浅析桥梁维修加固的施工技术
2015-06-30
一、工程概况
张村桥全长784.4m，桥梁中心桩号K0+570，全部位于R=1000m平曲线内。全桥共分六联，其中第一联和第二联跨径布置为6×25m；第三联为异型孔，跨径布置为2×25m+21m+2×22m，并跨越公路；第四联跨越铁路，跨径布置为30m+35m+25.38m；第五联跨径布置为12m+15m+4×25m；第六联跨径布置为6×25m。第一、二、三、五、六联桥为普通钢筋混凝土连续刚构箱梁，下部结构为钢筋混凝土柱式墩，两联之间设有过渡墩，过渡墩上设盖梁。第四联上部结构为预应力钢筋混凝土连续刚构箱梁，与铁路中线斜交，交角为38o08′03′′。桥墩基础为D=1.5m钢筋混凝土灌注桩；桥台为肋式桥台，D=1.2m灌注桩基础。本桥维修的工作主要为裂缝处理和碳纤维布粘贴，先对梁体进行检查确定裂缝的宽度及走向，确定裂缝处理方案；对第一、二联一、六跨，第三联二、五跨，第四联，第五联三、四跨，第六联三、四、六跨箱梁底纵向粘贴20000mm*300mm碳纤维布，以提高梁体的耐久性。
二、混凝土裂缝处理
对结构箱梁存在的所有可见裂缝进行封闭处理。裂缝宽度≥0.15㎜的裂缝采用裂缝灌注胶进行低压灌缝处理；裂缝宽度、fw＜0.15㎜的裂缝涂刷树脂封闭处理。
裂缝灌缝采用低压注胶法，在注入过程中始终保持0.2～0.4Mpa的压力，修补材料注入到宽度仅0.02㎜的裂缝末端，同时均匀缓慢的压力可以将裂缝中积存的空气压入混凝土的毛细孔中，并通过混凝土的自然呼吸过程排出，有效避免产生气阻而确保修补质量。
施工细则如下：
表面处理：用钢丝刷沿裂缝走向清理约5㎝范围的表面混凝土；用钢纤凿除两侧疏松的混凝土块和沙粒，露出坚实的混凝土表面；用略潮湿的抹布清除表面的浮尘，并彻底晾干，用丙酮去除表面的油污，如缝内潮湿，要等其充分干燥，必要时可用喷灯烘干。
粘结注入座和密封裂缝：制好封口胶，搅拌均匀，用抹刀将少许胶刮在注入座底面的四边，将注入座固定在混凝土上；注入座沿缝的走向，每米约布置3个，裂缝分岔处的交叉点应设注入座，选混凝土表面平整处设置，避开剥落部位，对于贯通缝，可在一侧布置注入座，另一侧完全封闭，缝宽较大且内部通畅时，可以按每米2个的密度来布置；封口胶将裂缝密封，与注入座衔接的地方要特别注意。
3、封口胶的固化：密封完成后，让封口胶自然固化，注意固化过程中防止其接触水。
4、注入灌注胶：将注入器的连接端安装在注入座上，把卡口部分的两扣卡紧，用力不要过猛，以免损坏座的颈部，注意使橡胶密封圈处于正常位置，同一条裂缝上的注入器同时安装好。按顺序连接工具，螺纹配合处用生料带缠绕密封。将灌注胶的两种成分混合搅拌均匀，装入黄油枪，当过滤器中有胶流出时，将它连接到注入器的注入端，卡紧卡口，开始注入。每次推动都要达到活塞的尽头，一般3~5秒推动一下。当橡胶管膨胀至充满限制套时停止注入。一个注入器注完后，先关闭阀门，再小心的脱开白色端的连接，避免蓝色端之间的连接松动，移到下一个注入器继续注入。水平走向的裂缝从一端开始逐个注入，倾斜或垂直走向的裂缝要从较低一端开始向上推进。如果注入器膨胀后收缩较快，说明该处裂缝深，缝内空间大，要补灌，直到能保持膨胀状态。
5、灌注胶的固化：让灌注胶自行固化，可用手捏注入管以了解固化进程。
6、保温措施：当施工温度在5℃以下时，密封胶及注入胶应选用冬季用型号。
三、粘贴碳纤维布
碳纤维布材料参照SFR-S-1-300-300型设计,粘贴碳纤维的胶粘剂采用A级胶。
施工前应对粘贴部位混凝土的表面含水率及所处环境温度进行测量。若混凝土表面含水率＞4%或环境温度＜5度，则应采取措施，在达到要求后方可进行施工。施工前应按设计图纸，在加固部位放线定位。
①混凝土基面的处理：用钢丝轮角磨机清除混凝土表面的劣化层，并用吹风机吹净，露出干净、坚实的基面。对于胀裂、松散、钢筋锈蚀的现象，先凿除松散部分，对锈蚀钢筋除锈，然后采用环氧树脂做防腐处理，并用环氧砂浆作为整平材料填在填补环氧砂浆前，先在破伤口处涂刷一遍环氧胶作为粘合剂，以确保新老混凝土粘合良好，并且不会产生裂缝，对蜂窝、麻面的大孔径孔洞，采用环氧砂浆填充整平，并保证混凝土保护层厚度不小于15mm，且平整度应达到5mm/m；修补表面若有裂缝，应先对裂缝进行修补，对宽度≤0.15mm的裂缝，只作表面封闭，用专用环氧树脂在其表面进行反复涂抹，使树脂渗进裂缝内，达到对裂缝的封闭弥补。对宽度＞0.15mm的裂缝，应采用恒定低压压注改性环氧树脂胶对裂缝进行灌注，以达到对裂缝的弥补。
清理掉打磨后基面上的粉尘、松散浮渣，并且吹净，确保粘贴基面干净、无油污并充分干燥。
②涂底胶：根据标准用量，算出所涂布面积的底层树脂用量，视现场气温等实际情况，确保在适用期内一次用完，按底层树脂规定的比例把底胶按规定混合搅拌均匀；用滚筒刷或毛刷均匀、无遗漏地将底胶涂在需补强的混凝土表面，底胶涂布边界应不小于所粘贴的碳纤维布大小；等底胶凝固至指触干燥后如发现表面有突起毛刺，应用砂布打磨光顺，注意不能将底胶层打磨穿。如有打磨穿的应重复前述操作步骤。
③修整找平层：底胶干燥后若发现表面上有缺损、坑洼凹陷拐角、模板接头处出现的高度差等情况，应用找平胶进行刮填修补，保证模板接头处无明显高度差，缺损、坑洼平缓顶畅，凹陷拐角处填补成R≥20mm的圆角过渡。
④粘贴碳纤维布：按设计要求的尺寸裁剪碳纤维布，注意不要在幅宽方向进行裁剪；根据粘接胶的标准用量，计算出所涂布面积的需要量，视现场气温等实际情况，确保在适用期内一次用完，按粘接胶使用说明规定的比例把粘接胶主剂和固化剂置于配胶容器中，用电动搅拌器搅拌均匀；用滚刷或毛刷均匀、无遗漏地将粘接胶涂在选定的混凝土表面，粘接胶涂布面应不小于所粘贴的碳纤维布大小；在已涂好粘接胶的混凝土表面铺覆碳纤维布，碳纤维布的铺覆方向符合设计要求，一层中各张碳纤维布之间的搭接应在底层充分粘接；用胶辊在碳纤维布上沿纤维方向施加压力并反复碾压，使树脂胶液充分碳纤维布，消除气泡和除去多余树脂，使碳纤维布和底层充分粘接。
每处施工完成后，自然养护24小时内应确保不受外力冲击等干扰；每道工序过程中及完工后，均应采取适当措施保证不受污染或雨水侵袭。该工程施工过程平均气温一般都高于15度，自然养护至达到设计需要5天左右。
⑤施工质量检验
a、粘接胶浸润碳纤维布良好；b、碳纤维布粘贴密实与混凝土结合达到100%；
c、碳纤维布顺纤维方向不发生弯曲；d、顺纤维方向搭接长度不小于10cm，各层之间搭接部位不得位于同一条线上，必顺错开至少50cm；e、碳纤维布规格、贴布位置、长度、宽度、纤维方向、层数符合设计规定；f、按规范要求进行碳纤维布的正接粘贴试验。
四、结束语
综上所述，桥梁建设在我国的经济发展中发挥着重要的作用，所以要保证桥梁的运行质量，对于桥梁加固要提高重视，延长桥梁的使用寿命，为我国的经济发展创造更加有利的环境。
