玻纖套筒加固技術在橋梁維修中的應用

王建超

摘? ? 要：隨著我國經濟、社會的發展進步，交通壓力越來越大，許多已建成的橋梁出現各種各樣的問題，存在嚴重安全隱患，威脅著行車及行人安全，橋梁維修加固已經成為一項十分重要的工作。作為整座橋梁的根基，下部結構的維修加固成為橋梁維修加固的重要部分。對比傳統的下部結構維修加固方式，水下玻纖套筒法加固具有其獨特的優勢，掌握和推廣這種方法對于橋梁墩柱及樁基的維修加固有著重要的現實意義。

關鍵詞：維修加固;水下玻纖套筒法

1? 傳統的維修加固方法

目前傳統的橋梁墩柱構件加固方法主要有：①增大截面加固法（在原有橋梁墩柱構件基礎上，通過補加鋼筋、澆筑新混凝土，使墩柱截面增大，從而提高墩柱承載力，起到加固效果）。②粘貼鋼板加固法（利用結構膠粘貼劑，將尺寸適宜的鋼板粘貼在墩柱表面，使鋼板與墩柱形成統一受力整體，分擔原墩柱受到的外力，發揮加固作用，對于受力偏心較大的構件、鋼筋混凝土受彎等情況較為適用）。③粘貼纖維片材加固法（粘貼碳纖維片材加固法與粘貼鋼板加固法基本一致，但是使用的材料不同。這種加固方法使用的碳纖維片材質量輕、強度高、抗腐蝕能力強、耐疲勞）。④體外預應力加固法（體外預應力加固法是在墩柱結構之外，加掛預應力鋼撐桿、拉桿的一種技術，這種方法可以提高墩柱的剛度、承載力，抵消部分恒載，且不會有疲勞問題，對豎向裂縫有較好控制效果）。

2? 水下玻纖套筒法加固方法

現在針對水下樁基和橋墩柱（可以為混凝土樁、鋼樁或木樁）的腐蝕、沖刷、混凝土脫落、鋼筋露筋等病害有一種更好的方法可以用來修復和加固原有結構，也可以用來進行預先防護。這種方法就是水下玻纖套筒加固方法。這種方法源于20世紀70年代，歷經不斷的工程實踐、改進及新材料的使用，目前在世界范圍內已經修復了成千上萬的橋梁墩柱及樁基。

2.1? 特點

水下玻纖套筒法，采用具有防水、防腐、抗紫外線，具有良好機械性能的玻璃纖維套筒作為保護層，向玻纖套筒和待加固的墩柱之間注入防腐蝕、可水下固化且粘接耐久性高的水下環氧樹脂灌漿料，即可完成水下樁基修復工作。優勢在于其防護材料具有高抗腐蝕性、高抗沖擊性、高耐久性，施工過程無需搭建圍堰、無需使用大型機械設備，其綜合使用成本低、施工效率高，必然成為橋梁水下樁基修復新的發展方向。

玻纖套筒作為外防護層，直接承受著水流和泥砂的沖擊、紫外線照射甚至船只撞擊，因此該結構的承載力對結構的安全性至關重要。

2.2? 主要材料

玻纖套筒加固技術使用的材料重要有：定制的CFGJ玻璃纖維外套筒、CMEG水下環氧灌漿料、CCBG水泥基灌漿料、CMSR水下環氧封口膠、CUCR水下環氧封頂膠、不銹鋼釘、緊固帶、可壓縮密封條>

3? 施工工藝流程

3.1? 現場調查

到工程現場調查病害的墩柱和樁基，需要明確病害部位的尺寸和形狀。根據現場觀察和測量的結果，制定符合工程條件的套筒形狀，并用較少的套筒尺寸滿足盡量多的墩柱和樁基。對于在河床內的墩柱和樁基需要測量河床高程，查明河床淤泥及堆石的厚度，以便于制定可靠的維修加固方案。

3.2? 鑿毛待加固構件表面

對墩柱或樁基表面進行處理，清除表面雜物、水生物，鑿毛混凝土表面，鑿毛深度視情況而定，查看鋼筋情況，如果鋼筋銹蝕，需要對鋼筋進行除銹處理，確保鋼筋完整。鑿毛后要求混凝土表面干凈、無異物，并符合施工規范對鑿毛的工藝要求。

3.3? 玻纖套筒安裝

用不銹鋼釘將可壓縮密封條固定在玻纖套筒底部。密封條放置前應量好尺寸，防止長度不符合而影響密封條的密閉效果，導致灌漿料跑漏。密封條的安裝質量將會直接影響玻纖套筒的密封性，必須檢驗合格后才能進行后續的施工。定制完成的玻纖套筒由廠家運到現場后需檢查尺寸，驗收合格后方可使用。安裝前先在預安裝玻纖套筒位置的上下兩端安裝限位器，使樁基四周與玻纖套筒間有較均勻的間隙，保證灌注環氧灌漿料后包裹樁基的膠體厚度均勻。如圖所示，安裝時先在套筒的鎖扣槽內注入CMSR水下環氧封口膠，然后撐開玻纖套筒，包裹樁基，精確定位后使用緊固帶臨時固定套筒，緊固帶間隔不大于1m固定1條，在套筒鎖扣處每隔10cm～15cm間隔用不銹鋼自攻螺釘進行緊固。節段間玻纖套筒銜接長度為15cm。一般情況下套筒的長度是在損壞區域上下各延長50cm。

3.4? 拌制并灌注水下環氧灌漿料

環氧灌漿料按照A：B：C=2.5：1：9比例進行拌制，應遵循先A再B后C的添加順序，用電動攪拌器充分攪拌，直至顏色均勻為止。一次攪拌量不宜超過30kg。選用高位漏斗重力灌漿法，將漏斗置于套筒上沿，并采取有效的綁固措施，以便于灌注。將環氧灌漿料注入套筒底部至15cm 高度后暫停灌注，待其固化至少8小時后將進行第二次環氧灌漿料澆筑，直至一個節段的玻纖套筒內的水全部排出，灌漿料環周長方向平齊。

3.5? 使用封頂膠封頂

環氧灌漿料澆筑完成后，在套筒頂端部用CUCR水下環氧封頂膠抹個一個斜坡，進行封頂密封。在灌注水下環氧灌漿料時需要留出1cm～2cm的空間，用于涂抹CUCR水下環氧封頂膠。

3.6? 等待24小時后

CMEG水下環氧灌漿料即可完成固化，此時便可取下臨時緊固帶，完成此次維修加固工作。

4? 施工注意事項

首先，安裝玻纖套筒時，可壓縮密封條施工要求比較嚴格，墩柱或樁身與玻纖套筒之間不允許存在空隙;其次，套筒制作前，應在現場逐一測量被加固區域尺寸，切勿按圖紙尺寸定制套筒;再次，灌注灌漿料時，應緩慢進行，并實時觀測玻璃纖維套筒的外觀變化，以免出現變形;最后，施工現場附近應禁止明火，操作人員應使用必要的安全保護措施。另外，嚴禁在大雨、大風大浪等惡劣天氣條件下施工。

5? 結論

使用玻纖套筒加固技術可以明顯提高混凝土結構的防腐性能，同時起到外表美觀作用。所采用的水下環氧灌漿料在凝固以后，其力學性能要優于混凝土材料，加固構件橫向范圍包裹玻璃纖維套筒， 能夠對橋梁墩柱的內部的混凝土起到有效的約束作用，使得環向約束力增大，從而使得混凝土應力—應變曲線發生較為平緩的下降，橋梁墩柱的極限壓應變也得到了顯著的提高，大大降低了受壓區混凝土的破壞過程，充分發揮了縱向鋼筋的塑性變形性能， 顯著改善構件的延性。

實踐證明水下玻纖套筒加固技術是一種經濟、高效和避免長期維護的解決方案。它改善加固部位的結構性能，提高了結構的穩定性和安全性，增加了其承載力，提升了橋梁的質量，延長了其使用壽命，能有效保障貨物運輸和人們出行的安全。

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