新疆岳普湖中橋貫穿裂縫和鋼筋銹蝕的修復及加固方法

李山麗

（新疆立弓交通勘察設計研究院，新疆 烏魯木齊 830000）

1 項目背景及現狀

新疆岳普湖中橋由水利部門等于1995年修建，全長20m，孔徑為15m，橋寬5m，橋面寬4.5m，上部結構主要為肋板橋，下部主要構造是樁柱式橋臺。岳普湖縣屬于溫帶大陸性干旱氣候，四季溫度和晝夜溫差變化較大，極端低溫可達-23.4℃。

該橋建成之后對當地的經濟發展起到了很大的推動作用，但是隨著時間的推移出現了多處貫穿裂縫、漏筋及鋼筋銹蝕現象，嚴重影響其通行能力和行車安全。因而，迫切需要修復和加固。

2 橋梁裂縫和鋼筋銹蝕的影響

隨著時代和科技的發展，運輸業越來越受重視，這就使得車輛的載重量迅速增大，超載情況比較普遍。隨著時間的推移，橋梁在不斷惡化的自然環境和不斷增大的荷載作用下，極容易產生裂縫和鋼筋銹蝕等問題。伴隨裂縫的不斷發展，橋梁的其他病害也隨之而來，這對橋梁的耐久性、承載力和安全性造成進一步威脅。很多橋梁病害的源頭都是裂縫的產生，所以對裂縫的修復是橋梁改建的重中之重。

3 岳普湖中橋修復方案

3.1 裂縫的修復

3.1.1 裂縫修補的基本方法

不同的裂縫寬度對應著不同的修補方法：當裂縫寬度小于0.1mm時，用日本SHO—BOND公司生產的SHO—BOND101號高分子樹脂材料（可使用時間見表1）對裂縫進行處理，也可以采用環氧樹脂對其進行封閉；當裂縫寬度在0.1～0.5mm之間時，用BL—GROUT高分子樹脂材料對裂縫進行灌注封閉；當裂縫寬度在0.5～1mm之間時，采取改性環氧樹脂類灌漿或者甲基丙烯酸酯類灌漿等材料封閉裂縫；當裂縫在1～10mm之間時，裂縫修補宜采取的材料為環氧樹脂灌漿黏結材料；當裂縫寬度大于10mm時，采用無機灌漿黏結材料比較合適。

表1 SHO—BOND101號高分子樹脂材料可用時間

3.1.2 壁可法修補貫穿裂縫

壁可法是由日本SHO—BOND公司研發的一項高科技裂縫修補技術。它與我國常用的人工控制注漿基本方法的最大不同在于所用特制橡膠管通過自身的收縮壓力能夠實現自動控制注漿，效果極佳。

壁可法修補裂縫的施工工藝如下。

（1）清潔裂縫表面。用鋼絲刷和抹布等清潔工具將裂縫周圍5mm范圍內的水泥翻漿、污垢以及灰塵清理徹底，使混凝土表面清潔、完整地顯露出來。

（2）根據實際情況計算膠的用量，并按照配合比來混合膠液體。

（3）將黏膠注入裂縫，使其封閉。用101號密封膠對貫穿裂縫進行封閉，按照每30cm縫段黏結。

（4）灌注裂縫。灌注膠被攪拌均勻之后，利用黃油槍注入到橡膠管中，待其膨脹后安裝在注入座中，此時注入器內的黏結液就會緩慢均勻地注入到貫穿裂縫中去。如果某些裂縫很深，可以對其進行重復灌注，直到橡膠注入器停止注膠為止，這也可以作為裂縫完全被膠注滿的標志。

（5）修補結束。等到橡膠管里剩余的膠全部硬化之后，便可將注入器拆除，然后對混凝土表面進行打磨。

3.2 鋼筋銹蝕修復方法

3.2.1 鋼筋銹蝕的檢測

橋梁的鋼筋銹蝕檢測一般采取半電池法。此法是由美國試驗與材料學會規范所規定的標準測試鋼筋銹蝕趨勢的一種非常有效的方法，如圖1所示。該法主要原理是將半電池的接線端與橋梁待測構件的鋼筋用導線連接起來，然后用探測端去探測混凝土表面的不同地方，并讀取各處不同的電壓計讀數，通過此讀數來判斷鋼筋銹蝕的總趨勢。經過試驗，當電壓讀數大于-0.2V時，90%的鋼筋不會發生鋼筋銹蝕情況；當電壓處于-0.35～-0.2V之間時，很難判斷鋼筋是否銹蝕；當電壓小于-0.35V時，90%的鋼筋會發生銹蝕。

圖1 半電池法檢測示意圖

3.2.2 修復措施

橋梁的病害發展過程一般是非線性的，初始階段發展比較平緩，當達到某個臨界值后，病害的發展速度會加快，直至喪失使用功能，如圖2所示。同樣，對于橋梁病害的修復所需費用也適用這種規律，因此選擇一個合理的時機對橋梁病害進行修復會事半功倍。

圖2 橋梁病害發展過程

橋梁的任何一個部位都有可能發生鋼筋銹蝕現象，尤其是在有水浸入和鋼筋露出的地方，比如在伸縮縫周圍、經常接觸雨水的梁腹、橋面和混凝土的開裂處等。對其進行修復時，第一步要對銹蝕區域周圍的混凝土進行清理，然后再處理鋼筋的銹蝕問題。除銹的方法有多種，常用的有噴砂法和超高壓水槍噴射法。如果銹蝕情況比較嚴重，導致鋼筋的截面面積減小而對橋梁的承載力產生一定的影響時，應該根據實際的驗算結論來確定需要修復的部位，如有必要可以增加鋼筋的數量來保證結構的含筋量以達到標準。以上所有工作結束之后，在施工的打開處澆筑強度比較高的水泥混凝土。若混凝土層厚度較薄而無法采取立模施工時，可以采取噴射混凝土的方式進行澆筑。

以上是處理鋼筋銹蝕的基本方法，在實際工程中，必須要做好鋼筋銹蝕的防護措施，這樣才能保證橋梁的壽命。比較常見的防治措施有物理方法、電化學防護和合理的設計等。為了防止橋梁的鋼筋銹蝕問題，在設計階段就應該采取相應的措施，比如適當增加鋼筋保護層的厚度，降低鋼筋發生銹蝕的幾率。

4 岳普湖中橋加固方法

4.1 常見的橋梁加固方法

4.1.1 加大截面加固法

此法的原理是在原有結構的基礎上再次澆筑厚度適當的鋼筋混凝土材料，這種改造技術經常運用在鋼筋混凝土橋的加固上。加大截面加固法一般采用的方式有兩種：一種是加大主梁梁肋的寬度及高度；另外一種是加厚橋面板。該法的主要特點是施工工藝簡單、可操作性強，并且設計和施工的經驗較為成熟，非常適用于跨徑比較小的橋梁加固。采用此法加固橋梁后，其剛度和承載能力得到明顯的提高，但其現場施工耗費時間較長，對橋梁的正常使用以及生產有一定的影響。

4.1.2 黏貼鋼板加固法

此法的原理是將鋼板與混凝土之間的結構用樹脂黏結加固，其施工速度快、現場保持無濕作業或者僅有抹灰等比較少量的濕作業，不會對生產和生活產生較大影響，并且加固完成后對原結構外觀和凈空都沒有很大的影響。但是此法的最終加固效果在很大程度上取決于施工人員的操作技能和膠黏工藝水平，比較適合在承受靜力作用和濕度環境正常的受彎或受拉構件的加固中使用。

4.1.3 噴混凝土加固法

該法原理比較簡單，即將一定量的高品質混凝土噴涂在原有的結構上，從而恢復對橋梁結構鋼筋的保護作用，提高已經變質或者脫離的混凝土強度。該法完成后能增加原有結構的表面美觀度，是目前常用的橋梁加固維修方法。

4.1.4 置換混凝土加固法

該法的優點與前面的加大截面法比較相近，加固后對建筑物的凈空影響不大，但缺點同樣是施工的濕作業時間比較長，造成生產和生活的不便，適用于那些受壓區整體強度偏低或者缺陷比較嚴重的柱、梁等混凝土承載構件的加固。

4.2 加固方法的選用原則

橋梁的加固方法遠不止前文所講的4種，實際工程加固方法的選用應該按照以下原則進行。

（1）在選取加固方案之前，需考慮其他方面的要求，比如耗費量、功效快慢、是否阻斷交通、技術是否可行、耐久性等方面的因素。

（2）一般橋梁加固是通過在原有基礎之上加大或者修復構件來實現整座橋梁承載能力的提高的，所以總的原則不適宜更改原有的結構形式，除非出現特殊情況。若修復加固之后的橋梁仍然不能滿足需求，則必須要考慮對此橋的部分或者全部進行重建。

（3）在選擇橋梁的具體加固方法時，要考慮舊橋的基本現狀以及承載能力下降的程度，并對其日后的交通量有所預測，最好借鑒該地區已經成功完成橋梁加固工作的施工經驗。

（4）在選擇擴大或者增加原有結構構件斷面的加固方法前，應檢查增加部分與原有構件之間的結合效果是否滿足要求。

根據此原則，針對岳普湖中橋，選用加大截面加固法和噴混凝土加固法相結合的方法，具體施工要點還需查找規范，根據設計要點制訂橋梁加固方案。

5 結語

岳普湖中橋地處新疆寒冷地區，比較容易發生病害，需要加固。該工程需重點注意新舊路段銜接處的施工，在加固時要將此因素納入到考慮范圍中來。本文基于此橋的貫穿裂縫、鋼筋銹蝕及其相關修復方法，對橋梁的加固技術進行了探討，闡述了加固方法的選取原則，希望能給相關人員以啟發，共同完善橋梁的加固工作。

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