橋梁項目預防性養護方法及要點分析

任迅甫

（貴州省黔東南公路建設養護有限公司,貴州 凱里 556000）

0 引言

橋梁工程作為重要的交通基礎設施，對促進區域經濟、文化交流與發展具有重要作用。決定橋梁使用年限的因素較多，主要包括設計、施工階段的質量控制及后期運營中的養護[1]。現階段，關于橋梁預防性設計，我國還未建立相關的技術標準，橋梁預防性養護技術發展還不完善。如何科學有效地做好橋梁預防性養護設計，提升橋梁路用性能，延長使用壽命，已成為目前亟須解決的問題[2]。為此，該文針對橋梁工程預防性養護方法及要點展開綜合分析，以期為后續橋梁工程預防性養護設計提供幫助。

1 橋梁項目預防性養護

預防性養護作為一種新型養護理念，產生于20世紀80年代。它是在結構完好的狀況下實施的養護措施，可以不改變結構承載性能，達到保養結構體系、降低損壞、完善結構使用功能的目的。與常規養護技術相比，預防性養護具有兩方面特點。一是不改變結構承載性能，對結構功能進行完善；二是適當時機對適宜的結構體系實施合理養護。因此，預防性養護可顯著降低維護成本，以最小的投資，獲得最大的效益。

預防性養護技術包含技術與管理兩方面。技術方面涉及養護措施的材料、方式、配比等；管理方面主要包括“三個合適”的確定方式、經費使用、管理決策程序等。結合傳統橋梁養護技術及公路工程預防性養護成果，總結出橋梁預防性養護理念：一是強化橋梁質量控制，建立科學完備的養護措施；二是實施橋梁全壽命周期管理理念；三是采用先進技術對橋梁實施檢測和評估；四是橋梁施工中積極引進新技術、新工藝、新材料，提高橋梁建設質量。

2 橋梁預防性養護技術

橋梁結構質量病害形式多樣，針對不同的橋梁病害形式，要采取針對性的橋梁預防性養護技術。

2.1 結構裂縫預防性養護技術

橋梁結構裂縫的產生主要是由于結構承載能力不足所致，在進行裂縫修補時，應結合裂縫寬度及深度選用合適的處理方式。通常狀況下，當縫寬小于0.05 mm時，采用瀝青、環氧樹脂進行修補；當縫寬較大時，采用水泥砂漿進行修補；過大時應實施加固處理。

2.2 混凝土表面預防性養護技術

混凝土澆筑、養護過程中，因工藝或環境等因素導致表面產生質量缺陷，在實施預防性養護時，應先通過人工、機械對其表面實施處理，將病害位置剔鑿到位，然后結合病害具體狀況選擇合適的修補方式和材料。

2.3 伸縮縫預防性養護技術

伸縮縫主要用來緩沖因溫差變化導致的變形，其質量優劣直接決定車輛運行的安全性、舒適性，影響橋梁運營年限，在進行伸縮裝置選擇時通常采用“小毛勒”。同時，伸縮裝置安裝時應平順，以保證使用過程中不會產生質量缺陷。

2.4 橋面鋪裝預防性養護技術

橋面鋪裝是橋梁結構重要的組成部分，其質量好壞直接影響橋梁正常使用。由于橋面鋪裝長期遭受雨雪侵蝕，且需承受行車荷載的直接作用，因此其產生破壞的頻率最高。橋面鋪裝通常采用強化處理的瀝青混凝土鋪設，結合瀝青特性選擇性能優良的鋪裝材料，科學設計鋪裝結構，并采取合理的質量控制措施。

3 預防性養護材料的選擇

3.1 耐久性維修的材料

（1）裂縫修補膠。橋梁結構裂縫處理時，通常采取向裂縫中注射膠體的形式進行加固。其修補膠相關性能指標如表1所示。

表1 裂縫修補膠性能指標

（2）銹轉化劑。該材料主要用于結構混凝土破壞后裸露鋼筋的除銹、防銹，其相關性能指標如表2所示。

表2 銹轉化劑性能指標

（3）聚合物砂漿。橋梁結構混凝土破壞、鋼筋裸露部位，待鋼筋除銹完畢后，應及時采用聚合物砂漿進行修補。該方法主要針對深度小于30 mm混凝土結構破壞修補。聚合物砂漿主要性能指標如表3所示。

表3 聚合物砂漿性能指標

3.2 滴水檐

通過錨固或粘貼方式將規格為3.0 cm×3.0 cm的90°鋁合金或橡膠止水條固定在上部結構兩側邊梁外翼緣5～10 cm處，粘接劑采用結構加固膠。

3.3 集水裝置

集水裝置布設于伸縮縫兩側主梁外翼緣及腹板位置，利用止水條將雨水引入集水槽，經集水槽輸送至落水斗，經落水管集中排至橋下指定部位，有效避免橋面結構遭受雨水侵蝕作用，降低橋梁結構腐蝕破壞，延長橋梁結構使用年限。

集水裝置雨水斗由不銹鋼材料制成，通過鉚接方式固定在主梁上部。接水槽由壁厚1.5 mm的鍍鋅鋼板制成，布設于伸縮縫兩側主梁翼緣底部位置，通過鉚釘進行固定。排水管采用普通UPVC管，規格為DN100，通過黏結方式進行連接，應盡可能沿梁體敷設。集中排水裝置結構示意圖如圖1所示。

圖1 集中排水裝置構造圖

3.4 防腐防滲涂裝

混凝土結構表面防腐防滲涂裝必須具備較強的附著性及抗腐蝕性能。涂裝結構主要包括底涂層、中涂層、面涂層三部分。其中底涂層和面涂層應分別應具備較強的抗滲、抗老化性能。底涂層主要材質為環氧封閉底漆。中涂層為柔性環氧漆。面涂層為柔性聚氨酯面漆。各種材料性能應符合設計及規范要求。其相關指標技術標準如表4所示。

表4 配套涂層體系的技術要求

3.5 瀝青橋面微封層

瀝青橋面微封層主要是由瀝青、瀝青還原劑、水、砂等材料制作而成的具有一定密封作用的瀝青薄層結構。其中砂應選用質地堅硬、干燥、潔凈、不規則的金剛砂。水選用水質潔凈的直飲水。瀝青還原劑應具有良好的還原效果，能與瀝青完全融合，且具有較強的防水、抗滲性能；內部含有高分子聚合物等物質，顯著提升瀝青路面力學性能，延長運營年限。其主要性能指標如表5所示。

表5 特質瀝青還原劑性能指標

4 預防性養護設計的方法及要點

橋梁工程實施預防性養護前，應根據現場檢測結果將存在的質量缺陷處理到位，然后再對其實施預防性養護處理。在整個養護過程中，未對橋梁結構實施補強加固，不改變原始結構強度。具體處理方法及技術要點如下：

4.1 耐久性維修設計

根據橋梁檢修實際情況，對存在的外觀質量缺陷實施全面修復，將其性能標準提升至1類標準，然后再實施預防性養護，以有效提升橋梁結構完整性，延長使用壽命。①針對橋梁表面存在的裂縫，按照縫寬及裂縫形式采取合適的處治方式。當縫寬小于0.15 mm時，應采用結構膠實施封閉處理；當縫寬大于0.15 mm時，應通過注射方式將結構膠注入裂縫內部，起到密封裂縫，增強結構整體性的目的。②針對混凝土剝落出現露筋的部位，應先將破損部位混凝土剔鑿干凈。鋼筋除銹后再利用聚合物砂漿進行維修。混凝土剔鑿時應對缺陷部位四周適當向外擴展一定距離，確保剔鑿成規則形狀，以更好地與原混凝土結合。③針對伸縮縫位置型鋼斷裂或變形，以及錨固區混凝土破壞導致伸縮裝置無法有效伸縮的情況，必須對伸縮裝置進行整體更換。若橡膠止水條出現破壞，應整體進行更換處理。

4.2 上、下部結構預防性養護設計

橋梁結構在外部荷載及雨雪侵蝕作用下均會造成較為嚴重的質量缺陷，因此在對橋梁結構病害實施加固處理后，應對雨雪侵蝕部位實施預防性養護，以有效提升橋梁耐久性。①在橋梁邊梁最外側翼緣板位置設置滴水檐，避免雨水沿翼緣進入梁體造成侵蝕破壞。②在伸縮縫兩側翼緣及腹板位置設置集中排水系統，對橋面降水進行引流，防止雨水匯集四散，侵蝕橋面鋪裝及梁體結構。③橋梁底部、邊梁外側翼緣及腹板外側應涂刷防腐防滲涂裝。所有伸縮縫位置墩臺、蓋梁等與空氣直接接觸部位均應涂刷防滲涂裝，并在伸縮裝置墩柱表面涂刷防腐防滲涂裝。當橋梁位于沿海地區時，應對其墩臺、蓋梁、墩柱表面全部涂刷防腐防滲涂裝。

4.3 橋面系預防性養護設計

待橋面鋪裝、伸縮縫及附屬設施質量缺陷處理完畢后，應對易產生水損破壞的部位實施預防性養護處理。通過超薄微封層工藝對橋面鋪裝瀝青實施防腐處理，以有效增強瀝青鋪裝層耐久性。橋梁所有混凝土防撞設施涂刷防腐防滲涂裝。不銹鋼護欄等涂刷防銹漆進行防腐。對于長度不足或存在破損的集水管，應進行接長或更換，有效排除橋面雨水，避免產生侵蝕破壞。

4.4 注意事項

若橋梁上、下部結構在主體施工時已采取防腐防滲處理，則預防性養護時應對原涂裝層完整性進行全面檢查，看其是否存在破損、老化、脫落等質量病害。當病害規模較小時，應對病害位置進行打磨處理，待滿足要求后重新進行涂刷。當病害規模較大時，應對結構整體實施打磨處理，將原始涂裝完全清除后再進行防腐防滲涂裝。其中混凝土結構涂裝具體包含基底處理、底面涂裝、中間層涂裝、面層涂裝四個步驟，具體如下：

（1）基面處理主要是通過高壓水槍對梁體表面灰塵及污漬進行清洗。清洗過程中若發現結構混凝土存在松散狀況，應將松散混凝土剔鑿干凈，并對裸露鋼筋實施除銹處理，然后再將混凝土破壞位置修復。基面處理標準為混凝土表面不得存在腐蝕、污漬、松動現象。因鋼護欄處于橋面之上，在對其實施清洗時，應及時排除清洗廢水，防止污染橋面鋪裝，降低對過往車輛的影響。

（2）混凝土結構表面防腐防滲涂裝主要包括底涂、中涂、面涂三部分，具體涂裝施工時可采用滾筒進行滾涂，涂刷應均勻，嚴禁存在漏刷現象。涂裝技術標準如表6所示。

表6 附屬設施涂裝標準

5 結論

綜上所述，預防性養護作為一種新型養護理念，通過在橋梁工程中的實際應用，可顯著提升橋梁路用性能，延長使用壽命。該文通過對橋梁結構預防性養護方法及要點的綜合分析，總結了橋梁工程各種預防性養護材料選擇標準，并針對維修加固后橋梁技術狀況滿足1類標準的現狀橋梁，提出了耐久維護及預防性養護設計方法和要點，對降低橋梁結構水損破壞，提高橋梁使用性能，延長運營年限具有重要作用。