G30线嘉安段、瓜星段118桥等十座桥梁维修加固及预防性养护施工技术

王志翔

G30线高速公路建成通车后，随着时间的推移、交通量的增加，重型车辆的增多，部分桥梁出现不同程度的病害。为确保G30线嘉安高速公路桥梁在设计年限内正常使用。本文针对桥梁出现的病害及桥梁养护的技术措施进行研究分析，做到防患于未然，避免出现桥梁病害的扩大，保证桥梁使用质量。现就部分桥梁维修加固和预防性养护工作进行简要阐述。

一、桥梁现况

G30连霍高速公路是横贯中国大陆东、中、西部的一条交通大动脉，是中国建设的最长的横向快速陆上交通通道。对中西部地区乃至全国的交通发展和经济建设都起着至关重要的作用。G30线酒泉公路局辖养的K2552+780嘉安118桥、K2703+050瓜星019桥等10座桥由于运营时间长，车辆荷载大，以及环境气候等因素的影响，桥梁主体结构产生不同程度的病害，经过长时间的车辆荷载作用，对桥梁结构的耐久性和安全性产生了严重的影响，因此，需对出现病害的10座桥梁进行维修加固及预防性养护。

二、维修加固及预防性养护内容

该10座桥梁维修加固及预防性养护的主要内容包括：桥梁梁底的除锈、裂缝修补、防腐、破坏铰缝的修补、梁底粘贴碳纤维布、梁底安装PVC泄水管、边梁安装防水角铝、桥台加固、防震挡块重做、伸缩缝更换以及桥梁进行预防性养护等。

三、桥梁主要病害及产生原因分析

（1）梁底裂缝：①在桥梁建成初期，由于受昼夜温差的影响和养护条件的限制，导致混凝土初期强度不能满足设计要求，混凝土表面出现细微裂缝；②混凝土空心板在预制过程中，由于板底钢筋布置的特殊原因，在混凝土强度没有保证的情况下, 预应力施加时在钢筋和钢绞线并列的位置会产生不同程度的纵向裂缝；③桥梁在长期负荷运转中, 由于桥面排水不畅或桥面铺装层防水处理不到位，雨水下渗，致使梁板混凝土渗水腐蚀，钢筋锈胀 ，混凝土强度降低、承载力下降导致梁体纵向开裂。

（2）梁底混凝土渗水腐蚀：①主要原因是桥面系排水不利，导致桥面水流由伸缩缝等渗入空心板内，由于铰缝混凝土的脱落，铰缝渗水，加之水流长期侵蚀作用，导致板底混凝土渗水腐蚀；①边板外侧受雨水冲刷影响，水流由边板流向内部，对混凝土造成侵蚀，主要是由于边板没有有效截水措施，如防水角铝等；

（3）桥台渗水腐蚀：桥台渗水主要是由于桥面伸缩缝排水不利和台背排水不利，水流由伸缩缝流向台帽及台背，导致桥台混凝土腐蚀；

（4）桥台开裂：此次桥梁病害调查发现多处桥梁桥台产生竖向裂缝和横向裂缝，是由于桥台施工过程中分多次浇筑，各部分间缺少钢筋有效连接，在长期汽车荷载冲击作用下，施工缝开裂严重；

（5）桥台台帽位移：①由于桥梁长期受汽车制动冲击荷载作用，且桥梁红通车多年，超载现象严重，导致梁体及台帽位移；②另一方面是由于本桥桥头搭板下台后填土为含硝膨胀土，土体膨胀产生的水平推力使得台帽向跨中位移，由于本桥台帽和翼墙之间有钢筋连接，限制了台帽向跨中位移，导致台帽和翼墙剪切开裂。

（6）伸缩缝破坏：由于伸缩缝设置在两梁端之间、梁端与桥台之间。在气温变化、混凝土收缩、桥梁墩台的沉降等因素影响下，在车辆反复荷载的作用下,产生的冲击力使伸缩缝锚固系统混凝土受力瞬时加大，而由此产生的振动又是高频振动，锚固装置反复动载震动产生变形，与混凝土剥离或结构的损坏,从而导致伸缩缝的变形破坏。

（7）铰缝渗水、脱落：①由于桥面系排水不利，导致桥面水流渗入桥面铺装层内或由伸缩缝等渗入铰缝内，导致铰缝混凝土大面积渗水、水蚀，甚至脱落；②由于桥梁长期受汽车制动冲击荷载作用，致使部分梁板出现单板受力现象严重，导致铰缝脱落。

四、维修加固及预防性养护要点

（1）桥梁梁体及桥墩混凝土剥落处理及缺陷修复：①对露筋、麻面、砼剥落、砼掉块单块面积较小，对砼整体性影响较小的，把剥离、破损的混凝土和外露钢筋周边的混凝土进行剔凿，对露筋进行除锈处理，再用高强度复合砂浆进行填补；②对整个梁体或构件表面进行清洗，先清洗梁侧，再清洗梁底。在进行涂抹防盐保护层涂刷。

（2）裂缝修补：当裂缝宽度小于0.15mm时，对裂缝处混凝土表面进行处理：沿裂缝走向将其两侧宽30mm～50mm范围内的松散灰浆、砂粒、油污清除干净，确保灌浆前混凝土表面洁净、无尘。并保证在灌浆过程中，裂缝应处于干燥状态；再进行封缝处理。当裂缝宽度大于0.15mm时，先延裂缝方向进行开槽；在确定注胶位置处粘结注胶端口，其间距为200mm～300mm；使用封缝胶涂抹裂缝表面，涂抹厚度约3mm、宽度约25mm。封缝好6小时后，把注胶管连接到注胶端口上依次注胶，并要保证所有的未注胶端口处于开启通气状态；等待胶液固化后，拆除注胶嘴，并对混凝土表面进行打磨平整。

（3）主梁维修:首先对桥梁底板表面进行除锈、除尘处理；再对梁板砼剥落、空洞、蜂窝麻面等，对原基面进行清除松动腐蚀表层，采用聚合物砂浆修补；对于结构出现的裂缝，先在基面清洗后重新检查其宽度，若裂 缝宽度在 0.15mm 以下，则直接使用裂缝封缝胶对其进行封闭处理，若裂缝宽度在 0.15mm 以上，则采用裂缝胶注胶处理；对板底、腹板水蚀，先用钢丝刷清除表面腐 蚀，后用清水冲洗，再对表面进行打磨，除去 2-3mm 厚表层直至完全裸露出新面，用压缩空气吹除粉粒，并采用聚合物砂浆修补；最后在梁底板表面粘贴碳纤维布对粱体进行加固。在粘贴碳纤维形成复合材料凝胶固化后，再在梁板底、腹板涂刷防腐涂料。形成防腐防护层。

（4）在梁底端布设pvc管道:为了防止梁体内积水，在梁体底部两端距离梁端L/10处凿孔并布设直径为3cm的pvc管。

（5）铰缝处理:先用高压水流对铰缝表面进行处理，再用电动钢丝刷清理板缝，清除铰缝内的残余混凝土和杂物。在铰缝内填塞保温材料；寻找单条铰缝汇水面最低点埋设PVC管再预埋注胶管，采用快干型高强防腐聚合物砂浆嵌填，距较高梁板底面预留5-8mm深的空间，与梁底面齐平。再用压力灌注器从注胶管灌注铰缝加固胶，待板缝内铰缝加固胶液固化后（25℃约 2 小时），再填塞相应的聚氨酯密封胶进行整平。最后沿铰缝两侧各100mm宽度范围内，涂刷混凝土防腐防渗封闭材料和涂刷混凝土防腐防渗封闭材料，达到防腐的目的。

（6）伸缩缝维修:①更换桥梁伸缩缝；凿除伸缩装置混凝土，清理干净混凝土残余及所有杂物；凿除时保留原槽口内的预埋钢筋然后焊接、安装新伸缩缝，再采用 C50 快硬性钢纤维混凝土填充，并用 3 米直尺检查装置顶面与路面的高差应小于或等于 2mm。 在正常温度下采用自然养护至要求强度后安装橡胶止水条。②伸缩缝混凝土维修及更换橡胶止水带；对破损一般的伸缩缝，对破损混凝土进行修补后，清理伸缩缝缝内杂物，更换伸缩缝橡胶止水带，凿除伸缩缝破损混凝土，重新浇筑 C50 钢纤维混凝土。

（7）桥台加固和锥护坡修复：此次维修加固及预防性养护的10座桥梁部分桥台出现不同程度的开裂及台帽位移，本次加固主要采用外包钢筋混凝土和粘贴钢板等方法对其进行加固。对塌陷脱空的护坡进行回填，并夯实，密实度不得小于0.93。之后采用M7.5浆砌片石对破损锥坡及护坡进行修复。

五、全桥预防性养护

（1）采用手工打磨方法将混凝土表面的浮灰、浮浆、夹渣、苔藓以及疏松部位清理干净，局部受油污污染的混凝土表面，用碱液、洗涤剂或溶剂处理，并用淡水冲洗至中性。

（2）对较小的孔洞和其他表面缺陷采用刮涂型腻子进行表面处理；较大的蜂窝、孔洞和模板错位处，用无溶剂液体环氧腻子或聚合物水 泥砂浆修补；对于混凝土表面存在的裂缝根据裂缝的宽度选用化学灌浆适宜的方法修补。

（3）对剥落和渗漏水腐蚀的混凝土进行彻底清除，进行防腐处理，采用无机聚合物砂浆修补。

（4）混凝土表面处理完成后即可进行防腐涂装施工。对于强度等级不小于 C45 的混凝土表面，该防腐涂料用量为 200g/m2，使用低压无气喷涂机或羊毛辊滚涂，对于竖直混凝土表面涂料涂刷由下往上进行，涂料可一次涂刷，直至全部完成。如遇雨天或其它恶劣天气条件，应当停止施工，待天气不影响施工质量的情况下再继续施工。