汕汾高速桥涵病害维修处治技术探讨
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摘要：结合工程管理实践，本文主要针对近年来汕汾高速公路桥涵在日常养护过程中对于病害处治的若干话题展开论述，通过对不同病害采取科学的处治加固来达到改善桥况的目的，来达到延长使用寿命和提高结构耐久性的目的，使高速公路桥涵在建成通车后能处在一个健康、安全的性能状态，以确保道路营运安全、保一方平安。
Abstract: combined with the engineering practice, this paper mainly in recent years of shanfen expressway bridge in the daily maintenance process for the treatment of diseases some topics discussed, according to the different disease take scientific treatment to improve bridge reinforcement in purpose, to achieve prolong service life and enhance the durability of purpose, make the highway bridge was built after the opening to traffic can be in a health and safety performance status, to ensure safety, the road operation a party peace.
Keywords: bridge maintenance disease types maintenance technology treatment plan
中图分类号：TV738文献标识码：A 文章编号：
前 言
近年来，国内各地先后出现塌桥、垮塌事故，给人民群众的生命财产带来了极大的伤害，伴随着这些事件发生的同时，作为交通建设行业的一份子，塌桥事件的发生不得不引起我们的深思，引起我们的共鸣。正当媒体和监管部门把对事件的关注集中在是不是又是一桩“豆腐渣”工程的时候，作为高速公路的管养单位之一，有另一个更为重要的问题更值得我们急切去了解、去落实，那就是这些我们正在管养的高速公路桥涵，它们在建成通车后至今，其结构安全性到底如何？在日常的营运管养过程中是否也存在着潜在的病害隐患？……等等这些，一系列的问题油然而生。因此，在这种大背景下，为了充分履行好社会寄予我们的责任，为社会大众的出行安全提供保障，作为一个有责任心的道路管养业主单位，我们必须及时掌握这些桥涵结构的安全性能及运营状态，必须对一些早期的结构病害或影响到使用安全的问题及时进行处治。为此，为了做好这项工作，当务之急，是必须尽快摸清和掌握各座桥涵的“健康状态”， 只有当我们找对了病，才能采取有效的处治措施进行对症下药，方能确保药到病除。下面，我们将就如何针对各种不同的结构病害问题进行处治展开专项探讨。
一、现阶段汕汾高速桥涵的主要病害类型
之所以强调汕汾高速，是因为本路段由于受其独特的近海地理位置、软基地质、台风多雨等因素影响，也造就出了一些与内地所不同的病害类型，如由于受海风影响所引起的表层砼的早期剥落、风化；受海水浸泡影响所引起的桩基砼的侵蚀、腐蚀，受软基地质影响所引起的沥青砼路面不均匀沉降、水泥砼路面断裂等等。近年来省交通集团检测中心对本线路桥涵进行了多次病害专项勘查，目前该线路的桥涵病害类型主要有结构表面裂缝，在形态上具体表现为：在现浇实心板梁、空心板梁和预应力连续箱梁等各类梁体的梁底和腹板侧面出现横向裂缝、纵向裂缝及斜向裂缝；在梁体铰缝处出现裂缝、致使桥面外来积水渗入，日积月累，析出渗水结晶物。该类病害类型，都是目前较为常见和普遍存在的病害类型，关于这类病害具体是由哪些原因造成的，本文在此就不再多作累述，下面就让我们重点来谈一谈近年来交通建设领域新引进的一些新材料、新技术在桥涵病害维修加固处治中的应用情况和效果评价。
二、病害维修处治方案介绍
在进行病害处治方案的研讨制订时，我们必须认真进行分析比较，应从处治的质量、处治的成本以及施工难易程度等方面进行综合考虑，从而“择优录取”。另，由于近年来科学技术的快速发展及省交通建设主管部门的高度重视，在桥涵维修加固领域也涌现出了不少新材料、新技术的应用，且部分处治技术已得到大面积的推广，其中较具代表性的有碳纤维布的应用、水下桩的包封加固、支座的顶升更换等。下面，重点对几种常见病害的处治思路和处治工艺进行介绍。
1、裂缝封缝灌浆处治方案
汕汾高速部分桥涵在营运后期由于受各种因素影响，已提前出现可能危及到结构安全的病害征兆。如K2534+658店市跨线桥（20.348m+26m+3-20m+16.71m），该桥的第8至13跨上部结构形式为钢筋砼连续箱梁，第26践为普通钢筋混凝土板梁，其它跨为预应力空心板。2010年检查的主要病害为：底板出现密集横裂、靠支座附近出现斜裂，裂缝主要分布在跨中位置，裂缝宽度在0.06mm～0.12mm之间；腹板裂缝主要分布在1/4～1/3跨径之间，裂缝宽度在0.10mm～0.30mm之间，腹板裂缝在跨中为竖向，两侧为斜裂，裂缝大致成“八字型”分布。且部分腹板裂缝与底板横裂连通，形成“L”型或“U”型裂缝。对于该桥的处治，采取的综合处治措施及工艺要求主要如下：
对裂缝宽度≥0.15mm的采用压力灌注环氧树脂胶来修补裂缝：
1.1 工艺流程：基底清扫标注注胶底座的位置配置灌缝用环氧树脂封闭裂缝粘接注胶底座注入灌缝材料养护结构表面处理。
1.2 工艺要点：
（1）裂缝的检查和确认：仔细检查裂缝情况，确定其长度和宽度，在裂缝附近沿裂缝划出标记线，并标明裂缝长度和宽度。用钢丝刷反复刷裂缝左右5cm范围内的混凝土表面，尤其是注胶底座粘贴面周围的油污清除干净直至其表面浮浆脱落。
（2）所有灌胶裂缝必须使用高压空气吹洗干净，使其不让灰渣阻塞，之后沿裂缝从上而下将两边30mm～40mm范围内的灰尘、浮浆用小锤、手铲、毛刷依次处理干净，将构件表面整平，凿去突出部分，然后用丙酮清洗，清除周围的油污，清洗时应注意不要将裂缝堵塞。
（3）根据裂缝的宽度和长度将注胶底座按标注位置顺裂缝粘贴在裂缝表面，先在裂缝的首尾各设一个，中间根据裂缝宽度以不大于35cm间距布设，裂缝分岔处应布设，缝宽则疏，缝窄则密。将注胶底座的底部涂上已配好的粘接胶，在已经确定好的底座位置上粘贴和固定底座，并适当用力下压底座，使底部粘接胶部分溢出，包住注胶底座边缘，以免注射时注射胶流失。
（4）用封缝胶将注胶底座之间的裂缝完全封闭，其厚度≮1mm，宽2～3cm。封缝胶泥必须连续，作好段与段之间的搭接，防止漏封。然后在注胶底座上粘贴表示橡胶膨胀限度的纸条。
（5）气密性检查，用胶泥封好缝口后，在灌浆前必须先进行气密性检查，其方法为：①将输气管与最低位置的压浆嘴连接，拔除所有压浆嘴口塞，输入不大于0.4MPa的无油压缩空气；②相邻嘴排气时逐个塞紧口塞，同时沿缝附近涂刷肥皂水检漏；③若有气泡冒出，表明该处漏气，用粉笔作好标记。
（6）裂缝灌胶，按一个人进行灌注时，一次用量为500～1000g进行树脂称量，灌缝时用0.2MPa的无油压缩空气为动力缓慢灌胶，当相邻压胶嘴不夹气冒胶时关闭该阀，逐一冒胶逐一关闭，直至最后一个阀门关闭，注意灌缝胶的可灌时间。
（7）向注胶底座内灌胶，直至弹性橡胶膜膨胀至限高纸条处。
（8）当弹性橡胶内树脂不足时，表示应进行补充灌注，直至达到预估灌缝树脂用量或橡胶膜内树脂不再减少。
（9）当封缝胶固化6小时（25℃）～24小时（25℃）后就可拆除固定基座，并用砂轮机等将密封胶切去，并加以磨平，使混凝土构件表面平整。
腹板灌浆图片
裂缝宽度
1、工艺流程：混凝土表面处理洁净表面环氧树脂胶泥封闭裂缝在胶泥上涂刷一层环氧树脂胶液养护检查质量。
2、工艺要点：（1）用钢丝刷将裂缝周围的油污认真清除干净，并将缝口表面2cm范围内的混凝土打毛。（2）用吸尘器或酒精等将裂缝处的灰尘洗净、清除。（3）使用丙酮等有机溶剂对准备封闭裂缝处进行清洁处理，并使混凝土表面充分干燥。（4）配制环氧树脂胶泥。（5）将环氧树脂胶泥按规定比例称量准确后放置调和板上，调和均匀，一次调和量以可使用时间内用完为准。（6）将拌和好的环氧树脂胶泥均匀的涂刮在构件表面裂缝处，使其将裂缝完全封闭。（7）环氧树脂胶泥封闭裂缝完毕，待其固化后，在胶泥表面涂刷一层环氧树脂胶，以起到防护作用。（8）封缝环氧树脂胶泥固化后，要进行表面清理，使表面平顺。
2、粘贴碳纤维布加固施工
碳纤维材料的应用近年来已经深入人心，其处治效果大家也都有目共睹。由于其操作灵活方便，无需借助大型或复杂的机械设备来辅助作业，主要依靠人就能简单完成。在汕汾高速的上部构造病害处治中已得到广泛应用。如K2522+134白石石场高架桥，该桥上部结构形式为钢筋砼空心板，左右幅各为9片梁，主要病害为空心板梁梁底出现横向通长裂缝，横裂主要分布在1/4跨～3/4跨径范围，梁底裂缝宽度在0.06mm～0.25mm之间。由于原来已作封缝处理的梁体，在2010年检查时发现有新增梁底横裂出现，病害出现明显发展，本次维修加固主要是针对白石石场高架桥开裂病害比较严重的板梁。对于该桥的处治，采取的综合处治措施及工艺要求主要如下：
碳纤维布和粘贴碳纤维布配套树脂应采用与碳纤维配套的底层树脂，找平材料和浸渍树脂，其安全性和适配性必须满足《结构加固修复用碳纤维片材》GB/T 20490-2008及《公路桥涵加固施工技术规范》（JTG/T J23-2008）有关要求。
2.1工艺流程：构件基底处理―涂刷底层涂料―环氧腻子修补―粘贴碳纤维布―保护涂层配制并涂刷（上涂层）―养护―表面防护。
2.2工艺要点：
（1）施工前应对粘贴部位混凝土的表层含水率及所处环境温度进行测量，若混凝土表层含水率＞4％或环境温度＜5℃，则应采取措施，在达到要求后再进行施工，施工前应按设计图纸在加固部位放线定位。
（2）用电动砂轮机清除被加固范围内混凝土表面的剥落、疏松、蜂窝、浮浆、由于腐蚀或风化等劣化混凝土，并用高压风枪或毛刷清理干净，露出干净、结实的混凝土结构层，且平整度应达到5mm/m，构件转角处应打磨成圆弧状，圆弧半径不小于20mm。若有裂缝，应先行修补，然后用修补材料修复平整，并保证混凝土保护层厚度不小于15mm。
（3）底层涂料（涂底胶），在处理好的混凝土表面上涂一层很薄的底层胶，既可以浸入混凝土表面，增强混凝土表面强度，又可以改进胶结性能，从而使得混凝土与碳纤维布之间粘结性得以提高。粘结剂的配制，应按粘结剂供应厂商提供的配比和工艺要求进行，且应有专人负责。调胶使用的工具应为低速搅拌器，搅拌应均匀，无气泡产生，并应防止灰尘等杂质混入。
（4）粘贴碳纤维材料涂刷底胶时，底胶应用滚筒刷或特制的毛刷均匀涂布在已用丙酮擦净的混凝土表面，调好的底胶应在规定的时间内用完。施工部位的温度应在5℃～35℃之间，相对湿度应小于70%，如遇雨天砼表面结雾或有水分，应用电吹风将潮湿部位表面处理至干燥后方可施工。
（5）找平处理，碳纤维布只有与所加固补强的混凝土表面紧密接触，才能产生良好的补强效果，但是混凝土表面的锐利突起物、错位和转角部位等都可能使碳纤维布产生损伤，并引起强度降低，混凝土表面小的模板错位及混凝土气孔很难通过基底处理一道工序彻底清理，因此在涂敷的底层涂料指触干燥后，必须用找平胶进行找平，同时将矩形断面直角打磨后补成圆弧状。
（6）浸渍树脂（粘贴主胶）粘贴碳纤维布，浸渍树脂在粘贴材料中起着至关重要的作用，它连接底胶与碳纤维布，它的粘度应控制在一定范围，有利于浸渍树脂顺利地将碳纤维布粘附于混凝土表面，经过碾压，使浸渍树脂很容易浸透碳纤维布，形成一个复合整体，共同抵抗外力作用。
六、结语
以上内容仅对汕汾高速近年来在裂缝封灌、碳纤维粘贴等两项具有代表性的处治方案进行介绍，其它一些常见病害的处治在此就不再进行探讨。总之，为了确保桥涵病害处治质量，使病害处治工作更为彻底、到位，在进行病害方案的筛选和确定时，无论是哪一种病害的处治，建议遵循以下几个原则来进行：
1、 病害的调查、检测必须做到及时，处治必须及时。对于桥涵病害的检查
处治必须做到防微杜渐，切忌以“小病不医”的心态来对待潜在的病害，桥涵病害的处治应从小做起、从早做起。
2、 处治措施的确定、处治材料的选择不能单纯地、过度地考虑处治的成本，
不能以成本、造价作为措施制订的主要依据，无论在何种情况下，应始终坚持“质量第一”的方针，新建工程项目如此，养护维修项目也应同样如此。
3、病害处治的工艺控制应严格，应注重处治的过程控制，不能过于注重事后的检查、检测。由于大部分桥涵病害的处治基本上都属于隐蔽工程，在处治完成后除了让我们看到的仅仅是表面外观质量的好与坏之外，关于过程处治时的一些情况很难在完工后、事后检查时有所得知，因此，做好对处治过程的质量控制是确保处治质量好坏的关键环节。
参考文献：
1、《公路桥梁加固设计规范》（JTG/T J22-2008）
2、《公路桥涵加固施工技术规范》（JTG/T J23-2008）
3、《公路钢筋混凝土及预应力混凝土桥涵设计规范》（JTG D62-2004）
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