李廣良

（廣州公路工程集團(tuán)有限公司，廣東 廣州 510000）

0 引言

城市橋梁是城市交通運輸體系重要組成部分，在綜合運輸功能提升、城市發(fā)展促進(jìn)、城市文化內(nèi)涵深化、行政效率提高等多個方面發(fā)揮著至關(guān)重要的作用。因此，加強(qiáng)城市橋梁建設(shè)，保障城市橋梁穩(wěn)定與安全運行具有非常重要的現(xiàn)實意義。城市橋梁長期運營過程中，易受多種因素影響出現(xiàn)裂縫、露筋等病害，影響橋梁功能發(fā)揮，增加橋梁運行風(fēng)險。維修加固施工是解決城市橋梁病害，延長橋梁使用壽命，減少橋梁運營風(fēng)險的重要路徑。這就需要相關(guān)部門以及工作人員全面掌握與合理使用城市橋梁維修加固施工技術(shù)。以下是依托某城市橋梁維修加固工程案例，對城市橋梁維修加固施工技術(shù)應(yīng)用的探究，意在拋磚引玉。

1 工程概況

某城市橋梁全長超過5800m，橋梁總面積超過51000m2，橋面凈寬10～15m，主要由人行道、隧道、匝道、橋樁、主線橋等構(gòu)成。該城市橋梁運行時間較長，承載能力已經(jīng)大幅度下降，且運營期間受多種因素影響出現(xiàn)裂縫、銹脹露筋等病害。為提高城市橋梁運營安全性、可靠性，延長城市橋梁使用壽命，對該城市橋梁實施維修加固處理。經(jīng)過為期1 年的維修加固，該橋梁使用功能有效恢復(fù)，整體荷載水平大幅度提高。

2 主要病害

城市橋梁運行過程中容易受城市橋梁設(shè)計施工因素、城市橋梁運營時間因素、城市橋梁日常檢修因素、氣候因素、荷載因素等影響出現(xiàn)各種病害，降低城市橋梁質(zhì)量。對城市橋梁病害進(jìn)行歸結(jié)，發(fā)現(xiàn)裂縫、銹脹露筋、滲水泛堿是最常見的病害，嚴(yán)重影響城市橋梁使用功能、結(jié)構(gòu)穩(wěn)定性、運營安全性[1]。相關(guān)工作人員在對該城市橋梁進(jìn)行系統(tǒng)檢查時，確定橋梁病害情況，如表1 所示。

表1 城市橋梁主要病害

3 維修加固施工技術(shù)及其應(yīng)用要點分析

城市橋梁維修加固是一項系統(tǒng)且復(fù)雜的工程。在實踐操作過程中不僅需要做好各種前期準(zhǔn)備工作，也需要立足城市橋梁維修加固要求，結(jié)合工程項目實際情況，綜合考慮各種因素，科學(xué)與合理選用施工技術(shù)。依托該工程項目與相關(guān)經(jīng)驗總結(jié)，提出如下維修加固施工要點。

3.1 強(qiáng)化城市橋梁狀態(tài)檢測

狀態(tài)檢測是城市橋梁維修加固施工基礎(chǔ)環(huán)節(jié)。通過狀態(tài)檢測，相關(guān)工作人員能夠系統(tǒng)掌握城市橋梁真實情況，為維修加固工程目標(biāo)制定、方案規(guī)劃、施工技術(shù)選用、施工質(zhì)量管理等工作開展提供準(zhǔn)確、全面依據(jù)，保證維修加固工程順利開展與成功完成。通常情況下，在狀態(tài)檢測前，需要做好各項準(zhǔn)備工作：

一是收集城市橋梁工程資料，詳細(xì)了解城市橋梁設(shè)計信息、施工信息、運營信息等，掌握城市橋梁核心數(shù)據(jù)。

二是了解城市橋梁狀態(tài)檢測相關(guān)要求，嚴(yán)格按照其規(guī)定、要求、標(biāo)準(zhǔn)準(zhǔn)備狀態(tài)檢測工具，確定狀態(tài)檢測指標(biāo)，合理選擇狀態(tài)檢測控制截面等。

三是利用科學(xué)技術(shù)，建立城市橋梁有限元模型，通過有限元仿真分析了解城市橋梁力學(xué)情況，以便為荷載試驗方案設(shè)計提供參考依據(jù)，保證試驗指標(biāo)參數(shù)確定合理。

目前，在城市橋梁狀態(tài)檢測過程中，荷載試驗包括靜載試驗與動載試驗兩項內(nèi)容，前者能夠準(zhǔn)確獲得橋梁撓度、橋梁彎矩等信息，后者能夠準(zhǔn)確獲得橋梁振動參數(shù)[2]。該工程項目靜載試驗應(yīng)變校驗系數(shù)、撓度校驗系數(shù)均＞0.5%，符合相關(guān)規(guī)定，說明靜載試驗結(jié)果較為準(zhǔn)確。根據(jù)靜載試驗結(jié)果，即加載時測試點彎矩＞4600kN·m，加載時測試點撓度＞4.99mm，橋梁結(jié)構(gòu)殘余應(yīng)變范圍1.5%～2.8%Hz。該工程項目動載試驗結(jié)果顯示，加載車車速≤30km/h 時，橋梁結(jié)構(gòu)基頻為（7.00±0.03）Hz；加載車車速＞30km/h 時，橋梁結(jié)構(gòu)基頻為（6.50±0.35）Hz；剎車試驗沖擊系數(shù)維持在0.11～0.19 范圍內(nèi)，未超過0.30。由荷載試驗結(jié)果可知，該橋梁承載水平符合相關(guān)規(guī)定，但由于該橋梁技術(shù)要求較高，運行時間較長，承載能力惡化系數(shù)超過0.10，且缺陷檢查（直觀觀察、橋梁結(jié)構(gòu)無損探測檢查等）發(fā)現(xiàn)多處病害，所以需要對該橋梁進(jìn)行維修加固。

3.2 確定維修加固施工思路

按照“消除城市橋梁病害”“恢復(fù)城市橋梁施工功能”“提高城市橋梁承載能力”“延長城市橋梁使用壽命”等原則，編制科學(xué)、合理的城市橋梁維修加固方案。在該工程項目中，根據(jù)橋梁實際情況，聯(lián)系以往施工經(jīng)驗，提出如下維修加固目標(biāo)與施工思路：

第一，維修加固后城市橋梁恢復(fù)最初設(shè)計荷載等級；最大限度地提升城市橋梁穩(wěn)定性、可靠性、牢固性、耐久性、舒適性；保證各項維修加固施工質(zhì)量優(yōu)良率不低于95%。

第二，維修加固施工過程中，最大程度地減少施工對城市橋梁使用的影響，保證城市橋梁各項功能有效發(fā)揮，尤其是交通功能。

第三，維修加固設(shè)計與施工過程中，綜合考慮建筑與城市環(huán)境的關(guān)系，適當(dāng)提高維修加固后橋梁觀感，保證橋梁與周圍建筑、自然環(huán)境協(xié)調(diào)統(tǒng)一。

第四，根據(jù)裂縫寬度以及所在位置合理選用處理辦法。通常橋臺裂縫寬度＜0.15mm 時，環(huán)氧樹脂膠泥封堵法能夠滿足裂縫處理需求；橋臺裂縫寬度≥0.15mm 時，壓力注漿法具有較強(qiáng)優(yōu)勢。

第五，根據(jù)銹脹露筋情況，可聯(lián)合使用粘貼鋼板、混凝土重新澆筑、粘貼碳纖維等方法處理。

第六，關(guān)于滲水泛堿以及其他橋梁病害，需要具體問題具體分析。相關(guān)人員能夠根據(jù)分析結(jié)果，靈活應(yīng)用環(huán)氧砂漿涂抹法、橋面重新鋪裝法、植筋法、橫梁截面增加法等處理病害。

3.3 精選維修加固施工技術(shù)，加強(qiáng)質(zhì)量控制力度

該工程項目施工期間主要應(yīng)用技術(shù)有環(huán)氧樹脂膠泥封堵、壓力注漿法、粘貼鋼板、粘貼碳纖維、植筋、阻銹試劑涂抹等。

3.3.1 環(huán)氧樹脂膠泥封堵與壓力注漿

該工程項目中對于混凝土破損區(qū)域以及細(xì)小裂縫設(shè)計采用環(huán)氧樹脂膠泥封堵工藝進(jìn)行維修，對于大裂縫設(shè)計采用壓力注漿法進(jìn)行維修。破損與裂縫維修過程中需要注意以下幾點：

一是相關(guān)工作人員通過系統(tǒng)檢測，將破損位置與小裂縫所在位置準(zhǔn)確標(biāo)出，并利用裂縫表面處理工具（如毛刷）清理破損與小裂縫表面及其周邊區(qū)域的塵土、雜物、浮皮等；二是由專業(yè)人員根據(jù)維修需求合理配置環(huán)氧樹脂膠，并嚴(yán)格按照相關(guān)規(guī)定，于混凝土破損位置涂抹環(huán)氧樹脂膠，風(fēng)干后常規(guī)養(yǎng)護(hù)；三是由工作人員沿著裂縫方向0.2～0.3cm 擦洗，待裂縫表面干燥后利用配置好的材料進(jìn)行封堵；四是如果裂縫寬度超過0.15mm，則在擦洗干燥后，合理安裝注漿嘴、灌漿泵，通常情況下裂縫寬度在1mm 以內(nèi)時，灌漿泵間距控制在350～500mm 之間，當(dāng)裂縫寬度超過1mm時，灌漿泵間距控制在500～1000mm 之間；五是在裂縫兩側(cè)涂抹2 次環(huán)氧樹脂基液，封閉裂縫，壓力試漏結(jié)果顯示合格后，進(jìn)行灌漿操作，嚴(yán)格控制灌漿壓力、進(jìn)膠速度、灌注時間等參數(shù)（工藝流程見圖1）[3]。

圖1 裂縫壓力注漿施工工藝流程見圖

3.3.2 鋼板與碳纖維粘貼

粘貼鋼板與粘貼碳纖維是當(dāng)前城市橋梁加固常用手段，二者原理基本相同，即根據(jù)城市橋梁加固需求，在混凝土表面合理粘貼鋼板或碳纖維，以提高公路橋梁承載能力，增加公路橋梁穩(wěn)固性與耐久性。粘貼鋼板工藝技術(shù)的優(yōu)點在于對城市橋梁外觀影響較小，施工操作較為簡單，施工速度較快；缺點在于鋼板自重較大，貼合要求較高，如處理不當(dāng)容易出現(xiàn)鋼板脫落問題，降低加固效果。粘貼碳纖維工藝技術(shù)的優(yōu)點在于碳纖維質(zhì)量輕，耐腐蝕性強(qiáng)，抗拉強(qiáng)度高；缺點在于耐火性差。采用有限元模型對粘貼鋼板與粘貼碳纖維工藝技術(shù)應(yīng)用效果進(jìn)行分析，發(fā)現(xiàn)兩種工藝技術(shù)均能夠滿足該工程項目加固需求，粘貼鋼板工藝技術(shù)應(yīng)用下該工程項目加固的改善幅度在30%～70%之間，粘貼碳纖維工藝技術(shù)應(yīng)用下該工程項目加固的改善幅度在64%～80%之間。在應(yīng)用這兩種工藝技術(shù)進(jìn)行施工時，需要注意以下幾點：其一，對殘存、破損、銹脹露筋的混凝土表面進(jìn)行有效清理；其二，利用環(huán)氧樹脂材料處理施工范圍內(nèi)部裂縫；其三，磨平混凝土表面，提高施工位置平整高度；其四，根據(jù)施工位置具體情況，確定鋼板或碳纖維尺寸；其五，鋼板或碳纖維質(zhì)量檢查達(dá)標(biāo)后，合理涂抹粘貼劑，并進(jìn)行粘貼操作；其六，精細(xì)化處理搭接位置、拐角位置，保證工藝技術(shù)應(yīng)用精準(zhǔn)、到位、達(dá)標(biāo)。

3.3.3 植筋

植筋技術(shù)是城市橋梁常用加固技術(shù)，主要是指通過適當(dāng)增加鋼筋的方式，提高橋梁結(jié)構(gòu)承載能力，滿足城市橋梁維修加固需求。施工人員在應(yīng)用該技術(shù)時，需要注意以下幾點：一是按照施工設(shè)計圖紙準(zhǔn)標(biāo)出鉆孔位置精；二是利用專業(yè)鉆孔工具對施工位置混凝土體進(jìn)行鉆孔操作，嚴(yán)格控制鉆孔位置與深度；三是檢查鉆孔質(zhì)量，待質(zhì)量達(dá)標(biāo)后徹底清理孔道內(nèi)部灰塵、碎屑等，并利用工業(yè)酒精擦洗孔道，待孔道干燥后，臨時封閉孔口；四是由專業(yè)人員配置植筋膠，并按照相關(guān)要求向孔道內(nèi)部規(guī)范注射植筋膠，通常最佳注射量為孔深的2/3；五是借助植筋槍向孔道內(nèi)部插入鋼筋，精準(zhǔn)控制鋼筋插入位置、速度、深度、垂直度[4]。

3.3.4 阻銹試劑涂抹

外露鋼筋多伴有銹蝕問題，所以在維修加固施工過程中需要做好除銹工作。目前，較為常見的除銹方法是涂抹阻銹試劑。該技術(shù)應(yīng)用過程中應(yīng)注意以下幾點：一是確定鋼筋銹蝕位置，清理表面雜物；二是合理選擇阻銹試劑，通常情況下，以多功能滲透性阻銹劑為主；三是采用分層涂抹方式施工，涂抹次數(shù)通常為（4±1）次，每次涂抹劑量控制在0.4kg/m2左右；四是根據(jù)相關(guān)規(guī)定要求阻銹試劑滲透深度不低于混凝土保護(hù)厚度的0.3cm；五是阻銹試劑涂抹期間，為減少其對施工人員身體健康的影響，需要在施工前做好個人安全防護(hù)工作，如配套防護(hù)手套、防護(hù)口罩等。

施工技術(shù)應(yīng)用期間，除把控施工技術(shù)應(yīng)用要點，強(qiáng)化施工現(xiàn)場細(xì)節(jié)管理外，也應(yīng)做好組織管理、制度建立、材料管控、進(jìn)程監(jiān)督等工作，以便進(jìn)一步提升施工質(zhì)量，保證施工技術(shù)應(yīng)用作用有效發(fā)揮。

4 結(jié)語

城市橋梁維修加固是一項較為復(fù)雜的工作，尤其是一些病害較為多樣且復(fù)雜的城市橋梁。為保證城市橋梁穩(wěn)定、安全、長久運營，相關(guān)部門以及工作人員需要高度重視城市橋梁維修加固，能夠在工程實踐中應(yīng)用狀態(tài)檢測技術(shù)全面掌握橋梁現(xiàn)狀問題，應(yīng)用維修加固施工技術(shù)處理橋梁病害，切實恢復(fù)橋梁施工功能，提高橋梁通行舒適度、穩(wěn)定性、可靠性。值得注意的是，在維修加固施工技術(shù)應(yīng)用過程中，應(yīng)注重施工技術(shù)應(yīng)用質(zhì)量控制，最大程度地發(fā)揮施工技術(shù)優(yōu)勢，有效規(guī)避維修加固施工質(zhì)量問題。