張亞楠
(河北光太路橋工程集團有限公司,河北 邯鄲 056002)
橋梁結構為耐久性結構,即便結構的設計與施工都能達到非常良好,也會由于服役時間不斷延長與各種因素綜合影響而產(chǎn)生病害。病害成因較多,具體包括:因設計或施工有缺陷而產(chǎn)生病害;因超負荷使用而產(chǎn)生病害;因凍融破壞或被有害物質(zhì)侵蝕而產(chǎn)生病害;因鋼筋銹蝕而產(chǎn)生病害;因堿骨料反應而產(chǎn)生病害。無論病害的產(chǎn)生原因是何種,都會對結構正常使用造成影響,嚴重時還會威脅橋梁使用安全[1]。
為給橋梁的日常維護及加固提供幫助,有必要對橋梁開展全面的調(diào)查與勘測,以發(fā)現(xiàn)橋梁病害,通過分析確定導致病害產(chǎn)生的具體原因,制定針對性的修補方案。以某橋梁為例,經(jīng)前期病害調(diào)查,發(fā)現(xiàn)其出現(xiàn)了一些病害,現(xiàn)對不同類型病害的治理和維修加固方法進行分析。
2.1.1 病害表現(xiàn)
梁端部分破損。
2.1.2 病害成因
因填縫材料老化嚴重或早期建設過程中根本未填縫,導致雨水滲透引起鋼筋銹蝕,使周圍混凝土受到張力而開裂,進一步加劇了鋼筋銹蝕,致使病害愈發(fā)嚴重。此外,梁間存在一定間隙,石子等雜物一旦掉入,可能在夏季高溫時段由于混凝土發(fā)生膨脹而被擠碎,進而引起梁端部分破損[2]。
2.1.3 病害處理
鑿除伸縮縫兩側40cm 寬鋪裝層,用水沖洗干凈后,涂刷“優(yōu)止水”,共兩道,并對原有的預埋鋼筋和從橋面上裸露的所有鋼筋進行必要的調(diào)整。
對伸縮縫進行如下防水處理:
(1) 將原填縫料全部鑿除,然后將縫壁清理干凈;
(2)在清理干凈的縫壁表面均勻涂刷一層防水膠底漆;
(3)在伸縮縫兩側鋪裝層表面撒布石粉,以免接縫材料施工時對鋪裝層表面造成污染;為錨筋的設置鑿出預留孔洞,并將錨筋預埋完成;將錨筋預埋好后,在預留孔內(nèi)灌入“立止水”;
(4)在伸縮縫下部填入高度在25~30mm 范圍內(nèi)的嵌條,材質(zhì)為泡沫塑料;
(5)采用防水膠面漆進行灌縫處理,此時需注意在伸縮縫的頂部需預留一定膨脹空間。
(6)施工注意事項:螺栓預埋位置應準確無誤,且應達到牢固,預埋完成后均勻涂刷阻銹劑;完成對伸縮縫的安裝后,應達到平正且堅實。
2.2.1 病害表現(xiàn)
T 梁之間的縱向接縫處產(chǎn)生堿料反應,導致翼板下部表面出現(xiàn)剝落與疏松等現(xiàn)象,局部混凝土大塊脫落,導致內(nèi)部鋼筋直接外露。
2.2.2 病害成因
因T 梁之間的縱向接縫產(chǎn)生滲水,使內(nèi)部鋼筋發(fā)生銹蝕,造成開裂與破損,導致鋼筋直接外露。產(chǎn)生裂縫后,雨水加劇滲入,導致病害進一步加重,使翼緣板的下部產(chǎn)生面積相對較大的破損[3]。
2.2.3 病害處理
對于此病害,需遵循防治結合的基本原則來處理,以鋪裝層的實際破壞情況為依據(jù)確定適宜的修復方法,主要可分為徹底修復與局部修復。
其中,徹底修復是指先對接縫部位的橋面鋪裝層進行全面清理,然后采用下列做法處理:
(1)對于T 梁之間存在的縫隙,使用“立止水”進行封堵;
(2)沿縫隙走向均勻涂刷“優(yōu)止水”,涂刷寬度按20cm 控制,共兩道,同時增設一層纖維網(wǎng),使涂刷的厚度達到1.6mm以上;
(3)在所有其他結構層處也均勻涂刷“優(yōu)止水”,同時養(yǎng)護24h的時間;
(4)在涂層稍干后,涂刷一層水盾底漆,并使用細砂作為底漆的保護層,準備開始橋面鋪裝施工。
局部修復方法為:將伸縮縫處已經(jīng)損壞的混凝土全部鑿除,直到露出新鮮的層面,然后對銹蝕的鋼筋進行除銹,并均勻涂刷阻銹劑,最后用UP2000 對露出的混凝土表面進行修補。
2.3.1 病害表現(xiàn)
橋面既有排水管的周圍產(chǎn)生堿料反應,導致混凝土產(chǎn)生了嚴重破損。
2.3.2 病害成因
因排水管和混凝土之間的接觸面會受到混凝土自身收縮與膨脹等不同因素的綜合影響,所以在截面上難免產(chǎn)生縫隙,導致滲水,對接觸面及其周圍結構造成破壞。此外,因受到雨水與二氧化碳等介質(zhì)的連續(xù)侵蝕,也會使結構受到不同程度的破壞,導致排水管周圍混凝土損壞越來越嚴重。
2.3.3 病害處理
在排水管周圍鑿出一個寬度和長度均為2cm 的坑槽,將坑槽的內(nèi)壁與底部均清理干凈后,利用水盾面漆進行填充,此時注意不可完全填滿,需留出高度為1cm 左右的空間,這部分空間利用調(diào)和成膩子的“立止水”進行填充[4]。
2.4.1 病害表現(xiàn)
橫向拉結肋梁金屬連接件發(fā)生銹蝕。
2.4.2 病害成因
因雨水的作用和影響使金屬連接件發(fā)生銹蝕,銹蝕后體積變大,使混凝土產(chǎn)生裂縫,裂縫的產(chǎn)生會使引起銹蝕的介質(zhì)大量進入內(nèi)部,使銹蝕速度加快。
2.4.3 病害處理
對于此病害,主要是去除銹蝕,具體的操作方法為先將破碎的地方完全鑿除,使已經(jīng)發(fā)生銹蝕的鋼筋或連接件完全暴露,然后用鋼刷對表面進行清理,接著涂刷阻銹劑實施除銹,最后用UP2000 對破損的部位進行修補[5]。
2.5.1 病害表現(xiàn)
在T梁腹板的下部產(chǎn)生縱向劈裂。
2.5.2 病害成因
受力鋼筋由于受到雨水及二氧化碳等具有腐蝕性質(zhì)的介質(zhì)的持續(xù)影響而產(chǎn)生銹蝕,使梁下混凝土產(chǎn)生開裂導致破碎,最終導致鋼筋直接外露。另外,在混凝土損壞之后,腐蝕介質(zhì)進一步入侵,使病害加重,造成更大的破壞。
2.5.3 病害處理
將所有已經(jīng)破損與處于松散狀態(tài)的混凝土鑿除干凈,使已經(jīng)銹蝕的鋼筋完全露出,然后用鋼刷將鋼筋上的銹蝕清理干凈,最后涂刷阻銹劑。對于破損的混凝土,使用UP2000進行修補。
修補材料的選擇對病害處理及維修加固效果有直接影響,新材料的不斷提出與應用為橋梁病害處理提供了很多可供選擇的新材料,以上病害處理與維修加固技術中就用到了很多當下比較新穎的修補材料,如UP2000、“優(yōu)止水”、“水盾防水膠”、“立止水”等,這些新材料的使用,在很大程度上提高了修復效果。其中,UP2000 是一種結構修補劑,采用聚合物改性處理,具有快干和不下垂等優(yōu)勢特點;“優(yōu)止水”是一種高效防水劑,可呼吸,可滲入結構中微小的縫隙及孔洞當中,對這些可以過水的通道逐一堵塞,同時還能和結構形成一個整體;水盾防水膠是一種采用高分子聚合物進行改性處理后的瀝青防水材料;“立止水”是一種將硅砂與水泥作為載體包含不同化學物質(zhì)的止水材料,當遇水后體積快速膨脹變大同時變硬,和結構形成一個整體的同時將所有可能過水的通道堵住。
將橋梁的各既有病害均處理完成后,需在表面利用適宜的材料進行保護涂裝,這對保護橋梁結構,防止病害發(fā)生具有重要意義和作用。首先可通過降低電解液實際含量來防止修復區(qū)和未修復區(qū)之間產(chǎn)生過大的電位差,以起到防止鋼筋銹蝕的作用。實踐表明,水是對結構造成破壞的主要因素,這部分水主要來自大氣降雨,基于此,做好防水也能起到減少或避免鋼筋發(fā)生銹蝕的作用。其次,通過適當?shù)谋Wo涂裝還能大量減少空氣滲透,防止混凝土產(chǎn)生劇烈的碳化反應。最后,通過適當?shù)谋Wo涂裝還能對空氣中各類有害物質(zhì)向結構的入侵起到一定抵御作用,使病害的產(chǎn)生及發(fā)展速度都明顯降低。
由此可見,只對通過調(diào)查發(fā)現(xiàn)的既有病害進行處理,而沒有進行保護,則很難從本質(zhì)上解決病害,即現(xiàn)有病害處理后很快又會出現(xiàn)新的病害。因此,為了實現(xiàn)延長橋梁結構壽命的目標,并延長維修周期和降低維修費用,必須對保護措施的應用引起足夠的重視,根據(jù)實際情況制定有效的保護措施。就目前來看,在橋梁結構的保護方面,以ADEX 涂裝體系更具優(yōu)勢。該涂裝體系主要包含以下幾種涂裝材料:①NIVELEX底涂材料;②玻纖增強網(wǎng);③REVIFLEX 面涂材料。不僅彈性與可彎曲性好,而且和混凝土基層之間也有很好的匹配性,還能提供一定耐摩擦性,造價也不是很高,可作為橋梁結構保護方面的首選材料類型。
綜上所述,橋梁病害處理與維護是一項十分復雜而系統(tǒng)的工作,應先做好病害調(diào)查,確定病害類型、表現(xiàn)、成因,然后針對病害情況制定專門的病害處理與加強方案,再嚴格按照方案的要求及規(guī)范進行施工,保證施工質(zhì)量,以確保橋梁病害處理及加固最大限度發(fā)揮應有的作用,即延長結構壽命,減少維修成本。