橋梁修復新技術、新材料的應用和實踐

柴文龍

（上海奉賢建設發展（集團）有限公司，上海市 201400）

0 引言

隨著中國基礎建設的飛速發展,一些早年修建的橋梁開始出現病害,如承載力不足、交通不暢、各項技術參數不達標等問題，不能滿足現狀交通運輸的要求。針對病害具體情況，需要對這些橋梁進行更新、加固、修復等措施,以提高其承載能力。利用新材料、新工藝進行有效修復與補強具有較好的經濟效益，從而保障橋梁修復施工技術能夠取得更好的發展。

1 工程概況

老橫涇橋位于南橋鎮運河路，為一座三跨鋼筋混凝土簡支梁橋。橋梁上部結構車行道多榀板梁混凝土破損脫落、鋼筋外露銹蝕嚴重；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，使主梁有效支承長度減少，蓋梁擋塊斜向開裂；橋墩立柱混凝土多處破損。

由于老橋竣工資料缺失，既有橋梁原設計荷載不詳，建設單位通過委托上海建筑科學研究院對該橋進行特殊技術檢測和檢查，根據檢測報告結論為該橋的總體技術狀況評定等級為四類橋（差），鑒于此，要求對該橋進行維修加固施工。

該橋主要維修加固內容：車行道橋面系改造、車行道板梁調換、人行道π型梁加固、加固蓋梁增大截面。

2 橋梁修復工程新材料、新技術應用

2.1 主要工程材料性能指標

（1）環氧砂漿技術性能指標

7 d抗壓強度不小于50MPa，28 d抗壓強度不小于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，無泌水，骨料分布均勻，勻質性好，V型漏斗通過時間小于25 s，對鋼筋無腐蝕作用。主要技術指標如表1。

表1 自流平混凝土主要技術指標

自流平混凝土配合比設計參照《自密實混凝土應用技術規程》，自流平混凝土應選用優質原材料。石子應粒形良好，級配合理，嚴格控制石子中的泥塊、針片狀顆粒含量，不宜使用Ⅲ級粉煤灰。初始塌落度在250 mm±20 mm之間，擴展度在650 mm±100 mm之間，擴展度達到500 mm的時間小于20 s。

（3）碳纖維布的使用應符合《公路橋梁加固設計規范》（JTG/T J22—2008）的技術要求。橋梁加固用碳纖維布（Ⅰ級）的主要力學性能指標見表2。

表2 橋梁加固用碳纖維布（Ⅰ級）的主要力學性能指標

（4）粘貼碳纖維布用的膠黏劑采用專門配制的改性環氧樹脂類膠黏劑（A級膠），其安全性能指標必須符合表3規定，且不得使用飽和聚酯樹脂、醇酸樹脂等作浸漬、粘貼膠黏劑。

表3 碳纖維浸漬、黏貼用膠黏劑安全性能指標

（5）種植植筋的膠黏劑需采用專用A級膠，其安全性能指標須符合表4規定。

表4 種植植筋的膠黏劑安全性能指標

2.2 橋梁主要維修加固施工工藝和流程

2.2.1 施工準備

（1）施工前按施工圖定位放樣，將維修加固部位在現場標定出，同時注意環境濕度對樹脂固化的不利影響，現場控制環境濕度不超過70%。

（2）施工前對需維修加固處混凝土做好缺陷標識及記錄，內容包括：裂縫長度、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技術工藝要求

（1）修補材料

采用高黏性環氧砂漿（豎向黏結可靠、不流淌、懸垂性好）。

（2）修補順序

首先，將缺損部位表層劣質混凝土鑿除，至露出新鮮、密實的混凝土，剔除修補結合面（開鑿后的表面）的表面浮石。修補結合面應鑿毛鑿平，整齊劃一，并對外露的鋼筋表面進行人工除銹處理，用摻有水泥用量3%的R-I型除銹劑的525號硅酸鹽水泥純漿涂刷在鋼筋表面上，開鑿過程應特別注意盡量減少開鑿對周邊結構的破壞。

其次，用高壓射流技術清洗修補結合面，飽水24 h后，用紗布吸干自由水，在保持濕潤的條件下，涂刷二層環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，再進行養護。

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，除去表面2～3 mm厚的砂漿層，直至露出堅實的骨料，磨去面上突出5 mm以上的毛刺。表面層打磨后應用強力鼓風機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

底膠調和量一次性用完，超過時間不能使用；待底膠指觸干燥后進入下道工序。

2.2.3.3 粘貼面修補

若發現粘貼面上有不平部位，用找平膠修補，必須確保粘貼平整，待底膠指觸干燥后進入下道工序。

2.2.3.4 粘貼碳纖維布

（1）材料下料

現場根據圖紙下料，對加固碳纖維布的規格、長度、寬度、厚度進行核查。

（2）黏結劑選擇及攪拌

施工前檢查所用黏結劑是否與提供的材料產品說明書相符，使用材料是否過期。黏結劑的攪拌按產品說明書，嚴格控制A、B組份混合比例，攪拌速度、攪拌均勻程度（攪拌時間）、使用時間（攪拌一次數量、用完的時間不得大于產品說明書規定時間）。黏結劑攪拌時，防止異物落入黏結劑內，遠離正在進行混凝土基層打磨現場或采取嚴密防塵措施避免灰塵落入。

施工時注意環境溫度對黏結劑固化的影響，按產品說明書規定對攪拌加以調整，黏結劑內不得添加其他溶劑。

（3）碳纖維布黏貼和固化養護

施工時，首先將攪拌充分的黏結劑均勻涂刷到混凝土基層表面；黏貼前，再次按設計要求對加固區域進行定位確認；必要時放線。

碳纖維布的黏貼緊隨黏結劑涂刷進行，碳纖維布貼至混凝土面平整、無氣泡，黏結劑浸滿碳纖維布幅面。

黏結劑固化一般在常溫下即可，黏貼好的碳纖維布24 h內嚴禁人為擾動。黏貼碳纖維布時，按設計位置由上而下，從左到右有次序黏貼，確保與浸漬樹脂充分結合，同時用壓板除去氣泡。

2.2.3.5 罩面防護處理

粘貼完碳纖維布后，即刻在其表面均勻涂抹一層浸漬樹脂，自然風干，并在表面涂刷水泥砂漿，使結構外觀顏色一致。

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，對偏位過大的植筋進行補筋補強處理，隨時檢查清孔好壞和結構膠填孔密實度是否達到要求，錨筋在凝固前必須保持靜止狀態，在固化前嚴禁碰撞錨固件，保持環境干燥，并做好施工溫度記錄。

3 施工過程注意事項

（1）按照檢測報告和實測數據進行，施工前復測橋梁結構尺寸，并與圖紙對照，按實際情況作調整，隨時與設計單位進行溝通和聯系。

（2）道路線形、平面布置和走向保持原狀，橋面標高根據實際測量的數據確定。在路與橋交界處，道路中心線位置新橋標高比老橋抬高61mm。

（3）施工準備工作中注意現場結構的裂縫、損壞部位的統計，及時與監理現場確認。

（4）修補前應將缺陷位置拍攝影像資料并作文字記錄，修補位置和修補記錄一一對應。

（5）采用質量可靠的維修加固材料，有效保證施工質量。

（6）新老混凝土交界面的處理按有關加固規范進行，保證加固效果。

（7）黏結劑的配置滿足加固規范規定的技術要求。

（8）伸縮縫設置時必須將縫內垃圾清除干凈，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橋梁兩側的管線采取支架或其他有效措施支撐，做好管線保護工作。做好其他各項安全工作，保證財產和人身安全。

（10）質量檢驗：按照《城市橋梁工程施工與質量驗收規范》（CJJ2—2008）執行，同時對所使用的新材料加強檢測力度。

4 結語

以上僅僅對目前橋梁修復工程中應用較廣泛的新技術、新材料的性能及應用作了簡要介紹，意在通過對新技術、新材料的深入認識和了解，提高在項目實施中的知識水平。控制和把握好施工過程中的各個環節，確保施工質量滿足規范、規程要求。同時，這些新技術、新材料的應用，對施工單位積累經驗也具有一定的借鑒和參考作用。