桥梁修复新技术、新材料的应用和实践

柴文龙

（上海奉贤建设发展（集团）有限公司，上海市 201400）

0 引言

随着中国基础建设的飞速发展,一些早年修建的桥梁开始出现病害,如承载力不足、交通不畅、各项技术参数不达标等问题，不能满足现状交通运输的要求。针对病害具体情况，需要对这些桥梁进行更新、加固、修复等措施,以提高其承载能力。利用新材料、新工艺进行有效修复与补强具有较好的经济效益，从而保障桥梁修复施工技术能够取得更好的发展。

1 工程概况

老横泾桥位于南桥镇运河路，为一座三跨钢筋混凝土简支梁桥。桥梁上部结构车行道多榀板梁混凝土破损脱落、钢筋外露锈蚀严重；人行道π型梁混凝土局部破损、钢筋外露锈蚀；盖梁混凝土严重崩落，混凝土水平向破损深度最大12 cm，使主梁有效支承长度减少，盖梁挡块斜向开裂；桥墩立柱混凝土多处破损。

由于老桥竣工资料缺失，既有桥梁原设计荷载不详，建设单位通过委托上海建筑科学研究院对该桥进行特殊技术检测和检查，根据检测报告结论为该桥的总体技术状况评定等级为四类桥（差），鉴于此，要求对该桥进行维修加固施工。

该桥主要维修加固内容：车行道桥面系改造、车行道板梁调换、人行道π型梁加固、加固盖梁增大截面。

2 桥梁修复工程新材料、新技术应用

2.1 主要工程材料性能指标

（1）环氧砂浆技术性能指标

7 d抗压强度不小于50MPa，28 d抗压强度不小于60MPa。

（2）自流平混凝土（J45A建筑加固料）

桥墩盖梁增大截面加固采用自流平混凝土（SCC，J45A建筑加固料），其黏聚性能好，抗分层离析能力强，无泌水，骨料分布均匀，匀质性好，V型漏斗通过时间小于25 s，对钢筋无腐蚀作用。主要技术指标如表1。

表1 自流平混凝土主要技术指标

自流平混凝土配合比设计参照《自密实混凝土应用技术规程》，自流平混凝土应选用优质原材料。石子应粒形良好，级配合理，严格控制石子中的泥块、针片状颗粒含量，不宜使用Ⅲ级粉煤灰。初始塌落度在250 mm±20 mm之间，扩展度在650 mm±100 mm之间，扩展度达到500 mm的时间小于20 s。

（3）碳纤维布的使用应符合《公路桥梁加固设计规范》（JTG/T J22—2008）的技术要求。桥梁加固用碳纤维布（Ⅰ级）的主要力学性能指标见表2。

表2 桥梁加固用碳纤维布（Ⅰ级）的主要力学性能指标

（4）粘贴碳纤维布用的胶黏剂采用专门配制的改性环氧树脂类胶黏剂（A级胶），其安全性能指标必须符合表3规定，且不得使用饱和聚酯树脂、醇酸树脂等作浸渍、粘贴胶黏剂。

表3 碳纤维浸渍、黏贴用胶黏剂安全性能指标

（5）种植植筋的胶黏剂需采用专用A级胶，其安全性能指标须符合表4规定。

表4 种植植筋的胶黏剂安全性能指标

2.2 桥梁主要维修加固施工工艺和流程

2.2.1 施工准备

（1）施工前按施工图定位放样，将维修加固部位在现场标定出，同时注意环境湿度对树脂固化的不利影响，现场控制环境湿度不超过70%。

（2）施工前对需维修加固处混凝土做好缺陷标识及记录，内容包括：裂缝长度、宽度、深度，蜂窝麻面的面积大小，钢筋裸露情况等。

2.2.2 混凝土表面缺陷处理及修复技术工艺要求

（1）修补材料

采用高黏性环氧砂浆（竖向黏结可靠、不流淌、悬垂性好）。

（2）修补顺序

首先，将缺损部位表层劣质混凝土凿除，至露出新鲜、密实的混凝土，剔除修补结合面（开凿后的表面）的表面浮石。修补结合面应凿毛凿平，整齐划一，并对外露的钢筋表面进行人工除锈处理，用掺有水泥用量3%的R-I型除锈剂的525号硅酸盐水泥纯浆涂刷在钢筋表面上，开凿过程应特别注意尽量减少开凿对周边结构的破坏。

其次，用高压射流技术清洗修补结合面，饱水24 h后，用纱布吸干自由水，在保持湿润的条件下，涂刷二层环氧水泥净浆之后即铺筑水泥砂浆，用力压平抹光。30 min后二次抹面，再进行养护。

2.2.3 粘贴碳纤维施工工艺

2.2.3.1 基层表面处理

清除表面浮浆、油污、木屑等杂质，除去表面2～3 mm厚的砂浆层，直至露出坚实的骨料，磨去面上突出5 mm以上的毛刺。表面层打磨后应用强力鼓风机或吸尘器将表面灰尘彻底清除。表面平整度要求不大于5 mm/m。

2.2.3.2 涂刷底纹

底胶调和量一次性用完，超过时间不能使用；待底胶指触干燥后进入下道工序。

2.2.3.3 粘贴面修补

若发现粘贴面上有不平部位，用找平胶修补，必须确保粘贴平整，待底胶指触干燥后进入下道工序。

2.2.3.4 粘贴碳纤维布

（1）材料下料

现场根据图纸下料，对加固碳纤维布的规格、长度、宽度、厚度进行核查。

（2）黏结剂选择及搅拌

施工前检查所用黏结剂是否与提供的材料产品说明书相符，使用材料是否过期。黏结剂的搅拌按产品说明书，严格控制A、B组份混合比例，搅拌速度、搅拌均匀程度（搅拌时间）、使用时间（搅拌一次数量、用完的时间不得大于产品说明书规定时间）。黏结剂搅拌时，防止异物落入黏结剂内，远离正在进行混凝土基层打磨现场或采取严密防尘措施避免灰尘落入。

施工时注意环境温度对黏结剂固化的影响，按产品说明书规定对搅拌加以调整，黏结剂内不得添加其他溶剂。

（3）碳纤维布黏贴和固化养护

施工时，首先将搅拌充分的黏结剂均匀涂刷到混凝土基层表面；黏贴前，再次按设计要求对加固区域进行定位确认；必要时放线。

碳纤维布的黏贴紧随黏结剂涂刷进行，碳纤维布贴至混凝土面平整、无气泡，黏结剂浸满碳纤维布幅面。

黏结剂固化一般在常温下即可，黏贴好的碳纤维布24 h内严禁人为扰动。黏贴碳纤维布时，按设计位置由上而下，从左到右有次序黏贴，确保与浸渍树脂充分结合，同时用压板除去气泡。

2.2.3.5 罩面防护处理

粘贴完碳纤维布后，即刻在其表面均匀涂抹一层浸渍树脂，自然风干，并在表面涂刷水泥砂浆，使结构外观颜色一致。

2.2.4 植入钢筋的施工工艺

施工中做好孔道深度、孔径、轴线、位置的检验，对偏位过大的植筋进行补筋补强处理，随时检查清孔好坏和结构胶填孔密实度是否达到要求，锚筋在凝固前必须保持静止状态，在固化前严禁碰撞锚固件，保持环境干燥，并做好施工温度记录。

3 施工过程注意事项

（1）按照检测报告和实测数据进行，施工前复测桥梁结构尺寸，并与图纸对照，按实际情况作调整，随时与设计单位进行沟通和联系。

（2）道路线形、平面布置和走向保持原状，桥面标高根据实际测量的数据确定。在路与桥交界处，道路中心线位置新桥标高比老桥抬高61mm。

（3）施工准备工作中注意现场结构的裂缝、损坏部位的统计，及时与监理现场确认。

（4）修补前应将缺陷位置拍摄影像资料并作文字记录，修补位置和修补记录一一对应。

（5）采用质量可靠的维修加固材料，有效保证施工质量。

（6）新老混凝土交界面的处理按有关加固规范进行，保证加固效果。

（7）黏结剂的配置满足加固规范规定的技术要求。

（8）伸缩缝设置时必须将缝内垃圾清除干净，缝宽上下贯通，宽度一致，伸缩自如。

（9）桥墩盖梁增大截面加固前对桥梁两侧的管线采取支架或其他有效措施支撑，做好管线保护工作。做好其他各项安全工作，保证财产和人身安全。

（10）质量检验：按照《城市桥梁工程施工与质量验收规范》（CJJ2—2008）执行，同时对所使用的新材料加强检测力度。

4 结语

以上仅仅对目前桥梁修复工程中应用较广泛的新技术、新材料的性能及应用作了简要介绍，意在通过对新技术、新材料的深入认识和了解，提高在项目实施中的知识水平。控制和把握好施工过程中的各个环节，确保施工质量满足规范、规程要求。同时，这些新技术、新材料的应用，对施工单位积累经验也具有一定的借鉴和参考作用。