桥梁缺陷处理浅谈

桥梁缺陷处理浅谈

张冬演

福建省交建集团工程有限公司福建厦门361021

摘要：在施工过程中由于管理不规范，桥梁很容易遇到质量缺陷，造成比较大的安全隐患。本文以实际工程为例，对桥梁施工过程遇到的梁体裂缝、混凝土缺块、露筋、支座破损缺陷处理进行了论述。工程施工后取得了良好的施工效果，保证了工程质量，为类似工程施工积累了参考经验。

关键词：梁体裂缝；缺块修复；顶升

一、工程概况

工程跨线桥为双幅桥梁，全桥共计三联，采用（5×25＋45＋6×25）m预应力混凝土预制T梁。25mT梁梁高1.75m，梁间距2.46m；45mT梁梁高2.75m，梁间距2.46m。桥梁外观检测时发现存在梁体有裂缝、混凝土缺块、钢筋露筋、支座破损等质量缺陷。现就这问题进行分析处理。

二、主要施工方法

桥梁主要施工内容为裂缝修补及其他混凝土缺陷修复、支座调整更换。根据桥梁现有病害，按照国家现行相应加固技术规范，结合我司以往对类似桥梁结构工程缺陷修补经验，对桥梁结构混凝土裂缝及外观缺陷处理采用以下修补方案：

1、梁体混凝土裂缝（纹）缺陷处理

没有环向延伸贯通等对桥梁结构影响较大的缺陷，因此采取以下方案：

缝宽D≤0.10mm的裂缝，采用封缝胶封闭处理；再横向（相对于裂缝走向）粘贴一层300g碳纤维布。缝宽D＞0.10mm的裂缝，采用毕可法（即恒压灌注法）进行注胶处理。再横向（相对于裂缝走向）粘贴三层300g碳纤维布。要求纤维布长度从裂缝两端向外延伸各1m。裂缝流白灰，人工用钢丝刷清除白灰后按裂缝处理。梁体裂缝粘贴碳纤维布要求：碳布宽度0.5m（裂缝两侧各0.25m），长度从裂缝尖端给延伸1m。

注：横隔板、湿接缝裂缝一律采用封缝胶封缝或毕克法处理，无需贴碳布。

2、砼蜂窝麻面、掉块露筋缺陷

（1）单块面积S≤0.1m2（对砼整体性影响较小）的。对露筋进行除锈处理，清洁创口，并用聚合物高强砂浆进行压抹平整。

（2）单块面积S＞0.1m2。对露筋进行除锈处理，清洁创口，用聚合物高强砂浆进行分层压抹平整，并沿主筋方向加贴一层300g碳纤维布。碳布长宽各超出缺陷区域0.25m。

3、支座缺陷

(1)支座橡胶体破损开裂：顶起梁体，取出支座，用同型号支座更换，使支座上下各部件纵轴线对正，支座不得发生偏歪、不均匀受力和脱空现象。

(2)支座上、下钢板锈蚀：支座钢板除锈，涂刷防锈漆。

(3)支座上钢板固定螺栓缺失：将梁体微微顶起，四周用结构胶封闭后注结构胶。

三、主要施工工艺

1、裂缝处理施工工艺

(1)封闭胶封闭处理：

施工工序为：

裂缝表面处理→均匀涂刷封缝胶→检查质量→洁净表面

首先对准备封闭裂缝处进行清洁处理，并使混凝土表面充分干燥；

将拌和好的封缝胶均匀地刮涂在构件表面裂缝处，将裂缝完全封闭；封缝胶不能涂得太薄或太窄，封缝胶涂抹宽度应以20～30mm，厚度2mm为宜；

(2)毕可法修补：

毕可法修补使用的裂缝灌浆材料，要求粘度低，具有很强的渗透力和良好的柔韧性，硬化后不收缩，具有良好的耐久性，具有瞬间固化特性（即固化是一突变过程）硬化后状态稳定。

施工工序为：

裂缝处理→埋设灌胶嘴→封缝→密封检查→压力灌胶→敲去灌胶嘴→涂刷结构胶并检查固化情况

采用毕可法处理的具体做法为：

用钢丝刷将裂缝周围的灰尘，松散层等杂物清理干净，用除尘器和酒精等将裂缝处的灰尘洗净、清除、干燥。

根据裂缝的宽度，确定灌胶底座的间距和位置，在裂缝端部、裂缝交叉处和裂缝较宽处设置灌胶嘴，贯穿裂缝须作开槽处理而且两端必须埋设灌胶嘴。并用粉笔在裂缝表面做出标记；灌胶底座的粘贴间距为250mm左右；原则上缝窄宜密，缝宽可稀，但每条裂缝至少有一个进浆孔和排气孔。

将灌胶底座按标注位置顺缝粘贴在裂缝表面，灌胶底座之间的裂缝用封缝胶完全封闭。封缝胶涂得太薄或太窄，均容易造成灌缝胶的泄漏，因此，封缝胶的涂抹宽度为20～30mm，厚度1mm；涂抹封缝胶至灌胶底座处时，应检查底座是否粘接严密。若存在缝隙，用封缝胶对其进行周圈封闭,裂缝封闭后应进行压气试验，检查密闭效果，确保固化；

将灌缝胶混合均匀后，装入专用注射器或手动及脚踏式泵压器内。给注射泵套上专用的注胶嘴，通过注入口上的阀门逐渐加压进行灌注，直至弹性注胶器膨胀至限高处；

裂缝较宽的地方，先注射粘度低的灌缝胶，然后再加注粘度高的同种灌缝材料。灌浆后待缝内浆液初凝，可拆除灌胶底座并用封缝胶对灌浆孔进行封口抹平。灌胶顺序，竖缝必须自下而上，平缝应从一端向另一端进行灌胶。

灌缝完毕，应将裂缝周围的胶渣、碎屑等杂物清理干净。

2、砼掉块、露筋等混凝土缺损修补施工工艺

对露筋进行除锈处理，清洁创口，并用聚合物砂浆进行填补。

(1)疏松砼需凿除，并用钢丝刷清除砼面上的浮渣、浮灰。

(2)用毛刷均匀在混凝土表面涂刷界面剂，以增强旧混凝土和聚合物砂浆之间的粘合力。

(3)将已经配制好的聚合物砂浆在其固化前及时对破损和凿除混凝土基面进行修补，以达到其原结构尺寸或设计要求。

(4)聚合物砂浆拌和用水量12～15％，每次压抹的厚度应满足施工规范要求（不超过1cm），灰浆不得自然垂落，当压抹厚度达到尺寸要求时应及时做好压抹收光，构件阳角应顺直。

(5)在聚合物砂浆修补完成之后的24h内，不能对修补砂浆进行扰动，保证良好的养护条件。

(6)施工注意事项

a.聚合物砂浆的使用一定要严格按照说明书的配合比搅拌，拌和量每次不宜太多，必须在有效的操作时间内使用。

b.禁止在日平均气温60℃或日平均5℃以下的地方施工，如需施工，须有必要的保证措施。

c.聚合物砂浆材料的保管应注意防水、防冻、阳光照射及雨淋。

d.根据聚合物砂浆的使用量和施工要求的厚度，须保证压抹后的聚合物砂浆在20min至240min内维持湿润状态，已施工的砂浆在固化前须防止冻结、雨淋、水浸等。

e.聚合物砂浆压抹较厚时，应采取分层多次抹灰，每次不超过1cm。

3、粘贴碳纤维布施工工艺

(1)粘贴碳纤维布施工流程

底层处理→涂刷碳布胶→粘贴碳纤维布→涂抹浸渍胶→固化

(2)粘贴碳纤维布施工工艺

A、底层处理

①将混凝土表面剥落、疏松、蜂窝、腐蚀等劣化部分清除，并进行清洗、打磨，待表面干燥后，用聚合物砂浆修补材料将混凝土表面凹凸部位修复平整。如果有毛刺，应用砂纸打磨。找平面用手触摸感觉干燥后，才能进行下一工序施工。

②用裂缝修补胶修复结构裂缝：对于宽度＜0.10mm的裂缝采用结构修补胶黏剂进行表面封闭修复处理；对于较深、宽度≥0.10mm的裂缝采用结构修补胶黏剂进行压力灌注法进行裂缝封闭修复处理。

③粘贴处阳角应打磨成圆弧状，阴角以修补材料填补成圆弧倒角，圆弧半径应≥25mm。

B、涂刷碳布胶

将碳布胶涂抹在混凝土表面，用笔刷和橡皮刮刀用力反复涂抹，使底胶能均匀充分地粘附混凝土表面，并浸入混凝土。

C、粘贴纤维布

①按结构尺寸裁剪碳纤维布，在裁剪和卷布过程应保持碳纤维布表面无灰尘、杂物。

②配制浸渍胶：根据需粘贴的碳纤维量确定所需浸渍胶的数量，按比例将A、B两组份胶均匀的搅拌。每次搅拌的胶当次使用，超过时间不可使用，每次配胶不宜超过2kg。

③将配制好的浸渍胶用毛刷均匀地涂抹在结构表面，然后将碳纤维面均匀地敷设在浸渍胶层上。用专用的橡胶滚或橡胶刮刀，沿纤维方向用力滚压或刮平，应注意不要来回滚压、刮平，应沿一个方向滚压、刮平，排除气泡和多余的胶液，使浸渍胶充分渗透碳纤维布并与混凝土表面牢固黏接。滚压、刮平时不得损伤碳纤维布。

D、涂刷浸渍胶

在碳纤维布表面再次均匀涂抹浸渍胶，用滚筒或橡胶刮刀滚压、抹平，应使浸渍胶充分渗透碳纤维布。

E、固化

①碳纤维布补强施工后应防止雨淋或受潮，注意保护施工面不受硬物损伤。

②一般情况下在常温下养护、固化，当环境温度保持在20℃以上时，24h固化，具有一定强度，3～5d可受力，若低于15℃固化时间延长，10～15d方可受力使用。必要时也可采取人工加温，保持温度在15℃～20℃。

F、注意事项

①雨天或空气潮湿条件下不宜施工。

②碳纤维布搭接长度不宜小于l00mm；搭接位置宜避开主要受力区。对于掉块露筋处粘贴的碳纤维布，碳布四周应比缺陷面向外延伸长度不小于200mm。

③粘贴碳纤维布前，应对混凝土表面再次拭擦，确保粘贴面无粉尘。混凝土表面涂刷胶黏剂时，应做到胶体不流淌；胶体涂刷不出控制线；涂刷均匀。

④当采用多层碳纤维布加固时，在前一层纤维布表面用手指触摸感到干燥后，立即涂胶黏剂粘贴后一层碳纤维布。

⑤最后一层碳纤维布施工结束后，在其表面均匀涂抹一层浸渍胶（面层防护），自然风干。

4、顶升施工工艺

在支座修复过程中，需要将梁体顶升，其操作流程如下：

在梁体顶升施工中，顶起主梁时采用并联联动式千斤顶，由一台大容量的电动油泵站供给动力，通过分配阀将多台顶升千斤顶与油泵之间形成并联油路，完成同步顶升。梁体顶升前，须对千斤顶、油泵、压力表等设备进行全面的调试检查，检查液压油是否够用，油泵上的设施是否漏油，损坏、油管是否破裂，老化、长度是否合适，千斤顶行程及速度是否正常，有无漏油现象。至此完全符合要求。千斤顶的规格视顶升梁板的重量而定，保证千斤顶的顶起吨位有不少于2.0的安全储备系数，且顶升时相邻千斤顶之间的高度误差不得超过3mm。

（1）顶升施工工艺

顶升前将主梁底板和帽梁表面的支座前后千斤顶搁置面范围内的混凝土表面整平，并清理干净，在底部先垫入橡胶板，再垫1cm厚的钢板作为垫板。顶升T梁时，千斤顶放置在T梁端横隔板下靠近腹板的位置；顶升空心板时，千斤顶放置在支座内侧靠近支座处，尽量靠近腹板。

同一横断面上主梁应同步顶升，整个顶举过程用桥面高程和千斤顶油压双项控制，千斤顶活塞伸出2mm作为一个控制步长，在每个顶举步长位置均停留1～2min，检查千斤顶间的工作油压与桥面高程的误差，若高程误差和油压误差值超过控制值时，必须进行适时调整后才进入下一个顶举周期，达到同步顶举目的。

主梁起顶顺序为（上、下游幅相同）：先从两端桥台处开始顶起主梁，然后逐步向桥中方向对称每两个墩帽梁处顶起主梁，最后在最中间桥墩帽梁处顶起主梁。按上述步骤循环顶升主梁，注意每次主梁顶升高度相同且不得超过规定值，确保主梁整体被均匀顶起已确定的顶起高度，保证主梁结构安全。支座顶升，相邻墩台间不均匀竖向位移差不应超过3mm。

更换支座时支座位置必须安放准确，上下表面务必平整且分别与梁体垫石密贴。支座不得发生偏歪、不均匀受力和脱空现象。滑动面上的四氟滑板和不锈钢板不得有划痕、碰伤等，位置正确，安装前必须涂上硅脂油。

（2）BZ70－1型联动泵操作

千斤顶安放到位、油管连接油泵站后，操作油泵开始工作，先关紧油泵站输油、回油油阀，缓慢增加油泵油压，待游标显示油压到15～20Mpa后，缓慢打开输油油阀并缓慢的增加油压，待油表显示30Mpa后，油泵站停止工作，并缓慢打开回油阀，连续按次回油2～3次，目的在于排出油管内的空气，并可以调节每个千斤顶钢板和梁体横隔板梁接触点的受力状况大至相同。油泵站继续增油，油压表显示40Mpa时，各梁体均已同时被顶升2mm，油泵增油到48Mpa时，梁体已同时被顶升4mm，待油泵站增油至55～60Mpa时，梁体已同时被顶升6～7mm，这时关紧输油油阀及各个千斤顶油管连接处的油阀，并停止油泵站工作，取出需更换（或纠偏）的支座进行相关处理。待支座处理完毕后，先打开千斤顶连接处的油阀，再缓慢打开油泵站输油、回油油阀开始回油。

当支座更换施工完成后，经复核主梁中轴线与原设计中轴线一致后，即可放下主梁，支承在更换及维修后的支座上，主梁放置施工步骤与主梁顶升施工步骤相反。支座更换后，经观察并测量（由参照标线），因新旧支座压缩量不同引起的梁体纵向位移（即支座高度差）一般在1mm左右。被顶升的梁体降落后，梁体不应产生横向位移现象。支座的病害处理应在24d内完成，即桥梁顶升时间不得超过24h。梁板顶升施工工艺流程图如下：

全部施工过程用数码相机拍照并刻录光盘，完整提供全套施工资料。所更换的支座全部对应编号存查。

结论

综上所诉，在桥梁工程施工过程中，应做好好施工质量管理工作，提高施工人员综合素质，保证桥梁施工质量达到要求。碰到质量缺陷需针对性地采取施工措施，降低施工成本，具有一定的借鉴参考价值。

参考文献

[1]JG/T333-2011混凝土裂缝修补灌浆材料技术条件.

[2]DB33/T内河桥梁整体顶升规范.

[3]桂学桥梁顶升技术研究《长安大学》2005.