm以內，因為錨固鋼板的厚度較大，不易變形，粘貼鋼板的膠層在5 mm以上的區域會產生流動，從而引起粘貼空洞。6)如果混凝土基面處有滲水現象，要先行處理滲水，待基面干燥后再進行粘鋼操作。有效的一個處理滲水的方法是:打孔放水后，往孔內注入滲透結晶型防水材料，使其在內部形成防水層，保證該粘鋼區域的干燥。

2 膠料的配置

1)膠料的配置要求嚴格按比例配置。稱量工具必須在施工現場，且必須使用電子秤，以滿足小批量配膠的要求。2)要求施工人員在鋼板上涂抹膠料后報驗現場質量監督員檢查膠料攪拌質量，保證膠料不同組分混合均勻。3)膠料的攪拌不能使用轉速過快的電鉆帶動攪拌器攪拌，否則容易在膠料中形成氣泡影響膠層密實度。

3 錨栓施工

1)粘貼鋼板加固的鋼板錨栓不建議簡單采用膨脹螺栓。因為膨脹螺栓的機械原理使得錨栓在加壓錨固后，在梁體內形成空腔，破壞了原梁體結構，而且在粘貼鋼板時，如果膨脹螺栓遇上梁體本身鋼筋無法植入，將影響該膨脹螺栓位置的加壓效果，從而導致鋼板粘貼空洞。建議采用化學錨栓進行粘貼鋼板的施工，先行植入化學錨栓，再根據化學錨栓的位置在鋼板上放樣打孔，再進行試安裝，最后在鋼板上涂抹粘鋼膠后，進行加壓粘結。鋼板上打孔采用磁力鉆等鋼板打孔設備，不得使用電焊槍熔穿的方式打孔。2)在梁體鉆錨栓孔時，鉆孔深度誤差應控制在3 mm范圍內，在鉆頭上標記深度位置時應考慮除去鉆頭尖的長度。鉆孔過深，會使螺母錨固段不夠;鉆孔過淺，會造成螺母已經擰到螺紋盡頭，而螺母還未壓緊鋼板的情況。3)經試驗，錨栓孔的直徑應比錨栓直徑大4 mm為宜，如錨栓為螺紋鋼，錨栓直徑應考慮加入螺紋高度。鉆孔直徑過大，植入錨栓后，錨栓中心線位置在重力作用下下移;鉆孔直徑過小，在注入植筋膠后，會因氣體無法排出而使錨栓無法插入。4)在梁板體底面鉆孔植錨栓，在錨固膠劑初始固化過程中，錨栓會在重力作用下下滑一段距離，從而減少有效錨固長度和在梁體內形成空腔。需預先加工1 cm長的楔形鋼塊楔入錨栓孔和錨栓之間的空隙，以固定錨栓在固化初期不隨重力下滑。5)在穿透梁體進行對拉螺栓的施工時，要注意螺栓孔的垂直度問題，尤其是在梁體變截面部位穿透打孔，可加工電錘支架使得鉆頭中心線始終垂直于梁體縱向中心面。如果螺栓端部和要錨固鋼板因某些原因存在一定角度，要使用楔形墊圈調整，以保證螺母能充分壓緊鋼板。6)對拉螺栓的錨栓采用注膠法錨固，即將對拉螺栓插入清理好的鉆孔中，兩端使用封閉膠封堵，并在一端埋入注膠管，另一端埋入出氣管，從注膠管注膠直至出氣管有膠液流出。注膠管應埋在螺栓下方，而出氣口埋在螺栓另一端上方。7)錨栓孔在梁體的放樣如遇梁體內構造鋼筋和預應力主筋，應向旁邊進行調整，但有兩個問題需要注意:錨栓孔向鋼板邊緣方向移動時，應保證鋼板上對應的錨栓孔邊緣離鋼板邊緣的距離在8 mm以上;另外如果錨固鋼板上焊接有其他構件時，應避免調整后的錨栓孔與鋼板上的其他構件位置相沖突，還要保證鋼板錨栓孔的邊緣與其他構件的焊縫邊緣距離在5 mm以上。8)錨栓孔注入2/3的植筋膠后，錨栓應慢慢旋轉植入，植入速度太快，孔內氣體急速涌出，會帶出大量植筋膠從而影響錨栓孔內植筋膠的飽滿度。

4 鋼材的加工和粘貼

1)粘貼的鋼板需要焊接其他構件時，厚度在5 mm以上的鋼板必須選用中板，不得使用開平板，否則在焊接過程中變形較大，而使鋼板粘貼面不平整。2)鋼板的粘貼面應打磨出金屬光澤，打磨紋理與受力方向垂直，如打磨后暫時不粘貼，可采用保鮮膜覆蓋粘貼面，以延遲粘貼面再次被空氣氧化。3)如果需要粘貼的鋼構件形狀比較復雜，膠層涂抹法不能保證鋼板下膠層密實不出現空洞時，應選用注膠法施工。

5 裂縫處治

1)封閉裂縫的膠層厚度應在2 mm以上，否則起不到封閉效果。2)灌注裂縫推薦采用低壓慢滲法，不建議采用高壓灌注法。實踐表明，高壓灌注法灌注效果不理想，嚴重時可能會增加裂縫的寬度。采用低壓慢滲法所要遵循的一個重要原則是，注膠嘴的埋設和注膠順序要保證裂縫內空氣能順利排出。需要灌注的裂縫在封閉并埋設注膠嘴以前，應用氣吹吹掉縫內的灰塵和雜質。裂縫的端頭一定要埋設一個注膠嘴作為排氣孔，注膠嘴的埋設間距以10 cm為宜。注膠針管在注膠嘴上間隔安裝，未安裝注膠針管的注膠嘴如有膠液溢出，要及時用堵頭封堵。

6 防水問題

如果在邊梁粘貼鋼板部位處于橋面排水孔下方，應接長橋面排水孔，將水流引往別處，避免橋面排水沿梁側壁漫流長期腐蝕所粘貼的鋼板。

7 結語

橋梁加固維護方法都以原有橋梁結構作為基體，需要注重施工細節，加強施工工法的研究，讓加固維護方案的設計意圖得以體現，才能使得原有橋梁性能得到恢復或加強，同時也是橋梁加固維護施工隊伍的專業性體現。