浅谈桥梁加固维修技术及施工工艺

2014-07-14毛东生

中国科技纵横 2014年6期

关键词：环氧树脂粘贴碳纤维

毛东生

(甘肃省天水公路管理局秦州公路管理段,甘肃天水 741001)

浅谈桥梁加固维修技术及施工工艺

毛东生

(甘肃省天水公路管理局秦州公路管理段,甘肃天水 741001)

由于经济的快速发展,公路桥梁在经济发展中所起的作用越来越大,桥梁承受的车流量越来越多,其承载力就很难满足,于是,桥梁就出现了各种各样的病害,因此,加强桥梁加固维修技术和施工工艺是十分重要的。本文详细阐述桥梁加固维修的术及施工工艺,以供同仁参考。

桥梁加固维修技术施工工艺

1 桥梁加固维修的必要性

随着经济不断的发展，其交通运输业也在不断的进步。之前修建的桥梁在年代已久和超荷载的双重作用下，其逐渐的出现问题。早前的桥梁修建时，社会发展还不是很快，其对桥梁的要求也就比较低，许多部门在桥梁建设完成之后就没有再对其进行必要的管理维护。大部分桥梁的管理费用都被挪用或者挤占了。桥梁一旦建设完成之后就会立即进入运营，其车辆的突然增加，桥梁一下子就很难接受其超荷载等。

2 桥梁普遍存在的病害

2.1 裂缝病害

桥梁中最常见、最普通的病害就是裂缝，几乎每一座桥梁都会产生裂缝，有些裂缝是比较严重的，有些是比较短小的。对于那些不是很严重的裂缝是可以不采取修补措施，这些裂缝的产生大部分都是由多种因素组合引起的。裂缝开裂的程度不同其对桥梁的危害程度也是不同的。一般比较严重的裂缝有网裂以及贯穿缝，一旦出现这些裂缝，其桥梁的安全就会受到影响。此外，裂缝还可能会引起其它病害的产生和发展，严重的裂缝可能会引起冻融破坏和钢筋腐蚀，对桥梁的耐久性产生更大的破坏。

2.2 混凝土碳化与钢筋锈蚀

混凝土碳化与钢筋锈蚀也是桥梁病害中比较常见病害之一。当钢筋腐蚀和混凝土碳化比较时，其桥梁就会产生更多的裂缝，使其病害更加严重，此时，桥梁的安全性能就会下降的更加厉害，这种病害一般是很难修补好的。

2.3 剥蚀

剥蚀可以分为多种剥蚀，其主要有水质侵蚀、风化剥蚀、冲磨和空蚀、冻融剥蚀等。这些剥蚀主要是从混凝土的外观破坏形态来判断的。如果不及时的对这些剥蚀病害进行处理，那么就可能引起更大病害。

3 旧桥、危桥加固常用的几种方法

桥梁加固一般都是通过对桥梁构件的结构性能进行加强，以此来提高桥梁的承载力，延长桥梁的使用期限，以此来满足现在交通运输的需求。

3.1 加大截面加固法

加大截面加固法是对钢筋混凝土桥加固的一种常用的改造技术，还可以叫作外包混凝土加固法，这种方法主要是在原有的结构基础上再次浇筑钢筋混凝土，其浇筑的混凝土厚度要达到一定的要求。加大截面加固法的是一种比较简单的方法施工工艺相对比较简单，这种方法在国内运用的比较多，其相关的经验也就比较丰富。

3.2 粘贴钢板加固法

粘贴钢板加固法的施工工艺非常快速，对生产和生活几乎无影响。粘贴钢板加固法主要是以混凝土的结构和树脂粘结钢板结合进行加固的，这种加固法对原桥梁结构和外观产生的影响都非常小，其对桥梁周围也没什么污染。但是这种桥梁加固法还是存在一定的难度，其对胶粘工艺就要求比较高。

3.3 上部结构的加固

对于桥梁来说，其上部结构所有加固方法主要有：增大构件截面加固法、粘贴加固法、体外预应力加固法、改变结构体系加固法以及增加辅助构件加固法等。对桥梁上部结构的加固，首先需要对其实际情况了解清楚，调查好实际具体情况，对得到的数据进行分析，根据分析得到的数据对其提出相应的加固措施。

4 桥梁常用加固维修技术及主要施工工艺

4.1 粘贴钢板加固法

粘贴钢板加固法主要是利用建筑结构胶或者环氧树脂，在需要进行加固的钢筋混凝土结构物的抗剪或受拉区薄弱部位粘贴钢板，使钢板和桥梁薄弱部位形成一个整体，以此来提高整个桥梁的刚度，限制裂缝的产生，使桥梁的结构承载力得到提升。我们曾在G316线K2580+202处庞家沟桥使用了这种方法，该桥为5—16.0米混凝土微弯板坦肋拱桥，全长93.93米，桥面宽度为净7+2×1.0米，设计荷载为汽—15，挂—80。病害主要表现为主拱圈下挠，且下挠程度无稳定现象，并有进一步发展的趋势。采用方法是在拱肋底面及两侧粘贴钢板，同时对拱脚进行加强，每跨增设5道横隔板，使主拱圈整体性及抵抗弯矩能力增强。加固完成后，在桥梁整体稳定性方面效果显著。

粘钢工艺容易出现以下几方面问题：首先就是混凝土打磨，国家标准要求打磨至露出混凝士洁净面，通常需要打磨掉2到3毫米的浮浆层，遇有凸出点则把它全部打磨掉至平整，遇有凹槽处则先用界面胶涂刷一次等到指干时再用专用修补胶进行修补至平整。这个工艺中，易忽视对混凝土的打磨，或打磨不彻底达不到标准；其次是钢板的打磨，钢板不仅是除锈，还需要糙化来增加表面积达到原钢板表面积的两倍，除用喷砂以外也可以用角磨机对钢板进行糙化，肉眼一看亮亮的钢板丝丝满布，并用丙酮进行清洗。做假则基本不需糙化，甚至于有些连除锈都不处理，更别谈用丙酮来洗了；最后就是粘钢胶的选择，按国家标准GB50728-2011、GB50550-2010、GB50367-2012的要求必须出示由国家建筑工程质量监督检验中心提供的：力学检测报告、抗冲击剥离韧性检测报告、耐老化检测报告、无毒无害检测报告，缺其一都是禁止使用的产品。

4.2 粘贴碳纤维布

粘贴碳纤维布也是桥梁加固的方法之一。在G310线东岔旧桥加固中采用了该方法，其结构为5-16.0米钢筋混凝土工字梁微弯板组合桥，桥面净宽：7.1m+2×1.0m人行道，桥梁设计荷载汽-15，挂-80，桥梁全长93.9m。病害主要表现为梁体下挠，粱底及侧面出现大量裂缝，并有进一步发展的趋。加固方案是在工字梁梁底粘贴两层碳纤维布，两侧梁板贴7道U型箍。加固完成后，经观测，梁体的下挠现象明显得到了遏制。

粘贴碳纤维布施工要点：

(1)用清洗剂清洗混凝土表面油脂及污物。

(2)检查处理钢筋锈蚀，混凝土裂缝修补，＞0.2mm的裂缝用环氧树脂灌缝，＜0.2mm的裂缝用环氧树脂涂抹密闭。

(3)混凝土表面的残缺、破损面，表面疏松、浮灰清除干净，棱角部分磨成圆角，半径需≥20mm，混凝土表面凸凹部分打磨平整。

(4)刷抹底胶、找平胶、黏结剂。

(5)将已裁好的碳纤维布粘贴上，粘贴时沿碳纤维布受力方向用橡皮滚筒均匀平稳压实，使树脂从两边溢出，赶出气泡，保证密实无孔洞；可用橡皮滚筒沿着纤维方向滚压多次，使树脂浸渗进纤维中。要求碳纤维布与混凝土表面紧密结合。

(6)粘贴好第1层碳纤维布后，及时均匀涂抹第2层黏结剂，第2层黏结剂固化到适当程度时，再粘贴第2层碳纤维布。重复操作贴到设计要求的层数。

(7)粘贴碳纤维布时，若有中空，可在纤维布上打2个以上的孔，用注射器注入粘贴用环氧树脂。也可沿纤维方向用割刀切入2或3刀，用橡胶板、毛刷蘸上适量的环氧树脂，填进割开的缝内。

(8)在每道工序以后，环氧树脂硬化之前，应使用塑料薄膜遮挡以防止风沙或雨水侵袭。

(9)当贴片完全硬化后，出现褶皱或松弛时应割除，使用补丁修补。

(10)粘贴碳纤维布后，应自然养护24h达到固化的时间要求。