高速公路橋梁病害處治及維修加固方法的應(yīng)用

侯錫標(biāo)

摘 要：通過對廣深沿江高速公路橋梁產(chǎn)生病害進(jìn)行處治及水域橋墩樁基礎(chǔ)維修加固的實(shí)踐應(yīng)用，對高速公路橋梁病害處治方案的施工方法和施工要點(diǎn)及適用范圍進(jìn)行探討，確保橋梁的安全運(yùn)營。

關(guān)鍵詞：高速公路；橋梁；維修加固；處治方法

中圖分類號：U445 文獻(xiàn)標(biāo)志碼：A 文章編號：2095-2945（2018）32-0124-02

Abstract： Through the practical application of treating the diseases of the bridges along the Yangtze River in Guangzhou and Shenzhen and the maintenance and reinforcement of the pile foundation of the bridge piers in the water area， this paper probes into the construction methods， key points and applicable scope of the treatment scheme for the diseases of the expressway bridges， so as to ensure the safe operation of the bridge.

Keywords： highway； bridge； maintenance and reinforcement； treatment method

1 工程概況

（1）廣深沿江高速公路廣州至東莞段全長58.999公里，其中廣州段雙向6車道，路線長9.656km，特大橋和大橋共12座，互通立交3處；東莞段雙向8車道，路線長49.343km，特大橋和大橋共52座，互通立交7處，隧道2座。全線87%以上為橋梁、隧道，橋梁、隧道占總投資約97%。（2）由于征拆等原因，廣深沿江高速公路廣州至東莞段分三期建設(shè)，其中黃埔至威遠(yuǎn)約39.5公里于2012年1月18日建成試通車，威遠(yuǎn)至長安約18公里于2013年12月28日建成全線試通車。廣州雙沙起點(diǎn)段約1.5公里，2018年8月已實(shí)現(xiàn)雙幅通車。（3）據(jù)廣深沿江高速公路2015年公路技術(shù)狀況質(zhì)量檢測報(bào)告顯示，全線橋梁檢測總體技術(shù)狀況評定無三類以下橋梁，大部分橋梁功能完好被評定為1類橋梁，個別橋梁主要部件如梁體出現(xiàn)裂縫、支座脫空及變形等病害，評為2類橋梁。（4）為了確保高速公路橋梁的安全營運(yùn)，2018年按照《公路橋涵養(yǎng)護(hù)規(guī)范》要求，對評定為2類橋梁的病害進(jìn)行了處治。主要是對檢測到的裂縫進(jìn)行了封閉，對脫空支座進(jìn)行加固維修，對變形嚴(yán)重支座進(jìn)行更換處治，并對第二涌大橋水域橋墩樁基的病害進(jìn)行了維護(hù)處治等。

2 橋梁裂縫病害處治方法

2.1 裂縫封閉

本次橋梁裂縫封閉維修按照《公路橋涵養(yǎng)護(hù)規(guī)范》要求進(jìn)行，對縫寬小于0.15mm的裂縫進(jìn)行涂刷環(huán)氧樹脂封閉處理，對于縫寬大于或等于0.15mm的裂縫采用注入環(huán)氧樹脂進(jìn)行封閉處理。

2.2 裂縫封閉主要方法和工藝（縫寬<0.15mm）

2.2.1 裂縫封閉材料要求。符合養(yǎng)護(hù)規(guī)范要求的環(huán)氧樹脂或者其他材料。

2.2.2 施工工序。施工準(zhǔn)備→砼表面處理→配制封閉材料→刷樹脂封閉。（1）施工準(zhǔn)備：施工前對裂縫進(jìn)行普查，用刻度放大鏡檢查，確定需進(jìn)行封閉的裂縫（縫寬<0.15mm）。（2）表面處理：沿裂縫兩側(cè)清理出10cm范圍，并進(jìn)行打磨，吹干。（3）配制封閉材料：配制前須精確稱量。混合時須充分?jǐn)嚢瑁旌暇鶆颉＃?）封閉：用灰刀刷子沿裂縫兩側(cè)各10cm范圍內(nèi)涂抹101，厚度不宜太厚。

2.3 裂縫封閉主要方法和工藝（縫寬≥0.15mm）

在外力作用下將環(huán)氧樹脂注入裂縫，對毛細(xì)裂縫也能進(jìn)行可靠的注入。優(yōu)點(diǎn)：一是不需要剔槽，二是能將注入材料可靠地注入到裂縫最細(xì)小的末端，并與砼牢固地粘結(jié)，從而實(shí)現(xiàn)結(jié)構(gòu)截面的修復(fù)。

2.3.1 裂縫修復(fù)材料。環(huán)氧樹脂或者其他材料。

2.3.2 施工方法。（1）施工準(zhǔn)備：施工前對裂縫進(jìn)行普查，確定需要進(jìn)入修復(fù)的裂縫（縫寬≥0.15mm）長度、位置等。使用專用裂縫寬度檢測器、裂縫寬度標(biāo)尺仔細(xì)測量裂縫寬。將普查結(jié)果歸檔。（2）表面處理：用鋼絲刷或砂輪機(jī)將裂縫走向5cm寬的范圍內(nèi)加以打磨，先用鋼絲刷清除水泥浮漿、松散物、油污等，露出清潔、堅(jiān)實(shí)的砼表面。（3）外力注入：在外力作用下注入環(huán)氧樹脂。（4）密封：用環(huán)氧樹脂沿裂縫按2～3cm寬進(jìn)行涂刷密封。干固后須檢查封邊是否密實(shí)，如有缺陷須再次封補(bǔ)。（5）養(yǎng)護(hù)：須對注入完畢的裂縫進(jìn)行養(yǎng)護(hù)，要求不少于1天。

3 橋梁支座加固維修處治方法

3.1 支座脫空

3.1.1 加固方案。對于目前存在的支座脫空現(xiàn)象，在支座脫空處楔入楔形不銹鋼鋼板，使支座受力均勻，同時支座能提供被動支撐力。對比梁體頂升然后更換支座的方案，本方案施工方法簡單，不會對現(xiàn)有結(jié)構(gòu)產(chǎn)生較大影響，如采用梁體頂升方案則會使路面產(chǎn)生開裂，破壞橋梁的整體性；且不需要中斷交通，同時施工工期也較短。

3.1.2 主要施工工藝。（1）不銹鋼鋼板原材準(zhǔn)備。根據(jù)支座局部脫空量，預(yù)備好厚度為1mm、2mm、3mm 的不銹鋼鋼板和厚度為 5mm、1cm 的鋼板原材，將鋼板按照支座的大小加工成墊板，墊板分全面積、3/4、1/2、1/4 四種類型備用；（2）將楔形鍍鋅鋼板安裝就位。用外力將楔形鍍鋅鋼板楔入到支座脫空部位，使支座受力均勻。在楔入前，不銹鋼墊板需采用改性環(huán)氧材料圖刷表面；楔入時，注意支座脫空高度，采用合適的鋼板類型。（3）施工質(zhì)量檢查措施。全部脫空支座施工前后均須提供照片及詳細(xì)施工紀(jì)錄，不得發(fā)生遺漏或維修不當(dāng)?shù)痊F(xiàn)象。

3.1.3 工程驗(yàn)收。參照公路工程施工質(zhì)量驗(yàn)收標(biāo)準(zhǔn)和相關(guān)國家驗(yàn)收標(biāo)準(zhǔn)。

3.2 支座變形

3.2.1 支座變形維修方案：直接更換。

3.2.2 施工前后均須提供照片及詳細(xì)施工紀(jì)錄，不得發(fā)生遺漏或維修不當(dāng)?shù)痊F(xiàn)象。

3.3 維修紀(jì)錄、相片存檔備查

本工程完工后，在15個工作日內(nèi)提交詳細(xì)具體的施工紀(jì)錄，一式兩份。

4 橋梁水域橋墩樁基維護(hù)處治方法

4.1 情況簡介

第二涌大橋起止里程為K13+615.35～K14+368.35，全長753m。橋梁標(biāo)準(zhǔn)寬度2×19.85m。上部結(jié)構(gòu)采用裝配式預(yù)應(yīng)力連續(xù)箱梁和簡支箱梁，孔跨以25m為主。斜交30°跨第二涌。

2015年公路狀況技術(shù)檢測項(xiàng)目中，根據(jù)《公路橋梁技術(shù)狀況評定標(biāo)準(zhǔn)》（JTG H21-2011）的表4.2.5，第二涌大橋綜合評定Dr值為90.6；最終評定：第二涌大橋?yàn)?類橋梁。根據(jù)報(bào)告可知：第17#、18#墩處于麻涌河水道支流，為雙柱式墩、樁基礎(chǔ)，采用水下攝像、拍攝等檢測方法對水下基礎(chǔ)進(jìn)行檢測（查）：基礎(chǔ)均套有鋼護(hù)筒（至河床以上約30cm），左幅17-1#墩基礎(chǔ)表面砼剝落、水蝕、豎向溝槽（無鋼護(hù)筒范圍），槽深最深約1.5cm，無其他病害。

4.2 維修處治方法

維修處治方法：采用外包砼加固（樁基套箍加固）。

樁基的樁頭部位有沖刷、破損、露筋等現(xiàn)象，此類病害主要是由于施工期產(chǎn)生的。對破損、露筋的樁頭進(jìn)行外包砼加固處理。

4.3 樁基套箍加固施工要點(diǎn)

4.3.1 有沖蝕坑洞現(xiàn)象的樁基、鋼筋砼套箍施工時的工序和原則。（1）鋼板樁或者沙袋等圍堰抽水，檢查河床上樁基是否存在露筋、砼保護(hù)層偏薄、樁基直徑偏小等病害。（2）鑿除坑洞內(nèi)存在缺陷的樁身砼，清理至密實(shí)部位，對銹蝕鋼筋進(jìn)行除銹處理，并修補(bǔ)斷裂的鋼筋，沖洗干凈砼表面。（3）涂砼界面膠一層，以加強(qiáng)新舊砼的結(jié)合，坑洞內(nèi)澆注砼。（4）檢查河床下樁基病害，一旦發(fā)現(xiàn)有坑洞等病害，立刻修補(bǔ)。（5）掛設(shè)套箍鋼筋網(wǎng)，澆注套箍砼。

4.3.2 沒有坑洞現(xiàn)象僅露筋等病害的樁基、鋼筋砼套箍施工時的工序和原則。（1）鋼板樁或者沙袋等圍堰抽水，檢查河床上樁基是否存在露筋、砼保護(hù)層偏薄、樁基直徑偏小等病害。（2）鑿除存在缺陷的樁身砼，清理至密實(shí)部位。（3）對銹蝕鋼筋進(jìn)行除銹處理，并修補(bǔ)斷裂的鋼筋。（4）將砼表面鑿毛，植筋，沖洗干凈砼表面，涂砼界面劑、鋼筋阻銹劑。（5）掛設(shè)套箍鋼筋網(wǎng)，澆注套箍砼。

4.3.3 注意事項(xiàng)。（1）整個施工期間，應(yīng)對大橋進(jìn)行必要的監(jiān)測，以防意外情況；檢查樁基情況需開挖覆蓋層時，開挖深度不宜超過3m。如超過3m，須對樁基（縱、橫橋向）設(shè)置臨時支撐。（2）外包鋼筋砼套箍前先對樁基進(jìn)行人工鑿毛，禁止利用風(fēng)鎬等機(jī)械開鑿，避免損傷樁基。（3）植筋應(yīng)確保牢固可靠，植筋時應(yīng)注意鉆孔位置，不得與原樁基內(nèi)鋼筋沖突。（4）施工選用的材料必須符合相關(guān)標(biāo)準(zhǔn)、規(guī)范的要求，施工必須嚴(yán)格按所需尺寸進(jìn)行精確下料。

4.3.4 施工驗(yàn)收。套箍施工的質(zhì)量檢測及驗(yàn)收按照《建筑結(jié)構(gòu)加固工程施工質(zhì)量驗(yàn)收規(guī)范》（GB 50550-2010）中第5章《砼構(gòu)件增大截面工程》的相關(guān)規(guī)定進(jìn)行。其施工過程質(zhì)量控制和施工后質(zhì)量檢測主要涉及以下內(nèi)容：（1）界面處理及表面缺陷處理情況；（2）植筋質(zhì)量及新舊砼的結(jié)合情況；（3）新增砼的外觀質(zhì)量、強(qiáng)度、鋼筋保護(hù)層及尺寸偏差等情況。

4.4 套箍植筋錨固

4.4.1 施工工藝。準(zhǔn)備→鉆孔→清孔→孔除塵→孔干燥→鋼筋處理→配膠→注膠→插筋→養(yǎng)生。植筋工藝及要求詳見《建筑結(jié)構(gòu)加固工程施工質(zhì)量驗(yàn)收規(guī)范》GB50550-2010中第19章植筋工程的相關(guān)條目及驗(yàn)收標(biāo)準(zhǔn)。

4.4.2 施工操作要點(diǎn)。（1）檢查被植筋的砼面是否完好，用鋼筋探測儀測出植筋處砼內(nèi)的鋼筋位置，核對、標(biāo)記植筋部位，以便鉆孔時避讓鋼筋，如設(shè)計(jì)植筋位置有鋼筋，可以對植筋位置作適當(dāng)調(diào)整。（2）鉆孔：標(biāo)記鉆孔位置，選定孔徑，利用電錘鉆孔，按實(shí)際要求鉆孔。（3）清理孔洞（除塵、干燥）：鉆孔成批量后，逐個清除孔內(nèi)灰塵，利用壓縮空氣或用水清孔，用毛刷刷三遍、吹三遍，確保孔壁無塵（如梁、柱、板孔內(nèi)潮濕，需用防潮濕結(jié)構(gòu)膠）。（4）鋼筋處理：檢查鋼筋是否順直，用鋼絲刷除去銹漬，用乙醇或丙醇清洗干凈，晾干使用。無銹蝕鋼筋則可進(jìn)行除銹工序。（5）配膠和注膠： 根據(jù)植筋膠生產(chǎn)廠家的使用說明、種類要求配置，注膠要一次完成。（6）插筋：插入處理好的鋼筋，此時需用手將其旋轉(zhuǎn)著緩緩插入孔底，使膠與鋼筋全面粘結(jié)，并防止孔內(nèi)膠外溢。按照植筋固化時間表的規(guī)定時間進(jìn)行操作，使得植筋膠均勻附著在鋼筋的表面及隙縫中，插好固定后的鋼筋不可再擾動，待植筋膠養(yǎng)生期結(jié)束后再進(jìn)行鋼筋焊接、綁扎及其他各項(xiàng)工作。插筋、養(yǎng)護(hù)期間， 橋上應(yīng)避免震動的影響。（7）養(yǎng)生：在室外溫度下自然養(yǎng)生。溫度低于5℃時，應(yīng)改用耐低溫改性結(jié)構(gòu)膠。養(yǎng)生時間一般在24h以上。

4.4.3 檢驗(yàn)與驗(yàn)收。（1）施工開始前，應(yīng)確認(rèn)鋼筋、膠粘劑等產(chǎn)品合格證、質(zhì)量檢驗(yàn)報(bào)告，各項(xiàng)性能應(yīng)滿足設(shè)計(jì)要求。（2）等膠粘劑固化后，抗拉力達(dá)到設(shè)計(jì)值為24kN，要求按照 5%的比例進(jìn)行抽檢。

5 結(jié)束語

通過對廣深沿江高速公路橋梁病害的處治，讓橋梁各部件保持或提高了技術(shù)狀況，避免橋梁病害的繼續(xù)發(fā)展，確保橋梁安全運(yùn)營，保障了行車與人身安全。

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