提籃拱橋拱座外表面養護技術的研究

趙寧寧，蔡海波

（1.寧波市軌道交通集團有限公司，浙江 寧波315000；2.寧波市政工程建設集團股份有限公司，浙江 寧波315000）

1 工程概況

明州大橋拱座的結構形式為鋼混凝土混合拱座，同時作為三角區重要的受力結構部位，受力十分復雜。

中跨拱肋及邊跨拱肋的大部分順橋向水平分力直接通過鋼拱座傳遞并相互平衡，垂直分力及不平衡的順橋向水平分力、彎矩則由鋼拱座底板、中跨拱肋及邊跨拱肋端板傳遞至混凝土拱座。橫橋向水平分力通過承臺系梁中的水平拉索平衡錨固在混凝土拱座上。

2 病害描述

以往日常巡查發現拱座表面涂裝部位有裂縫出現，出于對橋梁安全的考慮，項目部于2017 年6 月開始對拱座表面涂裝層進行打磨，以便觀察和檢測拱座混凝土內部裂縫。7 月底完成南岸拱座的打磨工作，8 月底完成北岸拱座的打磨拱座。與此同時，項目部對已經打磨完成的拱座表面進行了裂縫檢測，并挑選了具有代表性的20 余處裂縫進行了為期5 個月的持續跟蹤觀測。監測結果顯示，拱座混凝土裂縫發展較為緩慢，對橋梁結構安全影響不大。

目前，南北兩岸的拱座部位均無涂裝層保護，外觀上與明州大橋整體銀灰色形象不相符合。對于拱座混凝土而言，缺少涂裝層的保護，外界的腐蝕因子（包括水汽、氧氣、離子）極易滲入混凝土內部，造成鋼筋銹蝕。明州大橋周邊環境對拱座混凝土的耐久性有一定影響。拱座目前存在著裸露無防護的問題，表面有細微裂縫和少許露筋腐蝕現象，如圖1 至圖4所示。

圖1 拱座裸露無防護狀態

圖2 表面輕微裂縫

圖3 表面輕微裂縫

圖4 表面不平整

3 施工總體部署

3.1 整體思路

計劃針對明州大橋南北兩側拱座部位進行修補及表面結構涂裝工作。整體思路是將拱座表面打磨清理，對顯露出的缺陷部位修補，必要時針對局部補強，修復完成后使用抗拉裂性能強的彈性涂料進行整體涂裝工作。

3.2 整體流程

前期工作主要是比選和采購適合本方案的工程材料（膩子、涂裝漆等）。之后按照“先南岸后北岸，先東側后西側”的順序，對四個拱座及橫梁進行有序涂裝。

3.3 施工順序

施工順序：混凝土表面打磨清理→裂縫及其他缺陷修補→刮涂底膩子→刮涂面膩子→涂第一道封閉底漆→涂第二道中間漆→涂第三道面漆→驗收

4 拱座混凝土表面處理

針對拱座局部破損缺陷的混凝土，采用聚合物水泥進行修補，具體步驟如下。

（1）基底處理：先用鐵鏟等工具清理混凝土表面的污垢，再用高壓水槍對混凝土表面進行沖洗，但不得有積水。

（2）聚合物水泥砂漿的配制：先選用不同的配合比在現場拌和聚合物水泥砂漿，通過試驗得出最合理的聚合物水泥砂漿配合比。然后在修補前1 h 完成聚合物水泥砂漿的拌和。

（3）抹面施工：人工對混凝土表面用聚合物水泥砂漿進行抹面修復。遇有氣泡時應刺破壓緊，表面應密實，防止漿體在凝聚過程中形成的聚合物膜被拉裂。

（4）養護：聚合物水泥砂漿施工后12～24 h 內在面層上涂刷一層聚合物水泥漿封閉表面空隙，蓋上塑料布，4 d 后進行噴霧養護，一般濕養護7 d，再頹然養護28 d。

5 拱座表面涂裝

5.1 表面清理

（1）手工將拱座表面的浮灰、油污、垃圾、濺漿等清理干凈。

（2）用高壓水槍將拱座表面清洗干凈。

（3）砂紙打磨（適用于特殊情況或小面積修補），完成后用清水洗凈。

5.2 表面涂裝

本次涂裝工作計劃采用天寧涂料FC-02 柔性氟碳面漆、H53-88 柔性環氧中間漆。明州大橋拱座混凝土涂裝方案為底漆50 μm，中間漆100 μm，面漆80 μm。其具體涂層體系如表1 所示。

表1 涂層體系

5.3 具體施工

5.3.1 涂料配置

使用前詳細閱讀產品說明書、施工工藝、現場技術手冊等資料，將選擇好的涂裝涂料充分攪勻，雙組份的加入固化劑，充分攪拌熟化到規定時間開始涂裝。涂料的固化物含量一般要求達到60%。若采用水性涂料，則應要求供貨商在廠內加工完成，施工現場只允許對涂料進行攪勻操作，嚴禁現場加水攪拌。

5.3.2 涂裝工藝

根據明州大橋實際工程情況，拱座混凝土涂裝工作預計采取噴涂施工工藝。應在上一道涂料實干后涂裝下一道涂料，實干時間可查閱涂料的技術文件。

一般情況下，每天涂一道；若氣溫較低，應適當延長干燥時間，務必當手壓無指紋時再進行下一道涂裝。如果漆膜完全固化，可以打毛后再涂下一道。當涂料黏度增大時，可使用專用稀釋劑稀釋，用量不宜超過涂料量的5%。

5.3.3 涂裝質量控制

涂裝體系涂層的表面要平整無漏涂，涂層厚度按照產品涂裝說明來控制。同時，為了更加準確測試涂裝質量，應在涂裝過程中制作試驗樣板，對樣板的涂裝施工應與拱座涂裝施工完全一致。

對該試驗樣板需進行濕膜厚度、干膜厚度、拉拔試驗等測試，每項測試合格后方可進行后續施工。同時需要所有施工通過樣板段固化。

5.3.4 施工注意事項

為確保涂層質量，如遇風沙、雨、雪、霧天氣時應停止防腐層的露天施工。當環境溫度低于-10 ℃、高于40 ℃或相對濕度高于80%時，不宜施工。

涂料應存放在干燥、通風、陰涼處，嚴禁雨淋暴曬、接近火源。運輸時應遵守易燃品運輸的安全規定。涂裝后的設備應在防腐層完全固化（一般夏季5～7 d，冬季7～10 d，無溶劑涂裝體系時間為10～15 d）后交付使用，未固化的涂層應避免雨水浸淋。

5.3.5 后期養護

涂裝施工完成后，應將施工區域半封閉（通風、無人進入狀態），以便涂裝體系更好地完全固化。在涂膜干燥期間，應盡量避免砂、灰塵、油水的接觸及機械損傷；發生損傷的部位應及時修補（未失效的韌性涂裝膜，若確認為環氧類、聚氨脂類涂料，經打毛并用溶劑除去油污后直接涂裝）。

6 項目主要內容和技術創新之處

6.1 項目主要內容

本項目的主要研究內容為鋼箱梁拱橋的養護技術。鑒于結構特性，鋼箱梁拱座的防護是養護工作的重中之重。本次修復拱座涂裝的主要材料為FC-02柔性氟碳面漆、H53-88 柔性環氧中間漆，分三層進行涂裝修復，對混凝土構件的結合力極強，鏝抹時不垂落，硬化后不收縮、不開裂、強度高，能恢復結構強度，防止外界腐蝕因子影響混凝土耐久性能。在使用噴涂修復之前，需要通過試驗段施工確定噴涂壓力、涂料配合比等技術關鍵點。

6.2 技術創新之處

本項目是首次使用彈性涂料對明州大橋大體積混凝土拱座進行防腐涂裝施工。預期涂裝完成后，彈性涂料較原普通涂料有更好的防腐效果及長效性。據相關資料顯示，使用普通涂料一般2 年內便會出現表面裂縫，導致雨水滲入，而彈性涂料能夠保證在5 年內不出現明顯表面裂縫。

使用彈性涂料涂裝技術，能夠達到優化混凝土防腐涂裝的社會效益，并減少因防腐涂裝層開裂而引起的大修施工。在橋梁建筑等大體積混凝土工程的全壽命周期內，可有效減少涂料施工次數，達到節能環保的效果。

7 結 語

通過本次項目的實施，主要體現了以下效益：

（1）涂裝表面無裂縫出現，起到保護混凝土的作用，降低混凝土出現病害的概率。

（2）保證混凝土表面的涂裝質量，延長涂裝的使用壽命，減少橋梁養護過程中投入的維修成本。

（3）不僅提高橋梁整體的美觀性，還可大大提高混凝土的耐久性，尤其針對結構受力復雜的混凝土構件，具有一定的參考意義。