G30線嘉安段、瓜星段118橋等十座橋梁維修加固及預防性養護施工技術

王志翔

G30線高速公路建成通車后，隨著時間的推移、交通量的增加，重型車輛的增多，部分橋梁出現不同程度的病害。為確保G30線嘉安高速公路橋梁在設計年限內正常使用。本文針對橋梁出現的病害及橋梁養護的技術措施進行研究分析，做到防患于未然，避免出現橋梁病害的擴大，保證橋梁使用質量。現就部分橋梁維修加固和預防性養護工作進行簡要闡述。

一、橋梁現況

G30連霍高速公路是橫貫中國大陸東、中、西部的一條交通大動脈，是中國建設的最長的橫向快速陸上交通通道。對中西部地區乃至全國的交通發展和經濟建設都起著至關重要的作用。G30線酒泉公路局轄養的K2552+780嘉安118橋、K2703+050瓜星019橋等10座橋由于運營時間長，車輛荷載大，以及環境氣候等因素的影響，橋梁主體結構產生不同程度的病害，經過長時間的車輛荷載作用，對橋梁結構的耐久性和安全性產生了嚴重的影響，因此，需對出現病害的10座橋梁進行維修加固及預防性養護。

二、維修加固及預防性養護內容

該10座橋梁維修加固及預防性養護的主要內容包括：橋梁梁底的除銹、裂縫修補、防腐、破壞鉸縫的修補、梁底粘貼碳纖維布、梁底安裝PVC泄水管、邊梁安裝防水角鋁、橋臺加固、防震擋塊重做、伸縮縫更換以及橋梁進行預防性養護等。

三、橋梁主要病害及產生原因分析

（1）梁底裂縫：①在橋梁建成初期，由于受晝夜溫差的影響和養護條件的限制，導致混凝土初期強度不能滿足設計要求，混凝土表面出現細微裂縫；②混凝土空心板在預制過程中，由于板底鋼筋布置的特殊原因，在混凝土強度沒有保證的情況下, 預應力施加時在鋼筋和鋼絞線并列的位置會產生不同程度的縱向裂縫；③橋梁在長期負荷運轉中, 由于橋面排水不暢或橋面鋪裝層防水處理不到位，雨水下滲，致使梁板混凝土滲水腐蝕，鋼筋銹脹 ，混凝土強度降低、承載力下降導致梁體縱向開裂。

（2）梁底混凝土滲水腐蝕：①主要原因是橋面系排水不利，導致橋面水流由伸縮縫等滲入空心板內，由于鉸縫混凝土的脫落，鉸縫滲水，加之水流長期侵蝕作用，導致板底混凝土滲水腐蝕；①邊板外側受雨水沖刷影響，水流由邊板流向內部，對混凝土造成侵蝕，主要是由于邊板沒有有效截水措施，如防水角鋁等；

（3）橋臺滲水腐蝕：橋臺滲水主要是由于橋面伸縮縫排水不利和臺背排水不利，水流由伸縮縫流向臺帽及臺背，導致橋臺混凝土腐蝕；

（4）橋臺開裂：此次橋梁病害調查發現多處橋梁橋臺產生豎向裂縫和橫向裂縫，是由于橋臺施工過程中分多次澆筑，各部分間缺少鋼筋有效連接，在長期汽車荷載沖擊作用下，施工縫開裂嚴重；

（5）橋臺臺帽位移：①由于橋梁長期受汽車制動沖擊荷載作用，且橋梁紅通車多年，超載現象嚴重，導致梁體及臺帽位移；②另一方面是由于本橋橋頭搭板下臺后填土為含硝膨脹土，土體膨脹產生的水平推力使得臺帽向跨中位移，由于本橋臺帽和翼墻之間有鋼筋連接，限制了臺帽向跨中位移，導致臺帽和翼墻剪切開裂。

（6）伸縮縫破壞：由于伸縮縫設置在兩梁端之間、梁端與橋臺之間。在氣溫變化、混凝土收縮、橋梁墩臺的沉降等因素影響下，在車輛反復荷載的作用下,產生的沖擊力使伸縮縫錨固系統混凝土受力瞬時加大，而由此產生的振動又是高頻振動，錨固裝置反復動載震動產生變形，與混凝土剝離或結構的損壞,從而導致伸縮縫的變形破壞。

（7）鉸縫滲水、脫落：①由于橋面系排水不利，導致橋面水流滲入橋面鋪裝層內或由伸縮縫等滲入鉸縫內，導致鉸縫混凝土大面積滲水、水蝕，甚至脫落；②由于橋梁長期受汽車制動沖擊荷載作用，致使部分梁板出現單板受力現象嚴重，導致鉸縫脫落。

四、維修加固及預防性養護要點

（1）橋梁梁體及橋墩混凝土剝落處理及缺陷修復：①對露筋、麻面、砼剝落、砼掉塊單塊面積較小，對砼整體性影響較小的，把剝離、破損的混凝土和外露鋼筋周邊的混凝土進行剔鑿，對露筋進行除銹處理，再用高強度復合砂漿進行填補；②對整個梁體或構件表面進行清洗，先清洗梁側，再清洗梁底。在進行涂抹防鹽保護層涂刷。

（2）裂縫修補：當裂縫寬度小于0.15mm時，對裂縫處混凝土表面進行處理：沿裂縫走向將其兩側寬30mm～50mm范圍內的松散灰漿、砂粒、油污清除干凈，確保灌漿前混凝土表面潔凈、無塵。并保證在灌漿過程中，裂縫應處于干燥狀態；再進行封縫處理。當裂縫寬度大于0.15mm時，先延裂縫方向進行開槽；在確定注膠位置處粘結注膠端口，其間距為200mm～300mm；使用封縫膠涂抹裂縫表面，涂抹厚度約3mm、寬度約25mm。封縫好6小時后，把注膠管連接到注膠端口上依次注膠，并要保證所有的未注膠端口處于開啟通氣狀態；等待膠液固化后，拆除注膠嘴，并對混凝土表面進行打磨平整。

（3）主梁維修:首先對橋梁底板表面進行除銹、除塵處理；再對梁板砼剝落、空洞、蜂窩麻面等，對原基面進行清除松動腐蝕表層，采用聚合物砂漿修補；對于結構出現的裂縫，先在基面清洗后重新檢查其寬度，若裂 縫寬度在 0.15mm 以下，則直接使用裂縫封縫膠對其進行封閉處理，若裂縫寬度在 0.15mm 以上，則采用裂縫膠注膠處理；對板底、腹板水蝕，先用鋼絲刷清除表面腐 蝕，后用清水沖洗，再對表面進行打磨，除去 2-3mm 厚表層直至完全裸露出新面，用壓縮空氣吹除粉粒，并采用聚合物砂漿修補；最后在梁底板表面粘貼碳纖維布對粱體進行加固。在粘貼碳纖維形成復合材料凝膠固化后，再在梁板底、腹板涂刷防腐涂料。形成防腐防護層。

（4）在梁底端布設pvc管道:為了防止梁體內積水，在梁體底部兩端距離梁端L/10處鑿孔并布設直徑為3cm的pvc管。

（5）鉸縫處理:先用高壓水流對鉸縫表面進行處理，再用電動鋼絲刷清理板縫，清除鉸縫內的殘余混凝土和雜物。在鉸縫內填塞保溫材料；尋找單條鉸縫匯水面最低點埋設PVC管再預埋注膠管，采用快干型高強防腐聚合物砂漿嵌填，距較高梁板底面預留5-8mm深的空間，與梁底面齊平。再用壓力灌注器從注膠管灌注鉸縫加固膠，待板縫內鉸縫加固膠液固化后（25℃約 2 小時），再填塞相應的聚氨酯密封膠進行整平。最后沿鉸縫兩側各100mm寬度范圍內，涂刷混凝土防腐防滲封閉材料和涂刷混凝土防腐防滲封閉材料，達到防腐的目的。

（6）伸縮縫維修:①更換橋梁伸縮縫；鑿除伸縮裝置混凝土，清理干凈混凝土殘余及所有雜物；鑿除時保留原槽口內的預埋鋼筋然后焊接、安裝新伸縮縫，再采用 C50 快硬性鋼纖維混凝土填充，并用 3 米直尺檢查裝置頂面與路面的高差應小于或等于 2mm。 在正常溫度下采用自然養護至要求強度后安裝橡膠止水條。②伸縮縫混凝土維修及更換橡膠止水帶；對破損一般的伸縮縫，對破損混凝土進行修補后，清理伸縮縫縫內雜物，更換伸縮縫橡膠止水帶，鑿除伸縮縫破損混凝土，重新澆筑 C50 鋼纖維混凝土。

（7）橋臺加固和錐護坡修復：此次維修加固及預防性養護的10座橋梁部分橋臺出現不同程度的開裂及臺帽位移，本次加固主要采用外包鋼筋混凝土和粘貼鋼板等方法對其進行加固。對塌陷脫空的護坡進行回填，并夯實，密實度不得小于0.93。之后采用M7.5漿砌片石對破損錐坡及護坡進行修復。

五、全橋預防性養護

（1）采用手工打磨方法將混凝土表面的浮灰、浮漿、夾渣、苔蘚以及疏松部位清理干凈，局部受油污污染的混凝土表面，用堿液、洗滌劑或溶劑處理，并用淡水沖洗至中性。

（2）對較小的孔洞和其他表面缺陷采用刮涂型膩子進行表面處理；較大的蜂窩、孔洞和模板錯位處，用無溶劑液體環氧膩子或聚合物水 泥砂漿修補；對于混凝土表面存在的裂縫根據裂縫的寬度選用化學灌漿適宜的方法修補。

（3）對剝落和滲漏水腐蝕的混凝土進行徹底清除，進行防腐處理，采用無機聚合物砂漿修補。

（4）混凝土表面處理完成后即可進行防腐涂裝施工。對于強度等級不小于 C45 的混凝土表面，該防腐涂料用量為 200g/m2，使用低壓無氣噴涂機或羊毛輥滾涂，對于豎直混凝土表面涂料涂刷由下往上進行，涂料可一次涂刷，直至全部完成。如遇雨天或其它惡劣天氣條件，應當停止施工，待天氣不影響施工質量的情況下再繼續施工。