浅谈码头修复加固技术

许琦　杨文桦　胡悦浩

摘 要：海水环境中的码头由于长期受氯离子侵蚀，经过多年使用，容易发生构件破损现象。本文针对舟山港区郎熹电厂煤码头的加固工程实例进行分析，对构件的破损问题提出了相应了加固修复方法。

关键词：码头 修复加固

从20世纪70年代以来，我国沿海各港口建造了大量码头，先期建造的码头经过多年使用，均已产生不同程度损坏，直接影响了码头结构的安全和使用，因此对已破坏码头进行修复、加固是迫在眉睫。本文结合舟山港区郎熹电厂煤码头的修复工程，简单介绍码头修复加固方法。

舟山郎熹发电有限责任公司煤码头位于舟山本岛北岸，为万吨级高桩梁板式码头，外档泊位主要停靠10000吨级散货船，内档兼靠工作船。码头主平台长208.2m，宽18m，排架间距10m。桩基采用600×600预应力空心方桩，桩基上为现浇横梁，横梁上预制纵梁，面板采用迭合板。

郎熹煤码头建于1997年，历经十几年的运营后，码头的部分构件已出现较为明显的破坏，纵向和横向裂缝明显，严重处构件保护层剥落、钢筋锈蚀严重。为延长码头的使用寿命，需对码头进行维修加固处理。

一、各类缺陷修补方法

根据钢筋混凝土构件腐蚀破坏的程度以及破坏形式，可以将腐蚀破损类型分为：裂缝、钢筋锈蚀、构件破损脱落及隐患区域。裂缝修补方法如下：

采用手提电动砂轮机将裂缝附近表面砼（裂缝两侧各5cm左右）打磨干净后，视具体情况采取以下修复措施：

（1）对于局部有微小锈蚀，宽度小于0.3mm的裂缝（劣化度为B），如钢筋未发生锈蚀，顺裂缝凿开至裂缝闭合处，清理干净后修补环氧砂浆。

（2）对于锈蚀裂缝较多或呈网状，桩、梁类构件裂缝宽度在0.3mm至3.0mm之间，板类构件裂缝宽度在0.3mm至1.0mm，（劣化度为C），顺裂缝凿开至裂缝闭合处；如主筋发生锈蚀应顺裂缝凿开至主筋背面10mm以上，对钢筋除锈后修补环氧砂浆。

（3）对外观劣化度定级为C级的重要构件（轨道梁），修补后外粘碳纤维进行加固。具体施工方法见：“2.3节：外粘碳纤维加固”有关内容。

二、维修加固方案

对本工程需要修补的构件在凿除及修补时可按如下方法进行：

（1）若是剪刀撑、立柱、横梁、纵梁侧面底部及顶部有裂缝及顶部有裂缝或底部混凝土保护层脱落，则人工凿除混凝土保护层到钢筋。凿除深度为：深度方向，凿除至主筋背后1cm以上；沿钢筋长度方向，凿除露出15cm完好的钢筋段；沿裂缝宽度方向，凿除至底边缘或顶边缘。

若是桩身有裂缝，则人工凿除混凝土保护层至钢筋。凿除深度为：深度方向，凿除至主筋背后1cm以上；沿钢筋长度方向，凿除露出10cm完好的钢筋段；沿裂缝宽度方向，裂缝边缘至桩身完好处5cm以上。

（2）建议对裂缝、隐患区域等腐蚀破坏程度一般的构件进行局部凿除修补加全面封闭处理，对少量构件混凝土钢筋已严重锈蚀、保护层剥落的部分采取局部凿除补筋加固后全面封闭处理。

（3）基础处理

①局部凿除修补处理和局部凿除补筋加固处理完毕后，对所有混凝土表面电动钢丝打磨除尘，局部孔洞找补环氧腻子，去除混凝土表面的浮灰、飞边和毛刺后，待用。

②潮湿和青苔污染表面：采用煤气喷灯，在控制喷灯移动速度、喷灯与混凝土表面间距情况下烘烤，以取得除湿和清除苔迹的功效后，立即进行电动钢丝轮打磨，去除污渍、油污附着物，局部孔洞找补腻子，去除混凝土表面的浮灰、飞边和毛刺后，待用。

三、外粘碳纤维加固

1、碳纤维布加固的原理

碳纤维增强聚合物（carbon fibre reinforced poly-mer简称cfrp，也称为碳纤维增强塑料）是由环氧树脂粘高抗拉强度的碳纤维束而成的。使用碳纤维布加固具有以下几个优点：a、强度高（强度约为普通钢材的10倍），效果好；b、加固后能大大提高结构的耐腐蚀性及耐久性；c、自重轻（约200g/m2），基本不增加结构自重及截面尺寸；柔性好，易于裁剪，适用范围广；d、施工简便（不需大型施工机构及周转材料），易于操作，经济性好；e、施工工期短；因此，碳纤维结构加固技术在混凝土结构方面已产生较大的效应。

碳纤维加固技术适用于各种结构类型、各种结构部位的加固修补，如梁、板、柱、屋架、桥墩、桥梁、筒体、壳体等结构，要求基层混凝土的强度等级不低于C15即可。

用于结构加固的碳纤维材料具有优良的力学性能，但是，碳纤维材料织成碳纤维布后，其中的各碳纤维丝很难完全共同工作，在承受较低的荷兰载时，一部分应力水平较高的碳纤维丝首先达到其抗拉开强度并退出工作状态，以此类推，各碳纤维丝逐渐断裂，直至整体破坏。而使用粘结剂后，各碳纤维能很好地共同工作，大大提高碳纤维布的抗拉強度，故碳纤维加固首先必须使碳纤维布中的碳纤维能共同工作，因此粘结剂对碳纤维布的加固起着关键的作用，它既要确保各碳纤维丝共同工作，同时又确保碳纤维布与结构共同工作，从而达到加固的目的。

2、碳纤维加固设计要求

外粘碳纤维加固的目的是为了提高构件的承载能力，本工程拟对检测评估报告中外观劣化度定级为C级的重要构件（轨道梁）采用外粘碳纤维加固。

对于在梁底沿梁宽通长粘贴一层碳纤维片材，梁端1/3梁长范围内设置碳纤维片材U型箍锚固，U型箍宽150mm，间距150mm，U型箍粘贴高度伸至板底面，U型箍顶宽100mm的封口压条。

3、碳纤维布加固的施工工艺

（1）用压缩空气将加固部位表面浮尘清除干净，用混凝土角磨机、砂纸等机具除去混凝土表面的浮浆、油污、附着物等杂质，构件基面的混凝土要打磨平整，尤其是表面的凸起部位要磨平，用丙酮将需粘贴处清洗干净。

（2）涂底胶：将jgn-p胶甲乙组分按需按3：1的重量称好，放在洁净的容器中调和均匀，加固部位用空压机吹干后用刮板将底胶均匀地涂在加固部位，待胶固化后（固化时间视现场气温而定，以指触干燥为准）再进行下一工序施工。注意：调好的底胶须在规定的时间内用完，一般情况下40min内用完。

（3）找平：混凝土表面凹陷部位用修补胶（jgn-p胶掺入两倍粉料）填平，模板接头等出现高度差的部位应用修补胶填补，尽量减少高度差。

（4）粘贴碳纤维布：将jgn-c胶甲乙组分按3：1的重量称好，放在洁净的容器中调和均匀，用刮板将胶均匀地涂刮在底胶上需粘贴碳纤维布处，随即把按设计要求已裁剪好的碳纤维布粘贴在设计部位，然后用专用滚子沿碳纤维布的受力方向来回滚压，挤出汽泡。

注意：碳纤维布沿梁底面全宽范围通长粘贴一层碳纤维片材，由于碳纤维布为卷材，规格宽度一般为600mm。宽度不足部分进行搭接，搭接长度按设计要求执行。

（5）梁端1/3梁长范围内设置碳纤片材U型箍锚固，U型箍宽150mm，间距150mm，U型箍粘贴高度伸至板底面，U型箍顶设宽100mm的封口压条。对于二层撑杆，沿长度方向间隔250mm布置一道全包的碳纤维箍横向包箍，横向包箍宽150mm。

（6）碳纤维布粘贴完，待指压干燥后，再刮涂一层jgn-c面胶，来回滚压，使胶充分渗入到碳纤维布中去。

（7）待面胶指触干燥后，表面做一层保护层（水泥砂浆涂层）。

四、海工防腐涂料防腐

1、防腐涂层及施工设计

码头整体采用SKW-1涂料系统，涂料配套：SKW-1海工钢筋砼专用底漆+SKW-1海工钢筋砼专用中间漆+SKW-1海工鋼筋砼专用面漆；防腐年限大于20年。

施工分大气区、浪溅区和水位变动区。各区域的防腐厚度分为260微米、230微米、230微米。

2、涂层性能

（1）、SKW-1海工钢筋砼防腐专用底漆

SKW-1海工钢筋砼防腐专用底漆。具有极强的渗透性和附着力，可起到封闭作用，填充混凝土表面的孔隙，堵住腐蚀介质的渗透，对后道涂层形成良好的基础，还可以粘结混凝土上的灰尘，避免粘结力受损。该漆还具有很好的抗碱性能，可抵抗新混凝土的高碱性。是高效经济的一种封闭漆。

（2）SKW-1海工钢筋砼防腐专用中间漆

中间漆位于封闭层与面层之间，起着承上启下的作用，使用厚浆环氧中间漆作为中间层，不但增加了涂层体系的厚度，也提高了面层与封闭层的附着力。该漆具有高固态、高环保的特性。

（3）SKW-1海工钢筋砼防腐专用面漆

面层是整个涂装体系的最外层，也是涂装体系中最为重要的一层，能赋予桥梁美丽的色彩及优异的耐老化和防腐蚀性能。

结束语

本工程所用材料和施工工艺符合规范要求，码头修复后，经相关质量监督部门检测，构件强度符合设计要求。码头检测报告显示不同破损砼构件按不同设计要求进行修补加固，施工方法方便易行，造价低廉，不影响运营等优点。经几年的使用表明，修补质量稳定，延长了码头使用寿命。由此可见这是实用的修复方法，值得推广。

参考文献 ：

[1]港口水工建筑物修补加固技术规范 JTS 311-2011

[2]中华人民共和国交通运输部《港口码头结构安全性评测与评估指南》，中交四航工程研究院有限公司

[3]《港口水工建筑物检测与评估技术规范》JTJ302-2006

[4]《港口设施维护技术规范》JTS310-2013