道路橋梁修復養(yǎng)護施工方法分析

摘要 為解決道路橋梁的病害問題，提高橋梁的使用性能，文章以天津市津南區(qū)八里臺橋為背景案例，介紹了工程基本情況，指出橋梁病害現(xiàn)狀及性能檢測評定結果，通過方案比選確定采用板梁封縫、灌縫后粘貼碳纖維布+局部病害維修方案，詳細闡述了修復養(yǎng)護施工技術方法。結果表明：該施工方案不僅修復了橋梁的病害問題，而且顯著提高了板梁的耐久性，可在類似工程中推廣運用。

關鍵詞 道路橋梁；病害；性能檢測；修復養(yǎng)護；施工方法

中圖分類號 U445 文獻標識碼 A 文章編號 2096-8949（2024）19-0066-03

0 引言

道路橋梁是我國交通運輸網(wǎng)的重要組成部分，隨著通車運行時間延長，在荷載、環(huán)境等因素的作用下容易出現(xiàn)病害，影響行車安全。對此類橋梁進行修復養(yǎng)護，成為施工單位關注的重點。梁板縫隙灌漿封閉、粘貼碳纖維布等，均是目前常用的修復技術，具有操作簡單、質量可控、加固效果好的特點[1]。以下結合工程實踐，探討了道路橋梁的修復養(yǎng)護施工方法，供同業(yè)人員參考。

1 工程概況

八里臺橋位于天津市津南區(qū)二八公路，雙向兩車道，建成時間1985年，橋梁全長56 m，全寬15.6 m，橫斷面設計為1.6 m人行道+12 m機動車道+1.6 m人行道，原設計荷載為汽車?20級，掛車?100級。橋梁上部結構形式為鋼筋混凝土空心板梁，跨徑組合8 m+4×10 m+8 m，橫向設置13塊板，支座為板式橡膠支座。下部結構為樁柱式墩臺、樁基礎，設置片石護坡、未設置錐坡。橋面采用瀝青混凝土鋪裝，設置2道伸縮縫，兩側設有人行道護欄。該橋建成后于2013年對其進行維修，主要維修內容包括：（1）銑刨機動車道原橋面鋪裝，重新鋪筑6 cm厚AC-20中粒式瀝青混凝土+4 cm厚的AC-13細粒式改性瀝青混凝土。（2）更換兩側橋臺處伸縮縫，該次施工根據(jù)橋梁檢測報告，針對橋梁的病害進行維修加固處理。

2 橋梁病害現(xiàn)狀及性能檢測評定

2.1 病害現(xiàn)狀

2.1.1 上部結構病害

上部結構主要病害包括：（1）梁底裂縫，其中部分裂縫已維修，但仍存在1 563條橫向裂縫，其中27條與腹板豎向裂縫形成L形裂縫，累計長度1 571.1 m，最大裂縫寬0.16 mm；9條縱向裂縫和4條斜向裂縫，累計長19.85 m，最大裂縫寬0.16 mm；腹板共有26條豎向裂縫，累計長5.2 m，最大裂縫寬0.12 mm；26處破損和銹脹開裂，累計長度5.7 m，累計面積4.91 m2。（2）上部一般構件主要病害是鉸縫通長滲水泛白，如圖1所示。

2.1.2 下部結構病害

下部結構主要病害包括：（1）橋墩蓋梁共有17處銹脹露筋，累計長度13.3 m，累計面積2.85 m2。（2）橋臺臺身共有2處銹脹開裂，累計長度3 m。

2.1.3 附屬結構病害

附屬結構病害主要包括：（1）橋面鋪裝共有2條橫向貫通裂縫；3處網(wǎng)裂，累計面積45.2 m2；1條縱向裂縫，長度10 m，寬1.5 mm；1處麻面露筋，面積32 m2。（2）人行道側壁共銹脹露筋34根，累計長度4.3 m，累計面積1.96 m2。（3）護欄共有31處銹脹露筋，累計長度6.2 m；1處破損露筋，面積0.2 m2。（4）調治構造物共有2處塌陷，累計面積4.2 m2。（5）排水系統(tǒng)中的泄水孔全部堵塞，如圖2所示。

2.2 性能檢測評定

2.2.1 無損檢測

該工程中，抽取1-1#板右腹板、1-1#板底、5-1#板右腹板、5-2#板底、1-1#蓋梁、5#臺身進行材質狀況檢測，結果表明：（1）評定標度值均評定為1，構件強度狀態(tài)均評定為良好。（2）混凝土碳化深度對鋼筋的銹蝕影響程度輕微。（3）對9個上部結構、2個下部結構的混凝土保護層進行抽檢，結果見表1。

2.2.2 技術狀態(tài)等級評定

依據(jù)《公路橋梁技術狀況評定標準》（JTG/T H21—2011），采用分層綜合評定法進行評定，全橋技術狀況評分為75.78分，技術狀況等級為3類。

2.2.3 主梁承載能力評定

（1）主梁抗彎、抗剪承載能力經(jīng)驗算，8 m中梁、邊梁的跨中斷面實際抗彎承載力為987.917 kN/m、1 041.544 kN/m，10 m中梁、邊梁的跨中斷面實際抗彎承載力為987.914 kN/m、1 041.544 kN/m；中梁、邊梁墩頂斷面實際抗剪承載力為781.071 kN、877.545 kN，均滿足規(guī)范要求。（2）主梁實際變形及裂縫寬度中梁、邊梁實際變形值為6.459 mm、6.477 mm，均小于規(guī)范限值24.62 mm；實際裂縫寬度為0.118 9 mm、0.165 5 mm，均小于規(guī)范限值0.222 mm，實際變形及裂縫寬度滿足規(guī)范要求。

3 橋梁修復養(yǎng)護施工方案比選

根據(jù)調查分析結果，該次維修改造考慮對現(xiàn)狀橋梁上部結構板梁病害進行維修加固，同時對局部破損處進行修補。

3.1 方案一：板梁封縫、灌縫后粘貼碳纖維布+局部病害維修

（1）針對空心板梁裂縫，先對裂縫附近混凝土利用砂紙打磨，裂縫寬度<0.15 mm的利用聚合物膩子表面封閉，裂縫寬度≥0.15 mm的利用環(huán)氧樹脂灌縫[2]。

（2）全部板梁在裂縫封閉處理后，再粘貼碳纖維布加固，提高板梁的耐久性。

（3）空心板、蓋梁混凝土破損修補；鉸縫、蓋梁滲水泛白打磨后涂刷混凝土保護劑；橋臺外露鋼筋表面人工除銹，采用聚合物砂漿修補；橋面瀝青混凝土鋪裝小裂縫使用改性瀝青灌縫，大裂縫銑刨鋪裝后重新施作防水層和面層；護欄底座銹脹露筋修補，全橋護欄表面涂刷油漆；疏通全橋泄水孔；河道護坡塌陷部分拆除重新砌筑等。

3.2 方案二：板梁封縫、灌縫+局部病害維修

（1）針對空心板梁裂縫，先對裂縫附近混凝土白華部位利用砂紙打磨，裂縫寬度<0.15 mm的利用聚合物膩子表面封閉，裂縫寬度≥0.15 mm的利用環(huán)氧樹脂灌縫。

（2）空心板、蓋梁混凝土破損修補；鉸縫、蓋梁滲水泛白打磨后涂刷混凝土保護劑；橋臺外露鋼筋表面人工除銹，采用聚合物砂漿修補；橋面瀝青混凝土鋪裝小裂縫使用改性瀝青灌縫，大裂縫銑刨鋪裝后重新施作防水層和面層；護欄底座銹脹露筋修補，全橋護欄表面涂刷油漆；疏通全橋泄水孔；河道護坡塌陷部分拆除重新砌筑等。

3.3 方案比選

通過比選，兩個方案的區(qū)別在于全橋板梁梁底是否粘貼碳纖維布，結合該橋梁的病害現(xiàn)狀，根據(jù)裂縫分布情況及形成原因，需提高板梁的耐久性，故該次工程最終采用方案一開展修復養(yǎng)護施工。

4 橋梁修復養(yǎng)護施工技術方法

4.1 裂縫封閉

裂縫封閉工藝流程：裂縫檢測分類→清理裂縫表面→埋灌漿嘴→封縫→檢查密封性能→配置注縫膠→灌漿→檢查驗收。

施工技術要點：（1）檢查并記錄修補部位的裂縫情況，在裂縫兩側劃線，清除縫外松散的混凝土，用鋼絲刷刷清縫口并除去浮渣。（2）在裂縫外部，用蘸有丙酮二甲苯的回絲進行洗擦，保證槽內混凝土面無灰塵、油污等，并用壓縮空氣吹清縫內灰沙，吹干混凝土表面。（3）使用透明型環(huán)氧樹脂膠直接在表面涂刷封閉，寬度≥50 mm，厚度≥2 mm[3]。涂刷完成，用刮刀使其平面與原混凝土面齊平。

4.2 裂縫灌漿

（1）清縫：先用鋼絲刷沿裂縫走向清理50 mm范圍的混凝土表面，再用壓縮空氣進行清理，最后用丙酮洗刷并擦清表面。

（2）標注灌膠底座位置：根據(jù)裂縫寬度確定灌膠底座的間距、位置，分別在裂縫端部、交叉處和較寬處設置灌膠嘴并做好標志，相鄰底座的間距為20～40 cm，每米設置3個[4]。

（3）埋設灌漿嘴：按配合比調和灌膠底座黏結膠呈膩子狀，均勻涂抹在灌膠底座下底面周圍，按標注位置順縫粘貼在裂縫表面，適當用力下壓底座使底部黏結膠部分溢出，并能包住注膠底座邊緣。

（4）封縫：安裝注入座，用密封膠對裂縫表面密封處理，封閉寬度為50 mm，保證厚度呈弧形、中間稍厚，同時封閉壓漿區(qū)域的裂縫。

（5）密封檢查：待封縫材料自然固化后，沿縫涂刷一層肥皂水，從灌漿嘴中通入壓縮空氣，檢查縫的密封效果，并對漏氣部位補封。

（6）灌漿：按照規(guī)范配制樹脂膠，盛放在低壓灌注容器中，逐一安裝在灌漿嘴上，用橡皮筋施加壓力。灌漿過程中，每隔一個注入孔安置一個注膠器，留置注入孔作為觀察孔，當觀察孔有膠溢出時，用堵頭將注入孔堵住再壓5～10 min，該孔注漿結束。

4.3 碳纖維布加固梁底

（1）結構表面處理：鑿除混凝土表層的剝落、蜂窩、腐蝕等現(xiàn)象，必要時用水泥砂漿修復。裂縫處灌漿封閉，使用角磨機打磨表面去除浮漿、油污等雜質，注意轉角粘貼處倒角處理、打磨成圓弧狀。用壓縮空氣吹除粉塵，工業(yè)酒精擦拭表面，針對不平整部位使用修補材料填補，以減小高差[5]。

（2）涂刷底層膠：將底層膠置于容器中攪拌均勻，用毛刷均勻涂抹于混凝土表面，控制膠層厚度和使用時間，以滿足設計要求。

（3）構件表面修補：構件表面的凹陷、內角等部位使用環(huán)氧膩子填平，表面凹凸糙紋打磨平整。

（4）粘貼碳纖維布：按設計要求的尺寸裁剪碳纖維布，需要搭接時要求搭接長度≥15 cm。調制浸漬膠，均勻涂抹在粘貼部位，注意搭接、拐角部位多涂抹一遍，粘貼碳纖維布時，用特制滾筒沿纖維方向多次滾壓，排除氣泡的同時使粘結劑浸透碳纖維布。按照先縱向、再橫向的順序粘貼，直至最后一層粘貼后，在表面均勻涂抹面層浸漬膠，自然掩護24 h固化。

（5）防護整修：橋梁加固部位若易受外力沖擊，要抹M10及以上等級的水泥砂漿防護，厚度≥20 mm。加固部位若不受外力沖擊，在外表面涂刷水泥砂漿和107膠。

4.4 混凝土缺陷處理

（1）針對混凝土缺陷，首先鑿除缺陷周圍的松散混凝土并清理干凈，均勻涂一層環(huán)氧基液，厚度≤1 mm，待基液中的氣泡消除后涂抹聚合物砂漿，其性能要求如表2所示。若破損面積較小，使用環(huán)氧砂漿分層修補，每層厚度0.5～1.5 cm；若破損面積很大，使用環(huán)氧混凝土修補[6]。

（2）針對外露鋼筋，鑿除結構表面損壞的部分混凝土，對銹蝕鋼筋進行人工除銹，清理混凝土表面的灰塵。在損壞混凝土表面涂抹環(huán)氧膠液，使用聚合物砂漿或環(huán)氧混凝土修補，最后對混凝土表面進行處理。

（3）混凝土缺陷處理后，采用表面觀察法、小錘敲擊試驗法進行檢查，看修復表面是否平整，根據(jù)小錘敲擊聲音的變化確定是否填充密實。

5 結論

綜上所述，道路橋梁修復養(yǎng)護是重要的管理措施，能提高橋梁的耐久性，保證通行安全。該次研究結合實際案例，針對橋梁病變問題介紹了板梁封縫、灌縫后粘貼碳纖維布+局部病害維修方案，該方案最終取得滿意修復效果。

參考文獻

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[3]劉愛軍.基于礦物摻合料的公路橋梁橋臺側墻裂縫修復技術研究[J].交通世界，2023（34）：130-132.

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[5]李莉.灌縫膠與碳纖維布在混凝土橋梁裂縫處治中的工藝優(yōu)化研究[J].粘接，2023（12）：9-12.

[6]孫長亮.復合碳纖維網(wǎng)格加固技術在橋梁維修工程中的應用[J].魅力中國，2021（13）：399-400.

收稿日期：2024-05-24

作者簡介：羅鑫（1982—），男，本科，高級工程師，研究方向：道路橋梁設計。