陳天玉

（甘南公路局，甘肅甘南州 747000）

1 概述

甘南藏族自治州位于青藏高原東北邊緣，地處青藏高原、黃土高原和隴南山地的過(guò)渡地帶，境內(nèi)降水量大，溫差大，橋梁凍漲、鹽蝕等病害頻發(fā)。某橋位于徐合公路，為跨河橋，橋梁建于2013年，橋梁全長(zhǎng)62.60 m，上部結(jié)構(gòu)為3～13 m鋼筋混凝土空心板，下部結(jié)構(gòu)為重力式U型橋臺(tái)，明挖擴(kuò)大基礎(chǔ)，樁柱式橋墩，橋面寬度為8.0 m+2×1.0 m=10 m，設(shè)計(jì)荷載為公路-Ⅰ級(jí)。

橋梁按照《公路橋涵設(shè)計(jì)通用規(guī)范》（JTG D60—2004）進(jìn)行設(shè)計(jì)，通車運(yùn)行五年后，橋面鋪裝出現(xiàn)破損以及橫、縱向裂縫，局部出現(xiàn)車轍、坑槽，甚至出現(xiàn)個(gè)別隆起現(xiàn)象，養(yǎng)護(hù)單位對(duì)損壞的混凝土及瀝青鋪裝進(jìn)行了維修，但修復(fù)效果不佳，維修當(dāng)月再次出現(xiàn)類似病害。

橋梁橋面依據(jù)《公路橋梁技術(shù)狀況評(píng)定標(biāo)準(zhǔn)》（JTG/T H21—2011）評(píng)定為四類，屬于“材料有嚴(yán)重缺損，或出現(xiàn)中等功能性病害，且發(fā)展較快，功能明顯降低”的橋梁。依據(jù)橋梁技術(shù)狀況評(píng)定結(jié)果和日常的檢查記錄，為及時(shí)消除安全隱患，保障車輛通行安全和提高公路服務(wù)水平，亟須對(duì)橋面鋪裝進(jìn)行專項(xiàng)維修養(yǎng)護(hù)。在該路線上由同一施工單位施工的多座空心板橋梁均出現(xiàn)類似病害，尤其是橋面鋪裝出現(xiàn)大面積破損，存在安全隱患。為確保橋梁使用安全，拆除原橋全部橋面鋪裝，查明問(wèn)題原因，對(duì)橋梁橋面鋪裝進(jìn)行處置，保證橋梁結(jié)構(gòu)安全、服務(wù)水平滿足要求。

2 病害調(diào)查

橋梁上部結(jié)構(gòu)部分梁底板出現(xiàn)橫向貫通裂縫，裂縫寬度達(dá)0.2 mm；梁底出現(xiàn)大面積泛堿現(xiàn)象，表面少量膠凝料松散粉化；橋面鋪裝破損，多條橫、縱向裂縫，局部出現(xiàn)車轍、坑槽，甚至出現(xiàn)個(gè)別隆起現(xiàn)象，拆除原鋪裝層后發(fā)現(xiàn)空心板頂板厚度普遍嚴(yán)重不足（最薄處2 cm），多片板頂板有空洞現(xiàn)象。

3 病害原因分析

（1）橋面鋪裝橫向裂縫。

裂縫集中在墩頂簡(jiǎn)支處，多發(fā)生在簡(jiǎn)支梁端部，橋面板端頭處經(jīng)常處于車輛荷載作用下，且為簡(jiǎn)支結(jié)構(gòu)，屬于薄弱環(huán)節(jié)，在車輛反復(fù)作用下，因不均勻受力，墩頂梁板簡(jiǎn)支處出現(xiàn)橫向裂縫。

（2）橋面鋪裝縱向裂縫。

多為橋梁空心板橫向聯(lián)系減弱，橫向連接松動(dòng)，經(jīng)車輛渠化交通反復(fù)作用產(chǎn)生的裂縫。

空心板頂板厚度不足如圖1所示，瀝青再生還原劑施工如圖2所示。

圖1 空心板頂板厚度不足

圖2 瀝青再生還原劑施工

（3）橋面鋪裝網(wǎng)狀裂縫。

瀝青混凝土面層老化或施工時(shí)混合料離析，地表水滲入鋪裝內(nèi)，經(jīng)車輛反復(fù)作用，混凝土找平層混凝土局部損壞，造成瀝青混凝土面層產(chǎn)生網(wǎng)狀裂縫。降雨量多，早晚溫差大，反復(fù)凍漲導(dǎo)致瀝青混凝土老化速度加快，冬季降溫瀝青混凝土出現(xiàn)收縮。橋面鋪裝混凝土找平層局部破損，簡(jiǎn)支梁端頭處易發(fā)生類似病害。

（4）空心板頂板厚度不足。

該橋在預(yù)制梁板時(shí)，因?yàn)閮?nèi)模氣囊上浮，造成頂板厚度不足，底板混凝土過(guò)厚，人為降低了空心板有效配筋率。底板增厚的混凝土成為多余荷載，頂板過(guò)薄減小了截面有效高度，導(dǎo)致梁板承載力降低，出現(xiàn)板底裂縫，且寬度達(dá)到規(guī)范限值。頂板過(guò)薄使得在車輛輪載集中力下，橋面鋪裝多次維修、多次破裂。

（5）梁底出現(xiàn)大面積泛堿現(xiàn)象。

梁底出現(xiàn)混凝土剝落、泛堿、析白現(xiàn)象時(shí)，主要原因是橋面鋪裝破損、防水層失效、橋面水排出不及時(shí)，需要查明滲水原因，針對(duì)性地進(jìn)行處置。主要原因：橋面鋪裝局部坑槽、破損、不平整、防水層失效；瀝青鋪裝層老化，孔隙率增大，地表水滲入梁體；降雨量多、溫差大、空氣濕潤(rùn)，空氣中的水接觸梁體，在凍漲、鹽蝕作用下混凝土出現(xiàn)表面缺陷；施工時(shí)空心板梁為預(yù)留排水孔，梁內(nèi)長(zhǎng)期積水。

4 維修方案

4.1 主梁加固

原橋梁梁板采用普通鋼筋混凝土，對(duì)板底裂縫進(jìn)行封閉、注膠處理后，在梁底板采用縱向高強(qiáng)預(yù)應(yīng)力鋼絲繩聚合物砂漿加固，聚合物砂漿表面進(jìn)行防腐涂裝，或在梁底板粘貼縱向碳纖維布進(jìn)行加固維修。

鋼絲繩張拉工藝按照《預(yù)應(yīng)力高強(qiáng)鋼絲繩加固混凝土結(jié)構(gòu)技術(shù)規(guī)范》（JTG/T 325—2014）進(jìn)行，以鋼絲繩伸長(zhǎng)率控制張拉，可采用抗拉強(qiáng)度標(biāo)準(zhǔn)值為1 650 MPa高強(qiáng)鍍鋅鋼絲繩，聚合物砂漿采用I級(jí)聚合物砂漿。碳纖維布的主要力學(xué)性能指標(biāo)須達(dá)到碳纖維布材Ⅰ級(jí)的要求，碳纖維浸漬、粘貼用膠黏劑安全性能指標(biāo)須達(dá)到A級(jí)膠的要求。碳纖維布在施工前確認(rèn)粘貼表面干燥，施工時(shí)應(yīng)保證氣溫在5 ℃以上，氣溫在5 ℃以下、雨天不得施工。纖維順長(zhǎng)方向片材的接頭必須搭接15 cm以上。粘貼碳纖維時(shí)，依據(jù)設(shè)計(jì)位置由上而下，由左至右粘貼，用滾筒壓擠貼面，使碳纖維布與浸漬樹脂充分結(jié)合，壓板排除氣泡，有效黏結(jié)面積不應(yīng)低于95%。

4.2 梁底剝落、泛堿處置

（1）橋面鋪裝局部坑槽、破損、不平整、防水層失效引起的梁底剝落、泛堿、析白病害，鑿除破損部位，恢復(fù)防水層，在進(jìn)行橋面鋪裝維修。橋面泄水管采用宜疏通、排水流暢的管材，跨河橋梁需做污水收集系統(tǒng)，按要求設(shè)置排污池和橋梁排水系統(tǒng)。

（2）瀝青鋪裝層老化，孔隙率大增大，水滲入梁體，可按照病害程度，采用碎石封層、稀漿封層、微表處、瀝青再生還原劑等表面處置措施。采用碎石封層、稀漿封層、微表處等表面處置的措施時(shí)，需要對(duì)原材料做出具體要求，尤其是集料的壓碎值和黏附性。

（3）降雨量多，溫差大，空氣濕潤(rùn)，空氣中的水接觸梁體，在凍漲、鹽蝕作用下混凝土出現(xiàn)表面缺陷。采用表面少量膠凝料松散粉化的處置采用人工鑿除將原橋臺(tái)、梁底風(fēng)化、泛堿、松散污損部分清除，露出堅(jiān)硬密實(shí)部分，采用環(huán)氧砂漿修補(bǔ)處理。修補(bǔ)厚度應(yīng)大于5 mm，對(duì)修補(bǔ)區(qū)域邊緣進(jìn)行鑿槽處理，避免修補(bǔ)區(qū)邊緣形成淺薄的邊口，剝落、腐蝕病害處置后涂刷梁體防腐防霉涂料，隔絕空氣中的水分。

（4）施工時(shí)空心板梁未預(yù)留排水孔，梁內(nèi)長(zhǎng)期積水，采取事后板底開孔或施工時(shí)打開排水孔，有效排除梁內(nèi)積水。

4.3 鉸縫維修

在空心板肋板植筋加固鉸縫，植入Φ12U形鋼筋增加空心板的橫向連接，植入深度10 cm，間距30 cm，孔徑比鋼筋大2～4 mm；對(duì)孔道進(jìn)行清理，孔內(nèi)應(yīng)保持干燥；將植筋膠由孔底灌注至孔深2/3處；鋼筋插入前應(yīng)清除插入部分的表面污物；膠液干固之前，避免擾動(dòng)錨固鋼筋和在孔位附近有明水；植筋孔注膠時(shí)，必須使孔內(nèi)膠液飽滿，注膠應(yīng)在氣溫較高時(shí)進(jìn)行；植筋孔注膠24 h后?？蓪?duì)被加固構(gòu)件進(jìn)行下道工序，植入的U形鋼筋與橋面鋪裝鋼筋進(jìn)行綁扎。

4.4 施工雙層鋼筋網(wǎng)橋面鋪裝恢復(fù)截面尺寸

混凝土施工前在原梁板涂抹高性能界面劑，平均厚度為2 mm。采取雙層鋼筋網(wǎng)片恢復(fù)空心板梁的截面尺寸，在梁板端頭簡(jiǎn)支處、鈍角等薄弱環(huán)節(jié)增加配筋，增加混凝土鋪裝找平層的厚度，達(dá)到增加梁板頂板厚度的目的，混凝土強(qiáng)度和梁板混凝土保持一致，有效分散車輛荷載，保證空心板的使用年限。

4.5 在混凝土鋪裝施工完畢

灑布改性瀝青防水黏結(jié)層和撒布改性瀝青碎石封層，起到防水和增加不同路面結(jié)構(gòu)黏結(jié)力的作用。黏層瀝青宜采用快裂的灑布型改性乳化瀝青，蒸發(fā)殘留含量不小于50%。碎石封層黏結(jié)材料采用改性瀝青，瀝青撒布量為1.8 kg/m2，對(duì)石料進(jìn)行預(yù)裹覆，石料采用9.5～13.2 mm的單一粒徑。

4.6 增加混凝土橋面鋪裝厚度

瀝青鋪裝層的厚度減少至5 cm，可采用5 cmSMA-13型瀝青馬蹄脂混合料或改性瀝青AC-13混合料，SMA瀝青馬蹄脂混合料具有空隙率小、高低溫性能好及耐久性能好等特點(diǎn)，混合料中摻入優(yōu)良的木質(zhì)素纖維作為穩(wěn)定劑，比例為瀝青混合料總質(zhì)量的0.3%～0.4%。AC-13改性瀝青混合料具有良好的防滑、抗?jié)B性能，是橋面瀝青鋪裝的較好選擇之一。瀝青馬蹄脂混合料因造價(jià)較高，養(yǎng)護(hù)維修工程用量小，不建議在養(yǎng)護(hù)維修工程中使用，養(yǎng)護(hù)維修中建議采用常用的改性瀝青AC-13混合料。

拆除原損壞的混凝土找平層時(shí)，應(yīng)采取人工拆除的方法為主，盡量避免對(duì)梁體的擾動(dòng)，接近梁體時(shí)，避免對(duì)梁體再次造成損傷，梁體出現(xiàn)孔洞的需及時(shí)進(jìn)行修補(bǔ)。

5 結(jié)語(yǔ)

空心板梁橋面鋪裝損壞多數(shù)是因?yàn)轫敯暹^(guò)薄厚度不足、鉸縫施工工藝控制不嚴(yán)以及混凝土找平層和瀝青面層材料、施工質(zhì)量控制不佳形成的。多雨地區(qū)降雨量大，地表水滲入瀝青鋪裝層、高寒地區(qū)溫差大，經(jīng)車輛荷載作用加速瀝青面層老化、簡(jiǎn)支梁端頭處受力不均勻等，都是導(dǎo)致橋面鋪裝損壞的原因，因此應(yīng)在施工階段嚴(yán)把材料、工藝等關(guān)口，確保施工質(zhì)量。在后期的養(yǎng)護(hù)中出現(xiàn)橋面鋪裝損壞，應(yīng)當(dāng)按照病害特點(diǎn)分析病害原因，制定針對(duì)性的維修方案，確保實(shí)施效果，滿足“橋面鋪裝堅(jiān)實(shí)平整、橫坡適度、橋頭連接順暢、排水暢通”的養(yǎng)護(hù)要求。