橋梁病害處理與維修加固措施
2015-04-27
引言
舊（危）橋，泛指使用年限較長(zhǎng)、橋梁的各個(gè)部位已經(jīng)產(chǎn)生裂縫，橋面損壞、伸縮縫遭到破壞、拉索出現(xiàn)疲勞狀況等病害現(xiàn)象的各類橋梁的統(tǒng)稱。按橋梁技術(shù)狀況來(lái)評(píng)定此類橋多屬于三類橋梁。隨著我國(guó)經(jīng)濟(jì)的不斷發(fā)展，基礎(chǔ)工程建設(shè)的不斷增多。公路橋梁的負(fù)荷呈現(xiàn)出三個(gè)特點(diǎn)：⑴、交通量不斷增大，重型車輛日益增多，超載現(xiàn)象日益嚴(yán)重；⑵、超限運(yùn)輸現(xiàn)象不斷的出現(xiàn)和增加。⑶、舊橋數(shù)量隨時(shí)間推移不斷增多。由此可見，舊橋在交通運(yùn)輸中有舉足重輕的作用，所以如何對(duì)舊橋進(jìn)行病害分析處理，并采取正確的措施進(jìn)行維修加固，以延長(zhǎng)橋梁的使用壽命，以保證道路暢通并促進(jìn)國(guó)民經(jīng)濟(jì)發(fā)展是值得研究并攻克的技術(shù)難題。
1、工程概況
南山大橋工程建于1997年。南山大橋由主橋、引橋和轉(zhuǎn)盤B線橋組成，其中南山大橋主橋長(zhǎng)200m、寬23m（19+2×2），引橋長(zhǎng)104.4m、寬16（15+2×0.5），轉(zhuǎn)盤B線橋長(zhǎng)100.3m、寬16.5（14+4+0.5）m。設(shè)計(jì)荷載汽-20，掛-100，抗震設(shè)防烈度6度。主橋：上部結(jié)構(gòu)采用6跨變截面鋼筋混凝土連續(xù)箱梁結(jié)構(gòu)；下部結(jié)構(gòu)采用三柱式橋墩。
2、橋梁主要病害情況
（1）橋面鋪裝出現(xiàn)開裂，網(wǎng)狀裂縫；附屬設(shè)施人行梯道墩柱開裂，受引橋主梁錯(cuò)動(dòng)影響，墩柱根部有環(huán)狀裂縫，柱頂有楔形破損面，局部混凝土翹起。
?。?）主橋有向西位移現(xiàn)象，支座均向西側(cè)剪切變形，且個(gè)別支座剪切變形量較大。第7跨~第12跨引橋連續(xù)梁有向西側(cè)錯(cuò)動(dòng)現(xiàn)象，實(shí)測(cè)位移5.5cm。主橋變截面連續(xù)箱梁有向西位移現(xiàn)象，主橋墩柱負(fù)彎矩區(qū)域斜裂縫較多，由于該橋主梁為現(xiàn)場(chǎng)澆筑，受上部荷載、溫度收縮及養(yǎng)護(hù)條件影響，個(gè)別裂縫寬度較寬，最寬為1.0mm。
3、裂縫的病因分析
3.1早期開裂原因
?。?）原材料不合格；（2）基層標(biāo)高失控和不平整；（3）混凝土配合比不當(dāng)；（4）施工工藝不當(dāng)。
3.2使用期開裂原因
?。?）排水設(shè)計(jì)不當(dāng)
水泥混凝土路面直接暴露在大氣之中，一年四季大氣溫度、濕度周期性的變化，以及每一晝夜氣溫的變化，都會(huì)使得混凝土路面板在不斷的伸縮和翹曲中處于拉應(yīng)力和壓應(yīng)力的反復(fù)交替作用狀態(tài)，此拉、壓應(yīng)力稱為溫度應(yīng)力?；炷涟逶介L(zhǎng)，溫度應(yīng)力就越大。若設(shè)計(jì)時(shí)板塊過長(zhǎng)或長(zhǎng)寬比不當(dāng)，溫度應(yīng)力超出容許范圍，路面板即產(chǎn)生開裂斷板。
?。?）超重車的影響
由于交通運(yùn)輸業(yè)的迅速發(fā)展，大噸位車輛逐年增多，單軸軸載比原設(shè)計(jì)計(jì)算軸載增加幾倍，由于軸載等效換算系數(shù)ƒ=（Pi/P0）16，即超重軸載與標(biāo)準(zhǔn)軸載換算成16次方關(guān)系，所以，超重車的增加是橋梁路面混凝土使用期開裂的重要原因。
?。?）橋面鋪裝損壞
橋上的水泥混凝土路面鋪裝層，由于厚度不足或與梁板結(jié)合部處理不當(dāng)，在行車作用和梁板脹縮作用下，產(chǎn)生層間搓動(dòng)和面板斷裂。某些產(chǎn)生初期斷板的原因也會(huì)在使用期繼續(xù)強(qiáng)化，導(dǎo)致路面開裂、斷板或使病害程度更惡化。
4、裂縫修補(bǔ)工藝及處理措施
4.1裂縫封閉
對(duì)于寬度小于0.15mm的裂縫，按設(shè)計(jì)要求采用環(huán)氧膠泥進(jìn)行裂縫封閉處理。
?。?）混凝土表面潔凈處理工序
先用鋼絲刷清除縫口表面的浮漿并打毛，然后用壓縮空氣吹盡縫口浮塵，使用工業(yè)丙酮對(duì)準(zhǔn)備封閉裂縫處進(jìn)行清潔處理，并使混凝土表面充分干燥；
?。?）裂縫封縫膠封閉裂縫施工工序
將環(huán)氧膠泥按設(shè)計(jì)比例稱量準(zhǔn)確后放置調(diào)和桶內(nèi)，調(diào)和均勻。一次調(diào)和量以可使用時(shí)間內(nèi)用完為準(zhǔn)；將拌和好的環(huán)氧膠泥均勻地刮涂在構(gòu)件表面裂縫處，使其將裂縫完全封閉；
(3)質(zhì)量要求
封縫膠泥不能涂得太薄或太窄，封縫砂漿的涂抹寬度應(yīng)以2～3cm，厚度2mm為宜；為確保固化，封縫膠泥應(yīng)至少養(yǎng)護(hù)12小時(shí)以上；在砂漿上涂刷環(huán)氧樹脂膠液工序；環(huán)氧樹脂膠泥封閉裂縫完畢，待其固化后，在膠泥表面涂刷一層環(huán)氧樹脂膠液，以起到防護(hù)作用；
(4)養(yǎng)護(hù)工序
封縫完畢后，應(yīng)養(yǎng)護(hù)一晝夜，等待環(huán)氧樹脂膠泥固化；根據(jù)季節(jié)及溫度的不同，有時(shí)需要養(yǎng)護(hù)一晝夜以上。
4.2裂縫灌漿
對(duì)于寬度大于等于0.15mm的裂縫，按設(shè)計(jì)要求采用環(huán)氧漿液進(jìn)行裂縫灌漿處理。根據(jù)多年加固經(jīng)驗(yàn)和諸多工程質(zhì)量檢測(cè)結(jié)果表明，采用化學(xué)自動(dòng)低壓速灌施工工法，系把鑲有彈性橡膠膜及注入口的注膠底座每隔一定距離粘貼在裂縫上，整條裂縫用封縫膠封閉，然后向注膠底座的注膠口內(nèi)注入灌縫樹脂。通過注入口上方粘貼的特制標(biāo)高條，可標(biāo)明橡膠膜表面的隆起高度，控制樹脂壓力。灌縫樹脂在膨脹橡膠膜緩慢而均勻的彈性收縮壓力作用下，可將裂縫中積存的空氣壓入混凝土架構(gòu)的毛細(xì)孔中，通過混凝土的自然“呼吸”作用排除體外，避免了“氣阻”現(xiàn)象的產(chǎn)生，確保灌縫修補(bǔ)的施工質(zhì)量。并通過混凝土構(gòu)件的毛細(xì)作用，可以將灌縫樹脂充分滲透到裂縫深處。能夠?qū)h(huán)氧樹脂漿液壓注到寬度為0.02mm寬的裂縫內(nèi)。
?。?）裂縫檢查
測(cè)量裂縫的位置、寬度、長(zhǎng)度，并在施工圖紙上標(biāo)出，做詳盡的裂縫現(xiàn)狀圖；構(gòu)架內(nèi)部的裂縫之間可能并不相連，根據(jù)現(xiàn)場(chǎng)的特點(diǎn)對(duì)裂縫進(jìn)行充分調(diào)查。
?。?）裂縫表面處理
用鋼絲刷將裂縫周圍的灰塵，松散層等雜物清理干凈，用壓縮空氣將槽內(nèi)浮塵及雜物吹除并保持干凈。尤其是灌膠底座粘貼面周圍的油污須清除干凈；用除塵器和酒精等將裂縫處的灰塵洗凈、清除、干燥。
（3）標(biāo)注灌膠底座的位置
根據(jù)裂縫的寬度，確定灌膠底座的間距和位置，在裂縫端部、裂縫交叉處和裂縫較寬處設(shè)置灌膠嘴，貫穿裂縫須作開槽處理而且兩端必須埋設(shè)灌膠嘴。并用粉筆在裂縫表面做出標(biāo)記；為保證裂縫的灌注質(zhì)量，灌膠底座的粘貼間距應(yīng)為：裂縫寬度在0.15mm以下時(shí)，底座間距為200mm-250mm；裂縫寬度在0.15mm以上時(shí)，底座間距為300mm-350mm。原則上縫窄宜密，縫寬可稀，但每條裂縫至少有一個(gè)進(jìn)漿孔和排氣孔。
