新疆岳普湖中桥贯穿裂缝和钢筋锈蚀的修复及加固方法

李山丽

（新疆立弓交通勘察设计研究院，新疆 乌鲁木齐 830000）

1 项目背景及现状

新疆岳普湖中桥由水利部门等于1995年修建，全长20m，孔径为15m，桥宽5m，桥面宽4.5m，上部结构主要为肋板桥，下部主要构造是桩柱式桥台。岳普湖县属于温带大陆性干旱气候，四季温度和昼夜温差变化较大，极端低温可达-23.4℃。

该桥建成之后对当地的经济发展起到了很大的推动作用，但是随着时间的推移出现了多处贯穿裂缝、漏筋及钢筋锈蚀现象，严重影响其通行能力和行车安全。因而，迫切需要修复和加固。

2 桥梁裂缝和钢筋锈蚀的影响

随着时代和科技的发展，运输业越来越受重视，这就使得车辆的载重量迅速增大，超载情况比较普遍。随着时间的推移，桥梁在不断恶化的自然环境和不断增大的荷载作用下，极容易产生裂缝和钢筋锈蚀等问题。伴随裂缝的不断发展，桥梁的其他病害也随之而来，这对桥梁的耐久性、承载力和安全性造成进一步威胁。很多桥梁病害的源头都是裂缝的产生，所以对裂缝的修复是桥梁改建的重中之重。

3 岳普湖中桥修复方案

3.1 裂缝的修复

3.1.1 裂缝修补的基本方法

不同的裂缝宽度对应着不同的修补方法：当裂缝宽度小于0.1mm时，用日本SHO—BOND公司生产的SHO—BOND101号高分子树脂材料（可使用时间见表1）对裂缝进行处理，也可以采用环氧树脂对其进行封闭；当裂缝宽度在0.1～0.5mm之间时，用BL—GROUT高分子树脂材料对裂缝进行灌注封闭；当裂缝宽度在0.5～1mm之间时，采取改性环氧树脂类灌浆或者甲基丙烯酸酯类灌浆等材料封闭裂缝；当裂缝在1～10mm之间时，裂缝修补宜采取的材料为环氧树脂灌浆黏结材料；当裂缝宽度大于10mm时，采用无机灌浆黏结材料比较合适。

表1 SHO—BOND101号高分子树脂材料可用时间

3.1.2 壁可法修补贯穿裂缝

壁可法是由日本SHO—BOND公司研发的一项高科技裂缝修补技术。它与我国常用的人工控制注浆基本方法的最大不同在于所用特制橡胶管通过自身的收缩压力能够实现自动控制注浆，效果极佳。

壁可法修补裂缝的施工工艺如下。

（1）清洁裂缝表面。用钢丝刷和抹布等清洁工具将裂缝周围5mm范围内的水泥翻浆、污垢以及灰尘清理彻底，使混凝土表面清洁、完整地显露出来。

（2）根据实际情况计算胶的用量，并按照配合比来混合胶液体。

（3）将黏胶注入裂缝，使其封闭。用101号密封胶对贯穿裂缝进行封闭，按照每30cm缝段黏结。

（4）灌注裂缝。灌注胶被搅拌均匀之后，利用黄油枪注入到橡胶管中，待其膨胀后安装在注入座中，此时注入器内的黏结液就会缓慢均匀地注入到贯穿裂缝中去。如果某些裂缝很深，可以对其进行重复灌注，直到橡胶注入器停止注胶为止，这也可以作为裂缝完全被胶注满的标志。

（5）修补结束。等到橡胶管里剩余的胶全部硬化之后，便可将注入器拆除，然后对混凝土表面进行打磨。

3.2 钢筋锈蚀修复方法

3.2.1 钢筋锈蚀的检测

桥梁的钢筋锈蚀检测一般采取半电池法。此法是由美国试验与材料学会规范所规定的标准测试钢筋锈蚀趋势的一种非常有效的方法，如图1所示。该法主要原理是将半电池的接线端与桥梁待测构件的钢筋用导线连接起来，然后用探测端去探测混凝土表面的不同地方，并读取各处不同的电压计读数，通过此读数来判断钢筋锈蚀的总趋势。经过试验，当电压读数大于-0.2V时，90%的钢筋不会发生钢筋锈蚀情况；当电压处于-0.35～-0.2V之间时，很难判断钢筋是否锈蚀；当电压小于-0.35V时，90%的钢筋会发生锈蚀。

图1 半电池法检测示意图

3.2.2 修复措施

桥梁的病害发展过程一般是非线性的，初始阶段发展比较平缓，当达到某个临界值后，病害的发展速度会加快，直至丧失使用功能，如图2所示。同样，对于桥梁病害的修复所需费用也适用这种规律，因此选择一个合理的时机对桥梁病害进行修复会事半功倍。

图2 桥梁病害发展过程

桥梁的任何一个部位都有可能发生钢筋锈蚀现象，尤其是在有水浸入和钢筋露出的地方，比如在伸缩缝周围、经常接触雨水的梁腹、桥面和混凝土的开裂处等。对其进行修复时，第一步要对锈蚀区域周围的混凝土进行清理，然后再处理钢筋的锈蚀问题。除锈的方法有多种，常用的有喷砂法和超高压水枪喷射法。如果锈蚀情况比较严重，导致钢筋的截面面积减小而对桥梁的承载力产生一定的影响时，应该根据实际的验算结论来确定需要修复的部位，如有必要可以增加钢筋的数量来保证结构的含筋量以达到标准。以上所有工作结束之后，在施工的打开处浇筑强度比较高的水泥混凝土。若混凝土层厚度较薄而无法采取立模施工时，可以采取喷射混凝土的方式进行浇筑。

以上是处理钢筋锈蚀的基本方法，在实际工程中，必须要做好钢筋锈蚀的防护措施，这样才能保证桥梁的寿命。比较常见的防治措施有物理方法、电化学防护和合理的设计等。为了防止桥梁的钢筋锈蚀问题，在设计阶段就应该采取相应的措施，比如适当增加钢筋保护层的厚度，降低钢筋发生锈蚀的几率。

4 岳普湖中桥加固方法

4.1 常见的桥梁加固方法

4.1.1 加大截面加固法

此法的原理是在原有结构的基础上再次浇筑厚度适当的钢筋混凝土材料，这种改造技术经常运用在钢筋混凝土桥的加固上。加大截面加固法一般采用的方式有两种：一种是加大主梁梁肋的宽度及高度；另外一种是加厚桥面板。该法的主要特点是施工工艺简单、可操作性强，并且设计和施工的经验较为成熟，非常适用于跨径比较小的桥梁加固。采用此法加固桥梁后，其刚度和承载能力得到明显的提高，但其现场施工耗费时间较长，对桥梁的正常使用以及生产有一定的影响。

4.1.2 黏贴钢板加固法

此法的原理是将钢板与混凝土之间的结构用树脂黏结加固，其施工速度快、现场保持无湿作业或者仅有抹灰等比较少量的湿作业，不会对生产和生活产生较大影响，并且加固完成后对原结构外观和净空都没有很大的影响。但是此法的最终加固效果在很大程度上取决于施工人员的操作技能和胶黏工艺水平，比较适合在承受静力作用和湿度环境正常的受弯或受拉构件的加固中使用。

4.1.3 喷混凝土加固法

该法原理比较简单，即将一定量的高品质混凝土喷涂在原有的结构上，从而恢复对桥梁结构钢筋的保护作用，提高已经变质或者脱离的混凝土强度。该法完成后能增加原有结构的表面美观度，是目前常用的桥梁加固维修方法。

4.1.4 置换混凝土加固法

该法的优点与前面的加大截面法比较相近，加固后对建筑物的净空影响不大，但缺点同样是施工的湿作业时间比较长，造成生产和生活的不便，适用于那些受压区整体强度偏低或者缺陷比较严重的柱、梁等混凝土承载构件的加固。

4.2 加固方法的选用原则

桥梁的加固方法远不止前文所讲的4种，实际工程加固方法的选用应该按照以下原则进行。

（1）在选取加固方案之前，需考虑其他方面的要求，比如耗费量、功效快慢、是否阻断交通、技术是否可行、耐久性等方面的因素。

（2）一般桥梁加固是通过在原有基础之上加大或者修复构件来实现整座桥梁承载能力的提高的，所以总的原则不适宜更改原有的结构形式，除非出现特殊情况。若修复加固之后的桥梁仍然不能满足需求，则必须要考虑对此桥的部分或者全部进行重建。

（3）在选择桥梁的具体加固方法时，要考虑旧桥的基本现状以及承载能力下降的程度，并对其日后的交通量有所预测，最好借鉴该地区已经成功完成桥梁加固工作的施工经验。

（4）在选择扩大或者增加原有结构构件断面的加固方法前，应检查增加部分与原有构件之间的结合效果是否满足要求。

根据此原则，针对岳普湖中桥，选用加大截面加固法和喷混凝土加固法相结合的方法，具体施工要点还需查找规范，根据设计要点制订桥梁加固方案。

5 结语

岳普湖中桥地处新疆寒冷地区，比较容易发生病害，需要加固。该工程需重点注意新旧路段衔接处的施工，在加固时要将此因素纳入到考虑范围中来。本文基于此桥的贯穿裂缝、钢筋锈蚀及其相关修复方法，对桥梁的加固技术进行了探讨，阐述了加固方法的选取原则，希望能给相关人员以启发，共同完善桥梁的加固工作。

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