許琦　楊文樺　胡悅浩

摘 要：海水環(huán)境中的碼頭由于長期受氯離子侵蝕，經(jīng)過多年使用，容易發(fā)生構(gòu)件破損現(xiàn)象。本文針對舟山港區(qū)郎熹電廠煤碼頭的加固工程實(shí)例進(jìn)行分析，對構(gòu)件的破損問題提出了相應(yīng)了加固修復(fù)方法。

關(guān)鍵詞：碼頭 修復(fù)加固

從20世紀(jì)70年代以來，我國沿海各港口建造了大量碼頭，先期建造的碼頭經(jīng)過多年使用，均已產(chǎn)生不同程度損壞，直接影響了碼頭結(jié)構(gòu)的安全和使用，因此對已破壞碼頭進(jìn)行修復(fù)、加固是迫在眉睫。本文結(jié)合舟山港區(qū)郎熹電廠煤碼頭的修復(fù)工程，簡單介紹碼頭修復(fù)加固方法。

舟山郎熹發(fā)電有限責(zé)任公司煤碼頭位于舟山本島北岸，為萬噸級高樁梁板式碼頭，外檔泊位主要?？?0000噸級散貨船，內(nèi)檔兼靠工作船。碼頭主平臺長208.2m，寬18m，排架間距10m。樁基采用600×600預(yù)應(yīng)力空心方樁，樁基上為現(xiàn)澆橫梁，橫梁上預(yù)制縱梁，面板采用迭合板。

郎熹煤碼頭建于1997年，歷經(jīng)十幾年的運(yùn)營后，碼頭的部分構(gòu)件已出現(xiàn)較為明顯的破壞，縱向和橫向裂縫明顯，嚴(yán)重處構(gòu)件保護(hù)層剝落、鋼筋銹蝕嚴(yán)重。為延長碼頭的使用壽命，需對碼頭進(jìn)行維修加固處理。

一、各類缺陷修補(bǔ)方法

根據(jù)鋼筋混凝土構(gòu)件腐蝕破壞的程度以及破壞形式，可以將腐蝕破損類型分為：裂縫、鋼筋銹蝕、構(gòu)件破損脫落及隱患區(qū)域。裂縫修補(bǔ)方法如下：

采用手提電動砂輪機(jī)將裂縫附近表面砼（裂縫兩側(cè)各5cm左右）打磨干凈后，視具體情況采取以下修復(fù)措施：

（1）對于局部有微小銹蝕，寬度小于0.3mm的裂縫（劣化度為B），如鋼筋未發(fā)生銹蝕，順裂縫鑿開至裂縫閉合處，清理干凈后修補(bǔ)環(huán)氧砂漿。

（2）對于銹蝕裂縫較多或呈網(wǎng)狀，樁、梁類構(gòu)件裂縫寬度在0.3mm至3.0mm之間，板類構(gòu)件裂縫寬度在0.3mm至1.0mm，（劣化度為C），順裂縫鑿開至裂縫閉合處；如主筋發(fā)生銹蝕應(yīng)順裂縫鑿開至主筋背面10mm以上，對鋼筋除銹后修補(bǔ)環(huán)氧砂漿。

（3）對外觀劣化度定級為C級的重要構(gòu)件（軌道梁），修補(bǔ)后外粘碳纖維進(jìn)行加固。具體施工方法見：“2.3節(jié)：外粘碳纖維加固”有關(guān)內(nèi)容。

二、維修加固方案

對本工程需要修補(bǔ)的構(gòu)件在鑿除及修補(bǔ)時可按如下方法進(jìn)行：

（1）若是剪刀撐、立柱、橫梁、縱梁側(cè)面底部及頂部有裂縫及頂部有裂縫或底部混凝土保護(hù)層脫落，則人工鑿除混凝土保護(hù)層到鋼筋。鑿除深度為：深度方向，鑿除至主筋背后1cm以上；沿鋼筋長度方向，鑿除露出15cm完好的鋼筋段；沿裂縫寬度方向，鑿除至底邊緣或頂邊緣。

若是樁身有裂縫，則人工鑿除混凝土保護(hù)層至鋼筋。鑿除深度為：深度方向，鑿除至主筋背后1cm以上；沿鋼筋長度方向，鑿除露出10cm完好的鋼筋段；沿裂縫寬度方向，裂縫邊緣至樁身完好處5cm以上。

（2）建議對裂縫、隱患區(qū)域等腐蝕破壞程度一般的構(gòu)件進(jìn)行局部鑿除修補(bǔ)加全面封閉處理，對少量構(gòu)件混凝土鋼筋已嚴(yán)重銹蝕、保護(hù)層剝落的部分采取局部鑿除補(bǔ)筋加固后全面封閉處理。

（3）基礎(chǔ)處理

①局部鑿除修補(bǔ)處理和局部鑿除補(bǔ)筋加固處理完畢后，對所有混凝土表面電動鋼絲打磨除塵，局部孔洞找補(bǔ)環(huán)氧膩?zhàn)?，去除混凝土表面的浮灰、飛邊和毛刺后，待用。

②潮濕和青苔污染表面：采用煤氣噴燈，在控制噴燈移動速度、噴燈與混凝土表面間距情況下烘烤，以取得除濕和清除苔跡的功效后，立即進(jìn)行電動鋼絲輪打磨，去除污漬、油污附著物，局部孔洞找補(bǔ)膩?zhàn)?，去除混凝土表面的浮灰、飛邊和毛刺后，待用。

三、外粘碳纖維加固

1、碳纖維布加固的原理

碳纖維增強(qiáng)聚合物（carbon fibre reinforced poly-mer簡稱cfrp，也稱為碳纖維增強(qiáng)塑料）是由環(huán)氧樹脂粘高抗拉強(qiáng)度的碳纖維束而成的。使用碳纖維布加固具有以下幾個優(yōu)點(diǎn)：a、強(qiáng)度高（強(qiáng)度約為普通鋼材的10倍），效果好；b、加固后能大大提高結(jié)構(gòu)的耐腐蝕性及耐久性；c、自重輕（約200g/m2），基本不增加結(jié)構(gòu)自重及截面尺寸；柔性好，易于裁剪，適用范圍廣；d、施工簡便（不需大型施工機(jī)構(gòu)及周轉(zhuǎn)材料），易于操作，經(jīng)濟(jì)性好；e、施工工期短；因此，碳纖維結(jié)構(gòu)加固技術(shù)在混凝土結(jié)構(gòu)方面已產(chǎn)生較大的效應(yīng)。

碳纖維加固技術(shù)適用于各種結(jié)構(gòu)類型、各種結(jié)構(gòu)部位的加固修補(bǔ)，如梁、板、柱、屋架、橋墩、橋梁、筒體、殼體等結(jié)構(gòu)，要求基層混凝土的強(qiáng)度等級不低于C15即可。

用于結(jié)構(gòu)加固的碳纖維材料具有優(yōu)良的力學(xué)性能，但是，碳纖維材料織成碳纖維布后，其中的各碳纖維絲很難完全共同工作，在承受較低的荷蘭載時，一部分應(yīng)力水平較高的碳纖維絲首先達(dá)到其抗拉開強(qiáng)度并退出工作狀態(tài)，以此類推，各碳纖維絲逐漸斷裂，直至整體破壞。而使用粘結(jié)劑后，各碳纖維能很好地共同工作，大大提高碳纖維布的抗拉強(qiáng)度，故碳纖維加固首先必須使碳纖維布中的碳纖維能共同工作，因此粘結(jié)劑對碳纖維布的加固起著關(guān)鍵的作用，它既要確保各碳纖維絲共同工作，同時又確保碳纖維布與結(jié)構(gòu)共同工作，從而達(dá)到加固的目的。

2、碳纖維加固設(shè)計(jì)要求

外粘碳纖維加固的目的是為了提高構(gòu)件的承載能力，本工程擬對檢測評估報告中外觀劣化度定級為C級的重要構(gòu)件（軌道梁）采用外粘碳纖維加固。

對于在梁底沿梁寬通長粘貼一層碳纖維片材，梁端1/3梁長范圍內(nèi)設(shè)置碳纖維片材U型箍錨固，U型箍寬150mm，間距150mm，U型箍粘貼高度伸至板底面，U型箍頂寬100mm的封口壓條。

3、碳纖維布加固的施工工藝

（1）用壓縮空氣將加固部位表面浮塵清除干凈，用混凝土角磨機(jī)、砂紙等機(jī)具除去混凝土表面的浮漿、油污、附著物等雜質(zhì)，構(gòu)件基面的混凝土要打磨平整，尤其是表面的凸起部位要磨平，用丙酮將需粘貼處清洗干凈。

（2）涂底膠：將jgn-p膠甲乙組分按需按3：1的重量稱好，放在潔凈的容器中調(diào)和均勻，加固部位用空壓機(jī)吹干后用刮板將底膠均勻地涂在加固部位，待膠固化后（固化時間視現(xiàn)場氣溫而定，以指觸干燥為準(zhǔn)）再進(jìn)行下一工序施工。注意：調(diào)好的底膠須在規(guī)定的時間內(nèi)用完，一般情況下40min內(nèi)用完。

（3）找平：混凝土表面凹陷部位用修補(bǔ)膠（jgn-p膠摻入兩倍粉料）填平，模板接頭等出現(xiàn)高度差的部位應(yīng)用修補(bǔ)膠填補(bǔ)，盡量減少高度差。

（4）粘貼碳纖維布：將jgn-c膠甲乙組分按3：1的重量稱好，放在潔凈的容器中調(diào)和均勻，用刮板將膠均勻地涂刮在底膠上需粘貼碳纖維布處，隨即把按設(shè)計(jì)要求已裁剪好的碳纖維布粘貼在設(shè)計(jì)部位，然后用專用滾子沿碳纖維布的受力方向來回滾壓，擠出汽泡。

注意：碳纖維布沿梁底面全寬范圍通長粘貼一層碳纖維片材，由于碳纖維布為卷材，規(guī)格寬度一般為600mm。寬度不足部分進(jìn)行搭接，搭接長度按設(shè)計(jì)要求執(zhí)行。

（5）梁端1/3梁長范圍內(nèi)設(shè)置碳纖片材U型箍錨固，U型箍寬150mm，間距150mm，U型箍粘貼高度伸至板底面，U型箍頂設(shè)寬100mm的封口壓條。對于二層撐桿，沿長度方向間隔250mm布置一道全包的碳纖維箍橫向包箍，橫向包箍寬150mm。

（6）碳纖維布粘貼完，待指壓干燥后，再刮涂一層jgn-c面膠，來回滾壓，使膠充分滲入到碳纖維布中去。

（7）待面膠指觸干燥后，表面做一層保護(hù)層（水泥砂漿涂層）。

四、海工防腐涂料防腐

1、防腐涂層及施工設(shè)計(jì)

碼頭整體采用SKW-1涂料系統(tǒng)，涂料配套：SKW-1海工鋼筋砼專用底漆+SKW-1海工鋼筋砼專用中間漆+SKW-1海工鋼筋砼專用面漆；防腐年限大于20年。

施工分大氣區(qū)、浪濺區(qū)和水位變動區(qū)。各區(qū)域的防腐厚度分為260微米、230微米、230微米。

2、涂層性能

（1）、SKW-1海工鋼筋砼防腐專用底漆

SKW-1海工鋼筋砼防腐專用底漆。具有極強(qiáng)的滲透性和附著力，可起到封閉作用，填充混凝土表面的孔隙，堵住腐蝕介質(zhì)的滲透，對后道涂層形成良好的基礎(chǔ)，還可以粘結(jié)混凝土上的灰塵，避免粘結(jié)力受損。該漆還具有很好的抗堿性能，可抵抗新混凝土的高堿性。是高效經(jīng)濟(jì)的一種封閉漆。

（2）SKW-1海工鋼筋砼防腐專用中間漆

中間漆位于封閉層與面層之間，起著承上啟下的作用，使用厚漿環(huán)氧中間漆作為中間層，不但增加了涂層體系的厚度，也提高了面層與封閉層的附著力。該漆具有高固態(tài)、高環(huán)保的特性。

（3）SKW-1海工鋼筋砼防腐專用面漆

面層是整個涂裝體系的最外層，也是涂裝體系中最為重要的一層，能賦予橋梁美麗的色彩及優(yōu)異的耐老化和防腐蝕性能。

結(jié)束語

本工程所用材料和施工工藝符合規(guī)范要求，碼頭修復(fù)后，經(jīng)相關(guān)質(zhì)量監(jiān)督部門檢測，構(gòu)件強(qiáng)度符合設(shè)計(jì)要求。碼頭檢測報告顯示不同破損砼構(gòu)件按不同設(shè)計(jì)要求進(jìn)行修補(bǔ)加固，施工方法方便易行，造價低廉，不影響運(yùn)營等優(yōu)點(diǎn)。經(jīng)幾年的使用表明，修補(bǔ)質(zhì)量穩(wěn)定，延長了碼頭使用壽命。由此可見這是實(shí)用的修復(fù)方法，值得推廣。

參考文獻(xiàn) ：

[1]港口水工建筑物修補(bǔ)加固技術(shù)規(guī)范 JTS 311-2011

[2]中華人民共和國交通運(yùn)輸部《港口碼頭結(jié)構(gòu)安全性評測與評估指南》，中交四航工程研究院有限公司

[3]《港口水工建筑物檢測與評估技術(shù)規(guī)范》JTJ302-2006

[4]《港口設(shè)施維護(hù)技術(shù)規(guī)范》JTS310-2013