浅谈桥梁加固施工工艺及质量检测

梅建峰

(江苏润扬大桥发展有限责任公司)

润扬大桥位于扬州和镇江境内，是江苏省“四纵四横四联”的重要组成部分，由于交通量压力大，长期处于重载车的碾压、风化以及施工缺陷，出现的病害，主要以现浇箱梁底板纵向裂缝和翼板、腹板横向裂缝为主，这些裂缝均为有规则裂缝以及结构混凝土破损、零星的划痕和擦伤。

1 桥梁缺陷及范围

1.1 桥梁主梁裂缝

桥梁主梁裂缝分主梁翼板裂缝与主梁腹板裂缝。翼板裂缝主要发生部位在现浇箱梁左右翼板，位置主要集中在墩顶、1/2、1/4 及3/4 跨处，裂缝形态为横向裂缝，其宽度为0.1 ～0.2 mm，其长度大部分均已贯穿;主梁腹板主要发生部位在现浇箱梁左右翼板，位置主要集中在1/2、1/4 及3/4跨处，裂缝形态为横(竖)向裂缝，其宽度为0.1 ～0.2 mm，其长度大部分均已贯穿。

1.2 箱梁裂缝

箱梁裂缝分主梁底板裂缝与主梁翼板、腹板裂缝。底板裂缝主要发生部位在现浇箱梁底板左右边缘1.0 ～2.0 m 范围内，位置主要集中在1/2、1/4 及3/4 跨处，裂缝形态为纵向裂缝，其宽度为0.1 ～0.2 mm，其长度大部分在2 m 以上;翼板、腹板裂缝主要发生部位在现浇箱梁左右翼板和腹板，位置主要集中在1/2、1/4 及3/4 跨处，裂缝形态为横向裂缝，其宽度为0.1 ～0.2 mm，其长度大部分均已贯穿。

1.3 结构混凝土的破损

因施工原因造成部分桥梁的混凝土的破损，其中混凝土破损较多，破损露筋较少，且一般混凝土破损面积都在20 cm×20 cm，并主要分布在结构的底板及立柱、盖梁位置。1.4 其它

部分桥梁底板有零星的划痕和擦伤，面积较小，多位于在主桥兼汽车通道处，且桥下堆积易燃物(或违建)对桥梁的整体耐久性构成也威胁。

2 施工工艺及维修质量检测

2.1 对于桥梁主梁裂缝与箱梁裂缝处理方法

凡测出裂缝宽度大于0.15 mm 的用灌浆来解决;

凡测出裂缝宽度小于0.15 mm 的直接封闭来解决;如果裂缝密集则除用上述两种方式解决外，还需进行碳纤维布处理。

2.2 封闭处理

(1)封闭材料要求

浆液固化后抗拉强度及粘结强度大于被加固混凝土的抗拉强度。

(2)封闭方法

对裂缝宽度小于0.15 mm 者，做直接封闭处理，先开V型槽先在裂缝上，然后用封缝材料进行封闭。封缝材料必须能防止水汽侵入，腐蚀钢筋。

根据裂缝宽度观察仪所检测出来的情况及灌浆要求确定封缝方法，裂缝宽度较大的可以采用水泥砂浆封缝，其余的一般采用环氧树脂胶泥封缝。具体措施如下。

环氧树脂胶泥封缝:用环氧树脂基液作为底层涂在裂缝两侧(宽20 ～30 mm)，后抹一层1 mm 左右、宽20 ～30 mm的环氧树脂胶泥且刮平整以保证封闭可靠。抹胶泥是防止产生小孔和气泡。

水泥砂浆封缝;用环氧树脂浆液在裂缝处理处用毛刷涂一层(厚1 ～2 mm)，涂刷平整均匀防止出现气孔和波纹，再抹水泥砂浆封闭。

(3)灌浆处理

①灌浆材料要求

a 固化后浆液的抗压、抗拉强度必须大于被加固混凝土强度的1.2 倍，粘结强度也必须大于混凝土的抗拉强度;

b 浆液的粘度小，可灌性好;

c 浆液固化后的收缩性小，抗渗性好;

d 浆液固化后的抗压、抗拉强度高，有较高的粘接强度;

e 浆液固化时间可以调节，灌浆工艺简便;

f 浆液应为无毒或低毒材料

②施工步骤

a 依据检测报告中所述需要维修的位置，现场核实裂缝的数量、长度和宽度，根据实际情况用百分表、裂缝显微镜核查予以增减，并做好裂缝的标注工作。

b 主梁裂缝采用压力灌浆法施工，先用环氧浆液将裂缝构成一个密封空腔，能有效控制的预留进出口，借助专用灌浆泵将浆液压入缝隙并使之填满。

c 灌浆前先对裂缝进行处理，其处理方法为:对混凝土构件上的裂缝，用钢丝刷、角磨机等工具，清理干净以确保表面无油污、油脂、蜡状物、灰尘以及附着物等影响修补效果的物质，然后再用丙酮、酒精等有机溶液清洗并等到充分干燥或者也可以使用压缩空气吹去表面沙粒、灰尘，再用高压水冲洗，使其干净无灰尘，最后再用风干、压缩空气冲吹或采用其他干燥措施使之充分干燥。

d 粘贴注浆口及封闭裂缝表面

采用专门用于注浆口的粘结剂将其与裂缝对齐粘贴，灌浆嘴一般采用一次性的塑料嘴或可重复使用的铜制嘴，灌浆嘴先套上15 cm 长透明软皮管，便于注浆和观察液面，软皮管两头必须用扎丝绑牢，以防止灌浆过程中掉下来影响施工，软皮管皮厚度不易小于1 mm，直径可比灌浆嘴略细，略加热套上，且不容易松脱。因基本上均为单面裂缝，则一端灌浆嘴作为注浆嘴，另一端作为排气嘴、出浆嘴，注浆口的间距根据裂缝的长度及宽窄以30 ～40 cm 为宜，一般宽缝可稀布，窄缝宜密布，每一道裂缝至少须各有一个进浆口和排气口。注意注浆口必须对中，保证导流通畅，注浆口应粘贴牢靠。

裂缝表面封闭时，为使混凝土裂缝完全充满浆液，让混凝土内部结构重新结合为整体，既保持足够压力的同时又要保持浆液不大量外渗，就必须对要处理的裂缝(除孔眼及注浆口外)表面，用环氧浆液沿裂缝走向均匀涂刷两遍进行封闭，形成封闭带，宽度在6 ～8 cm 以实现密封。

e 检测封闭效果——压力试验

等到环氧浆液封闭裂缝硬化后，对其做必要的压力试验，以检查封闭带效果是否达到封闭的效果，先在封边带上及注浆口周围可涂肥皂水，0.2 ～0.4 MPa 的压缩气体通过灌浆嘴，如发现通气后封闭带有气泡出现，说明该部位漏气，对漏气部位可再次封闭，试气时必须由低端往高端，这样的好处使裂缝检测全面。

f 灌浆操作

浆液配置按照厂家提供的不同浆材的配方及配制方法进行。浆液一次配制数量有一定的限制，少了影响灌浆的效果，多了浪费一般以浆液的进浆速度及凝固时间来确定。

灌浆与试气过程一样，都是从下往上，从底端开始压浆，在压浆的推移下，裂缝中的空气及压浆从另一端的灌浆嘴排除出，当裂缝内的气体后喷出浆液与压入浆液的浓度相同时，且再无气体出来时，停止压浆，并将其封堵。贯通缝须在外表面裂缝处进行封缝处理，从另一表面进行灌封。对于已灌过的裂缝，当浆液固化后可将浆嘴拆除，并在灌浆嘴处用环氧胶泥抹平。

开灌前，先接通管道(压浆管宜无色透明加劲塑料软管)，打开所有灌浆嘴上的阀门，用气压为0.2 MPa 以上的压缩空气将管道及裂缝吹干净，压浆顺序由一端向另一端依次进行，灌浆压力以控制在0.2 ～0.4 MPa 为宜，压力逐渐升高，注胶压力应控制在0.6 MPa 以下，过高的压力可能使密封盖脱开或软管爆裂，胶液四溅，造成危害，若使用停顿时间超过30 min，罐内胶液宜流淌干净，以备下次使用。

③检测封闭及灌浆的效果

对已经封闭好的裂缝检查时可用压力水灌注或0.3 MPa左右的压缩空气(压力不能过高或过低)，也可直接沿着缝钻芯取样，以检验灌浆密实的效果。采用灌浆修补裂缝的原因，一方面是其粘结剂的粘结力将其与混凝土内部结构重新结合为整体，恢复原有的强度，另一方面，可以阻断空气中的水分进入梁体，以避免钢筋和混凝土腐蚀，提高结构的耐久性和抗渗性。

2.3 粘贴碳纤维布的方法

(1)碳纤维布及粘布胶材料要求

本工程的碳纤维布及相应的粘布胶由供应商提供时，必须提供材料检验合格证明和出厂检验报告。面层树脂、找平材料和浸渍树脂的正拉粘结强度≥2.5 MPa，且大于被加固混凝土相应强度的1.2 倍，现场做抗拉强度试验时，正拉粘结强度混凝土应被拉坏。浸渍树脂应满足以下要求:抗拉剪切强度≥10 MPa，抗拉强度≥30 MPa。碳纤维布的主要指标应满足以下要求:抗拉强度指标值≥3 000 MPa，弹性模量≥2.1 ×105MPa;延伸率≥1.5%。

(2)粘贴碳纤维布的步骤

①混凝土表面处理，凿除被加固桥梁范围内梁体表面剥落、疏松、蜂窝、腐蚀等劣化混凝土，直到露出混凝土新鲜密实的骨料，并用修复材料将表面修复整平，按桥梁加固设计要求对表面裂缝进行封闭处理，被粘贴混凝土表面应打磨平整，吸附在混凝土表面的杂质，直到完全露出结构新层面，并保持干燥。

②配制并涂刷底层树脂。按厂家提供的材料及配方配制底层树脂，涂刷时应保持薄且均匀，对于暴露钢筋的地方及凹凸不平等不容易全部涂刷部位则须进行反复涂刷，切记涂刷在底层树脂时，厚度不得超过1 mm。

③找平材料的配制及对不规则地方修复处理。树脂涂刷后应间隔一段时间，一般为30 ～60 min，待基层中气泡完全清除后，再用找平材料对其填补平整，且不留棱角。在碳纤维布拐角的地方须做圆弧处理，处理完成后将混领土表面清理干净并保持干燥。

(3)浸渍树脂或粘贴树脂的配制与涂刷。碳纤维布的粘贴。现场用裂缝宽度仪所检测出来的裂缝宽度的数据结合规范要求的尺寸裁剪碳纤维布，并用配制好的浸渍树脂均匀抹涂在准备粘贴的部位，用专门特制的滚筒沿同一的方向反复用力滚压以充分挤排里面的气泡，使浸渍树脂充分浸渍碳纤维布中，切粘贴记滚压时不得有损伤碳纤维布，使碳纤维布破损。多层粘贴重复上述步骤，待纤维布表面干燥时即抗压进行下一层粘贴。最后一层的碳纤维布表面也应涂抹浸渍树脂，碳纤维布若需搭接，搭接长度不得低于0.15 m。如果搭接长度低于0.15 m 则不能发挥粘贴碳纤维布的作用，最外边面的碳纤维布均匀涂抹一层耐腐保护涂，以增加其持久性。

(4)质量保证。碳纤维布及其配套材料的材料检验合格证明必须有厂家提供的。对每一道工序处理结束后，都对其进行质量检验，若出现质量问题，应立即对其分析，找出问题所在，再进行返工。施工结束后必须再次进行现场检查与验收，检查以评定碳纤维布与混凝土间的粘结牢固为主，用小锤等工具敲打碳纤维布表面，且应该轻轻敲打。以敲打的回声来判断粘结效果，如出现空鼓等粘结布密实不牢现象，在碳纤维布未干透时赶紧应采取必要补救措施。若粘结密实面积小于95%，则没达到预期效果，需重新粘结施工。

因施工原因造成部分桥梁的混凝土的破损，其中混凝土破损较多，破损露筋较少，且一般混凝土破损面积都在20 cm×20 cm，并主要分布在结构的底板及立柱、盖梁位置。采用环氧混凝土修补，如果露筋的必须先除锈在修补。

(5)对于部分桥梁底板有零星的划痕和擦伤，面积较小，多位于在主桥兼汽车通道处，应在通道口设置明显的限高标志并保持完好，对桥下下堆积易燃物(或违建)定期清理。

3 结束语

润扬大桥桥梁病害施工处理，经检查验收均符合设计和规范要求。通过这次对桥梁病害处理总结，为今后桥梁的病害处理具有重要意义。同时繁重的交通压力，超载、超限车大量驶入，加大了桥梁的病害产生的几率，同时也加快桥梁病害发展的速度，使桥梁的寿命大大将低，因此对超载车辆应加大查处力度，限制超载行驶，并且完善桥梁标识设置，明确限载吨位，保障桥梁正常和安全运作。并做好养护管理工作，建立健全桥梁档案资料的收集和整理工作，一桥一档，及时发现病害，及时解决，并且提高桥梁养护人员养护管理水平及桥梁检查的技术水平，已延长桥梁的使用寿命。

［1］公路桥梁加固设计规范(JTG/T J22－2008)［S］. 人民交通出版社，2008.

［2］于忠涛. 桥梁下部结构裂缝病害加固处理［M］. 人民交通出版社，2010.

［3］碳纤维片材加固修复混凝土结构技术规程(CECS146－2003)［S］.2007.