新型養護技術在橋梁預防性養護中的應用

葉東祥

（安徽宏泰交通工程設計研究院有限公司，安徽 合肥 230088）

隨著交通運輸事業的快速發展，交通量快速增長事實與橋梁服役能力矛盾日益突出，總體技術狀況不容樂觀，處于風險相對高發期，橋梁安全形勢十分嚴峻。采用新技術、新材料、新設備，實施具有主動性、超前性的橋梁預防性養護勢在必行。一般來說，橋梁預防性養護適宜對象為技術評定為一、二、三橋梁。通過預防性養護可徹底解決現有病害、預防新的病害產生、彌補設計、建造的缺陷的同時兼顧橋梁的美觀。

1 項目概況

某橋梁上部結構為4×35米雙曲拱橋，矢跨比1/6，4拱3波，實體墩臺，橋面全寬 8.4m，凈寬7.6m，全長180.5米。該橋主要存在病害為主拱肋局部部位混凝土破損，碳化，鋼筋外露，拱波接縫處滲水；腹拱拱圈開裂、火燒煙熏痕跡，拱上立柱破損、碳化、鋼筋外露，拱上蓋梁混凝土破損、鋼筋外露。重力式墩臺表面受輕度風化，橋墩基礎局部沖刷。檢測報告顯示該橋上部結構主拱圈評定為3類，拱上結構評定為3類，下部結構評定為2類，橋面系評定為2類，經綜合評定為3類橋。

2 設計方案

該橋建成年份較早，橋梁跨度大，在區域交通歷史上發揮了重要的作用。隨著路網結構的優化和調整，該橋承擔的交通功能下降，如對其拆除重建，投資較大。鑒于該橋雖然技術狀況僅為三類橋，但橋梁病害基本為構造病害，未出現嚴重結構病害，采用新型養護技術對其進行預防性養護是成本效益較高的選擇。主要設計方案如下：

對主拱拱波開裂及腹拱圈開裂位置進行注漿加固；對主拱拱波、腹拱圈混凝土損壞、剝落、露筋銹蝕等缺陷，采用水泥基滲透結晶漿料噴涂，表面噴涂抗腐抗滲材料；對主拱拱肋、橫系梁、橫隔板、拱上立柱、橫梁、蓋梁等混凝土損壞、剝落、露筋銹蝕等缺陷，采用聚合物砂漿修復，表面噴涂抗腐抗滲材料；主拱拱肋修復完成后，粘貼碳纖維布加固；鋪裝裂縫處擴縫清理，灌注環氧裂縫膠后封閉。

3 施工工藝

3.1 主拱拱波、腹拱圈注漿

1）裂縫處理，檢查裂縫情況，并將裂縫周圍清理干凈。

2）鉆孔埋嘴，嘴子是灌漿材料的噴入口，嘴子大小要適當，自重要輕，以防因不易貼牢二墜落。嘴子的布置原則是按50x50cm的梅花形布置 （具體位置可根據施工現場適當調整），埋貼之前，先把嘴子底盤用丙酮擦洗干凈，然后用灰刀將水泥漿抹在底盤周圍，埋貼到布置點。

3）嵌縫止漿，嵌縫止漿的目的是防止漿液流失，確保漿液流在灌漿壓力下將裂縫填充密實，如嵌縫質量不好，則灌漿壓力不能升高，即使是低壓，漿液也會大量外漏，影響灌漿質量，因此，當嘴子埋貼后，必須把裂縫全部封閉，進行嵌縫和堵漏處理。

4）壓水 （氣）試驗，上述封閉工作完成相隔一天后，即可進行壓水和壓氣試驗，以便檢查裂縫的封閉及嘴子的通暢情況。

5）灌漿，經壓水 （氣）試驗檢查，嵌縫質量良好，無滲漏現象后，即可配置漿液、準備灌漿。往裂縫里關注漿液，根據拱圈的裂縫情況及施工條件的不同，可選擇采用手壓泵灌注或灌漿注射器灌注兩種方法，灌注壓力在0.2MPa左右，施工時橋梁中線向兩側對稱注漿，每個注漿嘴的注漿量不應超過0.02m3，若達到0.02m3時還未灌滿，則待附近注漿孔注完后，且在本次灌注三天之后進行第二次灌漿，以確保飽滿。

3.2 主拱拱波及腹拱圈缺陷處理

在拱上注漿加固完成后→高壓水射流設備整體表面清洗（壓力設定200bar）→高壓水射流設備去除塊石碳化層 （壓力設定500bar）→缺陷排查并標注→缺陷修復 （砼開裂、剝落掉塊、露筋銹蝕等缺陷）→水泥基滲透結晶漿料噴涂二遍→表干后，混凝土防腐抗滲材料噴涂。

3.3 主拱拱肋、橫向聯系、拱上立柱、橫梁、蓋梁缺陷處理

高壓水射流設備整體表面清洗 （壓力設定400bar）→缺陷排查并標注→缺陷修復 （砼開裂、剝落掉塊、露筋銹蝕等缺陷）→界面劑噴涂→聚合物砂漿薄層修復 （分層包覆，每次批刮不超過2cm）→粘貼碳纖維布 （主拱拱肋）→混凝土防腐抗滲材料噴涂。

3.4 主拱及腹拱外側拱圈處理

使用高壓水射流基面處理 （壓力設定400bar）→缺陷排查并標注→缺陷修復 （砼開裂、剝落掉塊、露筋銹蝕等缺陷）→拱圈自然縫填充結構膠→薄型聚合物砂漿薄層修復→高耐污高硅材料涂刷。

3.5 腹拱底面

對垃圾、植物進行清理→使用高壓水射流基面處理 （壓力設定200bar）→砌石缺陷修復→涂刷混凝土防腐抗滲材料。

3.6 墩臺基面處理

在橋墩基礎加固完成和橋臺雜物、植物清理后→使用高壓水射流基面處理 （低壓清洗，高壓去除塊石碳化層）→砌石缺陷修復 （滲水、脫落、開裂、空洞部位）→界面劑噴涂→使用粗型聚合物砂漿進行分層包覆→薄型砂漿批刮整平→環氧封閉材料涂刷→整體涂刷防沖刷涂層。

3.7 粘貼碳纖維布

待主拱及拱上結構缺陷修復完成后，對主拱肋中心18米范圍即1/4L～3/4L內粘貼兩層碳纖維布。

3.8 橋面鋪裝裂縫處理

排查裂縫并標注→使用開槽機擴縫并清理→裂縫封閉并間隔安裝注膠嘴→電動壓漿機灌注環氧裂縫膠→灌注完畢后去除注膠嘴并封閉。

3.9 橋梁防撞護欄處理

對防撞護欄表面使用高壓水射流基面處理 （壓力設定400bar）→露筋處涂刷繡轉化劑→聚合物砂漿缺陷修復→薄型砂漿整體批刮→塑形打磨→混凝土強抗堿封閉材料涂刷→混凝土防水防鹽高耐污罩面材料噴涂。

4 新技術新材料的應用

4.1 高壓水射流處理工藝

高壓水射流技術做混凝土探傷，即在一定的水壓下，可以打落砼、塊石的老化層，工作效率可達20-50平方米每小時，為橋梁養護維修做好基面處理?？梢酝瑫r完對混凝土基面的鑿破、開槽、切割、鑿毛、去除涂層、探傷、清洗等；對金屬基面的除銹、除漆、去除重油污、翻新等。在剝離松動混凝土，去除碳化層，鋼筋除銹等方面效率高，不僅可以將表面拉毛，同時自動探測破損，并進行剝離，且不會對混凝土結構造成裂縫，同時避免了邊角裂等。在不除銹的情況下，僅利用水產生超高壓，耗水量小，水施工過程環保無粉塵、節水節能。

4.2 多類型無機聚合物砂漿

無機聚合物砂漿操作簡便，施工時只需在材料中加水攪拌即可。材料經過高分子聚合物改性，對構件的結合力極強，硬化后不收縮、不開裂、強度高；能恢復結構強度，防止外界因素對鋼筋的侵蝕。抑制氯化物和碳酸氣的侵入、提高結構物的耐久性。

4.3 強抗堿封閉底涂

對混凝土附著力、滲透性超強，具有突出的耐堿性和封閉性能。通過滲透到混凝土結構物內部結構，堵塞混凝土結構物中的毛細孔，降低結構物中開放孔數量，增多封閉孔數。能有效抑制水分的滲透，具有顯著的抗堿隔離作用。

4.4 界面劑

界面劑是由一種雙組份的環氧膠粘劑，粘結強度高，應用于新舊界面的處理。起到了一種 “紐帶”作用，節約人工或機械拉毛的勞動強度和作用，減少了人工或機械拉毛所造成的環境污染，有優良的滲透性和抗凍融性，耐酸、堿和鹽的腐蝕性能好，是一種新型環保型材料。

4.5 防沖刷涂層

該種材料是由異氰酸酯組份于氨基化合物組份反應而成的一種化合物。反應活性高，快速固化。涂層柔韌、致密無接縫，完全隔離空氣中水分和氧氣的滲入，具有極高的附著力和抗沖擊強度，在結構物表面無粉化、無脫落、不開裂，耐冷熱和風霜雨雪的交變沖擊。

5 結語

1）該橋實施預防性養護工程后，橋梁技術狀況得到明顯改善，橋梁外觀煥然一新，得到了主管部門的高度評價。橋梁預防性養護方案具有較好的經濟效益和良好的社會效益。

2）橋梁預防性養護是一門新興學科，其核心理念是要求根據橋梁的技術狀況，在適當的時機采用最佳成本效益的養護措施，強調橋梁養護管理的主動性、計劃性和科學性。切實維護橋梁的健康工作狀態，達到延長橋梁使用壽命的目的。