吳春忠 水利部海河水利委員會(huì)

付穎千 北京中水科海利工程技術(shù)有限公司

1.前言

橋是河流上交通聯(lián)系的建筑物，橋墩作為橋的主要結(jié)構(gòu)，長期處在水位變化區(qū)，隨著運(yùn)行年限的增長，在荷載及惡劣環(huán)境等不利因素長期持續(xù)、交變作用下，混凝土常常出現(xiàn)裂縫、鋼筋銹蝕、剝蝕等病害缺陷，嚴(yán)重影響橋的安全運(yùn)行。對于威脅到橋墩承載能力的缺陷，常常采用體外預(yù)應(yīng)力、鋼套管、增大截面、嵌入加固、FRP等加固法對橋墩混凝土進(jìn)行補(bǔ)強(qiáng)加固。對于還未嚴(yán)重影響到橋墩承載能力的混凝土缺陷，可以采用快速修補(bǔ)及表面防護(hù)技術(shù)，防止橋墩混凝土質(zhì)量進(jìn)一步惡化，提升橋墩的耐久性。

2.橋墩及橋梁混凝土剝蝕快速修補(bǔ)及防護(hù)

2.1 橋墩及橋梁混凝土剝蝕快速修補(bǔ)

對于橋墩及橋梁混凝土剝蝕處理，一般分三種情況：如果混凝土剝蝕深度小于1cm，采用打磨、清洗、高強(qiáng)聚合物膩?zhàn)诱移剑ōh(huán)氧膩?zhàn)樱B(yǎng)護(hù)的方法處理；如果混凝土剝蝕深度為1～3cm，采用聚合物水泥砂漿方法處理；如果混凝土剝蝕深度為大于3cm，采用鑿除剝蝕面（鑿除深度大于6cm）、除銹補(bǔ)筋、立模板、布置鋼筋網(wǎng)、澆筑聚合物混凝土、養(yǎng)護(hù)的方法處理，如果鋼筋銹蝕嚴(yán)重，還需要補(bǔ)焊鋼筋。常用的改性聚合物水泥砂漿彈模低、韌性好，與混凝土粘接強(qiáng)度高，其性能指標(biāo)見表1。

表1 改性聚合物水泥砂漿性能指標(biāo)

2.2 橋墩及橋梁混凝土表面耐久性防護(hù)

脂肪族刮涂聚脲是一種物理力學(xué)性能更高的單組分聚脲，其抗拉強(qiáng)度大于20MPa，延伸率大于200%，粘接強(qiáng)度大于3.0MPa，零下45℃條件下延伸率大于50%。具有抗凍、防滲、防碳化、耐老化及抗沖磨性等特點(diǎn)，采用刮涂或滾涂方法施工，施工質(zhì)量容易保證?？捎糜趯φ移教幚砗蟮臉蚨占皹蛄夯炷帘砻孢M(jìn)行耐久性防護(hù)。

施工步驟為：基層處理、涂刷界面劑、刮涂脂肪族刮涂聚脲（1次刮涂厚度不得大于1mm，2mm厚度要刮涂3～4遍）、粘貼胎基布（對有裂縫的部位）、自然養(yǎng)護(hù)。

3.工程實(shí)例

3.1 八一橋混凝土缺陷快速修補(bǔ)及防護(hù)

3.1.1 工程概述

八一橋橋面為水泥混凝土鋪裝，橋墩及橋梁混凝土出現(xiàn)剝蝕裂縫、脫皮、坑洞，立柱鋼筋銹蝕剝蝕等缺陷，圖1為橋墩混凝土水面附近出現(xiàn)網(wǎng)狀裂縫，圖2為欄桿及立柱老化情況。

圖1 橋墩混凝土網(wǎng)狀裂縫

圖2 欄桿及立柱老化情況

3.1.2 修補(bǔ)及防護(hù)施工工藝

混凝土缺陷處理內(nèi)容包括：橋墩及橋梁混凝土裂縫補(bǔ)強(qiáng)加固、橋梁與橋墩表面剝蝕修補(bǔ)及防護(hù)、混凝土欄桿修復(fù)及防護(hù)的方案。裂縫化學(xué)灌漿材料為改性環(huán)氧灌漿材料，橋梁、橋墩及欄桿表面混凝土缺陷采用環(huán)氧砂漿修復(fù)，混凝土表面采用涂刷2mm后的脂肪族刮涂聚脲防護(hù)。

施工工藝為：（1）混凝土裂縫安裝化學(xué)灌漿嘴，待強(qiáng)度達(dá)到要求后進(jìn)行灌漿；（2）鑿除剝蝕的混凝土，采用環(huán)氧砂漿修補(bǔ)缺陷；（3）混凝土表面打磨、清洗，涂刷潮濕型界面劑；（4）混凝土表面分層刮涂聚脲。修補(bǔ)防護(hù)見圖3。

圖3 橋梁混凝土表面刮涂聚脲

3.1.3 修復(fù)效果

八一橋混凝土缺陷修復(fù)后情況見圖4。該修補(bǔ)加固及耐久性防護(hù)方案維持了橋梁結(jié)構(gòu)原貌，達(dá)到了除險(xiǎn)加固延長壽命的目的。

圖4 八一橋修復(fù)后運(yùn)行5年的情況

3.2 柳林溝公路橋橋墩修補(bǔ)及防護(hù)

3.2.1 工程概述

蓮麓水電站庫區(qū)柳林溝公路橋位于甘肅臨洮縣以南約78km的洮河干流上，距蓮麓水電站壩址區(qū)1km，為九甸峽專用公路跨越柳林溝公路橋。該橋至今已運(yùn)行19 年，在巡視檢查過程中發(fā)現(xiàn)兩根橋墩經(jīng)長期水流沖蝕，水位變化區(qū)混凝土表層發(fā)生凍融剝蝕破壞，剝蝕破壞深度約5-6cm，且有逐年增大現(xiàn)象（圖5）。

圖5 剝蝕情況

3.2.2 修補(bǔ)及防護(hù)施工工藝

對于橋墩混凝土沖蝕破損部位處理采用聚合物水泥砂漿修補(bǔ)，局部剝蝕深度大于10cm時(shí)需插筋布置鋼筋網(wǎng)片，澆筑聚合物混凝土修復(fù)，然后采用脂肪族刮涂聚脲進(jìn)行耐久性防護(hù)。

施工步驟為：（1）鑿除混凝土剝蝕面、用清水清洗干凈；（2）對于剝蝕深度大10cm的剝蝕面，插筋布置鋼筋網(wǎng)片；（3）澆筑聚合物混凝土；（4）養(yǎng)護(hù)；（5）涂刷界面劑；（6）界面劑表干后分3～4 遍刮涂脂肪族刮涂聚脲，脂肪族刮涂聚脲厚度≥2mm。

3.2.3 處理效果

圖6為橋墩混凝土剝蝕處理后的情況，在不影響正常交通的情況下，僅用6天就完成了橋墩混凝土缺陷的修補(bǔ)及防護(hù)，恢復(fù)了橋墩原有的尺寸，消除了安全隱患，延長了橋墩的耐久性。

圖6 處理后的情況

4.結(jié)語

為了保證橋的安全運(yùn)行，橋墩混凝土一旦發(fā)現(xiàn)混凝土缺陷，要及時(shí)處理。實(shí)踐證明，選用改性聚合物砂漿及脂肪族刮涂聚脲對橋墩混凝土進(jìn)行快速修補(bǔ)及防護(hù)，施工速度快、耐久性好，可以有效提升橋墩混凝土的使用壽命。