高速公路橋梁維修加固技術

莫峰

（中交路橋建設有限公司華中分公司，武漢 430000）

1 工程概況

某高速公路總長度為55.924km。沿線硬路肩、土路肩及路緣帶均為2 條，單條寬度分別為2.5m、0.75m 和0.5m，中央分隔帶的寬度為2m。公路的路面結構形式是18cm 瀝青混凝土路面，且橋隧比為47.7%。經統計結果表示，該條公路共有38 座橋梁。為滿足擴建工程的需要，確保行車的安全性，施工人員應以橋梁的調查結果和試驗結果為依據，對存在病害的橋梁進行維修和加固。

2 橋梁病害與成因分析

2.1 板、梁病害

調查結果顯示，部分梁、板的底部有裂縫出現，同時還出現了鋼筋銹蝕和出露的情況。從總體來看，裂縫的寬度很小，最寬的裂縫有1.0mm 寬。產生裂縫的原因主要是下梁、板在行車荷載的作用下出現了一定程度的彎矩，且超過了抗彎極限，因此產生了梁、板開裂的情況。如果裂縫沒有出現明顯的滲水，則表明裂縫并未完全貫穿，裂縫的寬度也在養護的規定值內。寬度大、滲水多的裂縫不僅會對斷面的整體性造成影響，還會對橋梁的內部結構造成損害[1]。

2.2 支座病害

橡膠支座的應用優勢在于結構簡單、操作便捷。但其也存在容易開裂變形、耐久性差等局限性[2]。支座開裂主要受動、靜荷載的影響，在動、靜荷載的作用下，實際應力遠高于支座的抗壓極限，由此導致支座出現形變和開裂。支座的損壞還與其受力有關，當墊石與支座結合不規范導致其受力不均時，會大大減少支座壽命。此外，脫空是支座常見病害形式之一，產生脫空現象的原因主要有2 個：（1）支座底部無調平鋼板或鋼板的厚度不合理；（2）吊裝主梁的過程中，支座受到強烈撞擊，因此與設計位置相偏離。此時，橋梁受損程度加劇，不利于車輛的安全通行，甚至引發交通事故。圖1 為支座脫空病害示意圖。

圖1 支座脫空病害示意圖

2.3 墩、臺病害

墩臺基礎病害的出現與行車荷載、上部結構荷載、風力等因素有關[3]。當高速公路上出現嚴重的重載和超載情況時，墩臺容易因此而受到損壞。

2.4 橋面病害

橋面病害較為普遍，直接表現有裂縫、局部破裂等。橋面病害產生的原因主要是，橋面板在荷載和沖擊的影響下，因剛度不足而產生形變，并最終導致了裂縫的產生。

3 維修處治施工要點

3.1 粘貼鋼板

當裂縫病害出現在鋼筋混凝土中時，施工人員應先修復裂縫，再進行鋼板的粘貼。嚴格控制粘貼方向，應始終與裂縫方向呈垂直的位置關系。詳細的施工工藝流程具體為：清表（保證粘貼鋼板的區域具有潔凈性）→鉆孔填埋螺桿→鋼板粘貼面表面處理→安裝鋼板→封邊→注入結構膠→防腐。

3.1.1 施工準備

（1）全面清理加固構件的表面，可利用硬毛刷配合洗滌劑刷除雜物，再利用冷水沖洗干凈，進一步打磨黏合面，清表厚度以2～3mm 為宜，以保證被處理區域可裸露出新鮮面。若局部存在不平整現象，需進一步去除凸出部分或利用環氧樹脂砂漿填補凹陷部分。（2）若混凝土表面過于陳舊，可直接打磨黏合面，利用壓縮空氣清理粉塵，使該處維持潔凈，再利用棉花沾適量丙酮，用于擦拭。（3）遇新混凝土黏合面時，可利用角磨機處理，提高黏合面的平整性，再利用鋼絲刷清理該處的浮渣，達到潔凈狀態后用棉花沾丙酮擦拭。

3.1.2 鋼板黏合面處理

（1）鋼板無銹跡或僅存在少量銹跡時，可利用平砂輪打磨，生成的打磨紋路應與鋼板受力方向呈垂直的關系，再利用棉花沾丙酮擦拭。（2）對于鋼板明顯銹蝕的情況，應將其置入鹽酸內浸泡約20min，此舉目的在于使銹層脫落；再利用石灰水沖洗干凈，以達到中和酸離子的效果；最后方可利用平砂輪打磨并擦拭丙酮。（3）考慮到粘貼鋼板存在應力、應變滯后的特點，在粘貼過程中應加強交通管制，無關車輛不可駛入，避免過往車輛對粘貼效果帶來不良影響。

3.1.3 配黏結劑

環氧類黏結劑包含甲、乙2 組，各部分材料進場時均要組織質量檢驗，合格后方能使用。按比例配制，利用抹刀將產生的黏結劑刮涂至前期處理完成的混凝土表面和鋼板上，做到中間厚而邊緣略薄，厚度在1～3mm 區間內合理調整，然后將鋼板貼于預定位置。對于立面粘貼，鑒于黏結劑易向下流淌的情況，須增設一層脫蠟玻璃絲布。鋼板粘貼到位后，利用手錘小幅度敲打，若無空洞聲，則表明鋼板粘貼具有密實性，反之則需要再次粘貼，直至達標為止。

3.2 支座更換

支座存在老化或開裂現象時，已經不具備使用價值，需對其進行換新。更換過程中使用的工具主要是千斤頂。橋梁在千斤頂的作用下被頂起，此時施工人員可對支座進行更換。

1）搭設支架、施工平臺。對橋臺支座進行更換的施工平臺為橋臺。當部分位置空間不夠時，施工人員還可進行支架的搭設。更換的操作平臺應穩定在墩身上，給更換作業提供安全保障。

2）臺帽、蓋梁頂面清理。施工人員應對臺帽和蓋梁的頂面進行清理，既要清理掉土石塊和混凝土塊，又要清理掉混凝土垃圾。清理的主要工具為鋼絲刷。不僅如此，由于伸縮縫內有大量的垃圾和雜物，容易造成頂升內梁體之間的擠壓，因此，同樣需要進行清理。

3）梁體同步頂升。分階段依次頂升到位，每步頂進量以2mm 為宜。施工人員應對頂高差進行嚴格控制，使其不超過0.5mm。梁體頂升期間應通過位移傳感器檢測，及時掌握實際頂升量，當監測到高差與控制值不符時，施工人員應及時對其進行調整，調整到位后方可進行下一步的操作。

4）支座更換。舊支座的取出應通過鐵鉤或人工進行。但是由于在長時間的使用過程中，舊支座往往已經與墊石黏結在一起，取出過程存在一定的困難。此時，施工人員可利用鋼纖或鐵錘輔助操作。取出前，施工人員應對其進行拍照，將其存在的缺陷情況記錄下來。取出后，施工人員在鋼絲刷的作用下對支座墊石表面進行清潔，并利用環氧砂漿將墊石頂面抹平，以便進行標高的測量。測量結束后，施工人員可采用環氧砂漿加高或鋼釬鑿除的方法分別進行加高或降低處理，待完成后利用環氧砂漿進行抹平。隨后進行支座更換作業，施工人員在設計圖紙的指導下標出各處的中心線，并更換舊支座，換新后做全面的檢查，要求各項指標均達到要求。

3.3 支座脫空修復

當脫空量小于2cm 時，施工人員應選擇水平夾角灌注環氧水泥砂漿調整的方法進行修復。具體來說，施工人員在梁體和支座的空隙部分灌注環氧水泥砂漿，以達到調整支座的目的。

3.4 結構裂縫處治

以裂縫寬度為依據，合理選擇裂縫處治方式。當縫寬在0.15mm 以下，且裂縫較為細小時，施工人員通常采用表面涂抹封閉法進行處理。若裂縫寬度達到0.15mm 或更大，則為貫穿性長裂縫，常規的表面涂抹方法應用效果欠佳，以壓力灌漿法為宜。這種方法使用的材料是裂縫修補膠或環氧樹脂類灌漿材料，操作方法主要是將上述材料通過壓力灌入裂縫中，從而完成修補。

4 結語

對公路橋梁進行維修和加固既是交通運輸安全的要求，也是人們利益的需要，有著極其重要的意義。工程實踐中，施工人員應準確掌握橋梁的實際狀況，根據具體病害情況采取合適的維修加固措施，有效解決問題，使橋梁恢復正常運營狀態。