谈谈钢筋混凝土桥梁的现代养护和加固措施

第４期（总第２ｌ１期）　山西交通科技　Ｎｏ．４　垒￡　Ｓ　垒婴　Ｑ　巡ＩＩ］　ｃＡ＇ｌＩＯＮＳ　Ａ　谈谈钢筋混凝土桥梁的现代养护和加固措施　杨　菲　（山西省交通科学研究院，山西　太原０３０００６）　摘要：在现代桥梁管理中，其后期养护和加固费用往往会占到很大的比重，因而其现代养　护和加固措施也成为当下桥梁工程中关注的焦点，因为钢筋混凝土桥梁除了直接承受车辆、行　人等荷载之外，还长期暴露在外部环境之中，与水、空气、酸碱环境等直接接触，因而对钢筋混　凝土桥梁的现代养护和加固措施进行分析探讨。　关键词：钢筋混凝土；桥梁；养护；加固；喷涂；灌浆；碳纤维　中图分类号：Ｕ４４５．７　文献标识码：Ａ　文章编号：１００６－３５２８（２０ｌ１）０４＿００５７－０３　钢筋混凝土桥梁是当今最为普遍和重要的桥梁　有松动迹象的保护层混凝土全部凿去，边缘留成锯　形式之一，其除了直接承受车辆、行人等荷载之外，　齿形以加强与修补混凝土的咬合，之后再利用混凝　还长期暴露在外部环境之中，与水、空气、酸碱环境　土重新进行保护层的修补和填补，若需要时还应该　等直接接触，这些因素都将对桥梁的结构稳定性、安　在小范围内支模。重新填补的保护层应注意养护，保　全性以及合理使用寿命造成危害。在现代桥梁管理　证密实和与原保护层良好的结合性。修补完成后，在　中，其后期养护和加固费用往往会占到很大的比重，　原保护层和修补保护层表面要结合砂浆找平。　因而其现代养护和加固措施也成为当下桥梁工程中　ｄ）当钢筋混凝土桥梁的梁、墩、板等关键构件和　关注的焦点，我们可以从以下一些方面进行分析。　纵横向连接件出现开裂、裂缝、混凝土脱落等情况　１钢筋混凝土桥梁的日常养护与维修　时，必须引起足够重视。首先利用探伤仪等仪器对桥　梁构件进行分析，若桥梁力学性能已经明显改变，则　钢筋混凝土桥梁的日常维护涉及的内容比较庞　必须马上采取加固措施，养护和维修措施不再适用。　杂，大致上来说可以分为４个层次：　若破坏在设计以及规范允许的范围内，则可对裂缝　ａ）简单的表面污垢和混凝土风化、剥落等，深入　进行修补，一般裂缝可采用高强度砂浆或混凝土灌　度在３　ｌａｉｎ以内的，对钢筋混凝土主体性能基本无　注，其内加入适量环氧树脂胶加强结合性；当裂缝超　影响，可以通过清洁器材对桥面和各个构件进行清　过６　ｍｍ时必须采用压力灌浆法将环氧树脂等灌缝　洗，对于轻微剥落部分，可以刷一层１：２～１：３的　材料和水泥砂浆等灌人，并在裂缝表面以橡胶片材、　混合水泥砂浆与原桥面找平。　聚氯乙烯片材等材料封口。对于比较严重的裂缝，还　ｂ）桥面及构件出现蜂窝、麻面和空洞，当深入度　应特别采用聚合物水泥砂浆、环氧浆材、高强水溶性　超过５　ｍｍ时，应首先将松动、散落的部分清除干　聚氟酯浆材等混合物灌浆，表面以弹性树脂砂浆和　净，再向整个蜂窝麻面和空洞内灌注水泥砂浆，当空　弹性嵌缝材料封口找平。　洞较大时，还需灌注现拌混凝土，待初凝后，再在其　ｅ）若在检测中发现钢筋混凝土、预应力混凝土　表面刷一层水泥砂浆起保护作用。　梁式桥主架或拱桥的挠度超过规定的允许值（见第　ｃ）当混凝土破坏、剥落比较严重，已有钢筋暴露　５８页表１），并有严重发展趋势时，应查明原因，经设　在外时，必须对钢筋和混凝土均进行维护。首先用专　计计算进行加固或换构件。　用的除锈剂去除钢筋表面的锈迹，切记不可采用砂　纸、砂轮等磨掉钢筋表面锈迹，这样一方面会影响钢　２钢筋混凝土桥梁的现代加固措施　筋的受力性能，同时也不利于钢筋与混凝土的结合　２．１粘贴钢板加固法　与抓接。钢筋处理完毕后，将散落、剥落不完全以及　当桥梁受力稳定性受到影响或桥体发生不可逆　收稿日期：２０１１—０３—０４；修回日期：２０１１—０３—１７　作者简介：杨　菲（１９８Ｏ一　），男，陕西西安人，工程师，大学本科，２００２年毕业于长安大学桥梁工程专业。　・５８・　表１桥梁允许挠度值　山西交通科技　２０１１年第４期　酸碱环境对外部保护混凝土的破坏，进而影响到钢　最大允许挠度值　桥梁结构类型　…一．…一一　Ｊ粱式桥，梁跨中　口ｒ，　ｍ　一哪　端　￡，６００　厶ｒ３ｏ０　混撂＋衙麻　桥　肋　。Ｉ　拱、桁架桥　混凝土、砖、石拱桥和双曲拱桥　Ｌ，８０ｏ　ＬＩ１　ｏｏＯ　筋混凝土的复合体整体结构；二是桥梁设计值低于　桥梁的实际荷载；三是施工工艺的缺陷使得内部钢　筋先于外部混凝土锈蚀或被破坏。这３种情况下　ＣＦＲＰ法都有着十分优异的加固和修补表现，尤其　对于Ｔ梁等截面中心轴较高的断面，效果更加明显。　需要引起高度重视的是，ＣＦＲＰ法虽然可以改　善和提高桥梁构件和整体的强度，但在同时会对钢　筋混凝土的受弯结构力学性能产生负面影响，使受　破坏以及桥面裂缝过大已经穿透保护层时，可以采　用粘贴钢板加固法，利用锚栓将钢板锚固在受损混　凝土区域边缘，再以树脂胶、砂浆等黏结剂灌缝填　充，以加强被破坏部分的强度和韧性以及二次抗裂　作用。粘贴钢板加固法“适用于受弯、受剪和受拉构　件，或纵向主筋出现严重的锈蚀，或梁板桥的梁出现　严重横裂缝时，用黏结剂及锚栓将钢板粘贴锚固在　混凝土结构的受拉缘或薄弱部位，使其与结构形成　整体，提高桥梁承载能力［１１”。　粘贴钢板加固法的施工程序为：　ａ）将梁（板）底面混凝土凿毛，使骨料露出，并清　除破碎部分和浮尘。　ｂ）钢板（规格宜薄而宽，厚度一般以４．５～６．０　ｍｍ　为宜）施工时要注意钢板表面的除锈，保持结合面的　干净，同时应将结合面磨粗，以加强结合性。　ｃ）施工时要注意环氧树脂等黏结剂的质量，“配　置环氧胶泥时，材料称量要准确　。　ｄ）施工时要注意黏结剂的饱满度，“一般在混凝　土表面及钢板表面分别涂刷一层均匀的环氧砂浆薄　层，合计层厚约２　ｍｍ，然后加压密贴并使固定ｐ１＂。　ｅ）在钢板和混凝土粘贴面上用刮刀均匀涂刷配　制好的环氧树脂打底层，然后再用刮刀在钢板上均　匀涂刷配制好的环氧树脂黏结剂；粘贴钢板后迅速　拧紧螺母。用稠度较高的环氧树脂水泥砂浆填塞钢　板与混凝土表面之间的缝隙及封住螺母。　Ｄ粘贴完成后，对钢板及被加固构件部位进行　有效的防腐和外观处理，即可先清除钢板外面污物　和锈蚀，涂一层树脂薄浆，再涂两层防锈漆。　粘贴钢板加固法具有施工简便、技术可靠、短期　加固效果较好且工艺成熟等优点。　２．２粘贴碳纤维加固法　粘贴碳纤维法又称ＣＦＲＰ法，其名来源于这种　桥梁加固方法的关键材料——碳纤维增强塑料。　ＣＦＲＰ法充分利用了碳纤维增强塑料良好的力学性　能和“高强度轻质量”的特点，通常与树脂类粘贴和　嵌缝材料配合使用，构成复合材料，将碳纤维增强塑　料粘贴于构件表面，对桥体有着良好的加固和提升　力学性能的效果。　在工程实际中，钢筋混凝土桥梁遭到破坏需要　加固主要有３种情况：一是外部环境诸如水、空气、　弯钢筋混凝土结构的破坏形式由塑性变为脆性，因　而在工程实践中，必须利用ｃＦＲＰ的弹性应力—应　变关系确定其极限应力，同时对受弯构件的剪力和　弯矩进行验算，以避免在正常荷载下受弯构件发生　膪陛破坏或受剪破坏，这是非常危险的情况，在工程　实践中要彻底杜绝其发生。　２．３黏结预应力加固体系（ＳＲＡＰ加固法）　它类似体外预应力的加固技术，是采用锚固于　被加固梁体上的高强钢丝，２—３股钢绞线或小直径　高强度粗钢筋，对梁体施加预加力，然后喷注具有较　高抗拉强度的复合砂浆，将预应力筋与被加固梁体　黏结为一体，构成有黏结预应力加固体系。该方法　“一定程度上弥补了传统体外预应力方法预应力外　露防腐方面的不足　。ＳＲＡＰ加固法是２００６年由　Ｍ＆Ｓ工业株式会社提出的专利技术，目前在新型桥　梁养护加固技术中发展很快，其主要核心材料是ＳＲ　类加固材料和ＡＰ类树脂砂浆，ＳＲＡＰ加固法也是由　此得名。ＳＲＡＰ加固法本质上属于体外预应力桥粱　加固法，但与普通预应力加固法不同的是它在使用　ＳＲ类加固材料（如镀锌软钢丝柬）锚固在桥体上的　角钢的同时，喷住ＡＰ类树脂砂浆（如氧化铝聚糖树　脂砂浆），使桥体与软钢丝束紧密相连，使相关构件　发生反向弯曲，从而形成预应力，这样的方式桥体的　预应力比较稳定，力学性能也得到很大改善。　钢筋混凝土桥梁的养护和加固是一个长期且持　续的工作，它贯穿于桥梁的整个使用周期的，运用现　代化技术加强其养护和加固具有十分重要的意义，　相信随着科技的进步，将会涌现出更多的新材料和　新技术，推动钢筋混凝土桥梁养护和加固水平迈上　更高的发展平台。　参考文献：　【ｌ】冯丽．公路桥粱加固与维护实践ｍ．山西交通科技，２ＯＯ９　（６）：４３．　［２］胡新治．桥梁养护技术叨．铁道工程造价管理，２００９０）：　１２—１４．　【３】黄桥．桥梁体外预应力加固技术ｍ．中国工程咨询，２００２　（３）：１２０—１２３．　２０１１年笫４期　杨　菲：谈谈钢筋混凝土桥梁的现代养护和加固措施　・５９．　［４】熊伟，朱康武．桥梁工程养护与加固［Ｊ］．基建优化，２００７　（６）：２１—２３　Ｔｈｅ　Ｓｔｕｄｙ　ｏｎ　Ｍｏｄｅｒｎ　Ｍａｉｎｔｅｎａｎｃｅ　ａｎｄ　Ｒｅｉｎｆｏｒｃｅｍｅｎｔ　Ｍｅａｓｕｒｅｓ　ｏｆ　Ｒｅｉｎｆｏｒｃｅｄ　Ｃｏｎｃｒｅｔｅ　Ｂｒｉｄｇｅ　ＹＡＮＧ　Ｆｅｉ　（Ｓｈａｎｘｉ　Ｐｒｏｖｉｎｃｉａｌ　Ｒｅｓｅａｒｃｈ　Ｉｎｓｔｉｔｕｔｅ　ｏｆ　Ｃｏｍｍｕｎｉｃａｔｉｏｎｓ，Ｔａｉｙｕａｎ，Ｓｈａｎｘｉ　０３０００６，Ｃｈｉｎａ）　Ａｂｓｔｒａｃｔ：Ｆｏｒ　ｔｈｅ　ｍａｎａｇｅｍｅｎｔ　ｏｆ　ｍｏｄｅｒｎ　ｂｒｉｄｇｅ，ｔｈｅ　ｍａｉｎｔｅｎａｎｃｅ　ａｎｄ　ｓｔｒｅｎｇｔｈｅｎｉｎｇ　ｉｓ　ｍｏｒｅ　ａｎｄ　ｍｏｒｅ　ｉｍｐｏｒｔａｎｔ．Ｔｈｅ　ｐａｐｅｒ　ａｎａｌｙｚｅｄ　ａｎｄ　ｄｉｓｃｕｓｓｅｄ　ｔｈｅ　ｍｏｄｅｒｎ　ｍａｉｎｔｅｎａｎｃｅ　ａｎｄ　ｒｅｉｎｆｏｒｃｅｍｅｎｔ　ｍｅａｓｕｒｅｓ　ｏｆ　ｒｅｉｎｆｏｒｃｅｄ　ｃｏｎｃｒｅｔｅ　ｂｒｉｄｇｅ．　Ｋｅｙ　ｗｏｒｄｓ：ｒｅｉｎｆｏｒｃｅｄ　ｃｏｎｃｒｅｔｅ；ｂｒｉｄｇｅ；ｍａｉｎｔｅｎａｎｃｅ；ｓｔｒｅｎｇｔｈｅｎｉｎｇ；ｃｏａｔｉｎｇ；ｇｒｏｕｔｉｎｇ；ｃａｒｂｏｎ　ｉｆｂｅｒ　（上接第２９页）　挖，减少对原生态的破坏。　滑坡等病害情况，为优化设计奠定了基础。　ｃ１本次设计的区域与以往的设计区域不同，因　ｂ）虽然本项目设计等级较低，但由于原有道路　此在设计中并不能完全套用山西省的设计标准，而　技术标准太低，加之地震引起的破坏较大，所以在设　要结合当地情况。比如说本次设计中上边坡的采用　计中并没有强行套技术标准，而是因地制宜，具体情　形式，挡墙的采用形式，以及路面结构的确定都是与　况具体对待。多重视安全设施的设计，减少大填大　当地专家反复讨论研究确定的。　Ｔｈｅ　Ｄｅｓｉｇｎ　Ｔｈｏｕｇｈｔ　ａｎｄ　Ｅｘｐｅｒｉｅｎｃｅ　ｏｆ　Ｐｏｓｔ－ｄｉｓａｓｔｅｒ　Ｒｅｃｏｎｓｔｒｕｃｔｉｏｎ　Ｈｉｇｈｗａｙ　ｉｎ　Ｓｉｃｈｕａｎ　Ｍａｏｘｉａｎ　ＧＵＯ　Ｆｅｎｇ－ｊｕｎ　（Ｔａｉｙｕａｎ　Ｂｒａｎｃｈ　ｏｆ　Ｓｈａｎｘｉ　Ｐｒｏｖｉｎｃｉａｌ　Ｈｉｇｈｗａｙ　Ｂｕｒｅａｕ，Ｔａｉｙｕａｎ，Ｓｈａｎｘｉ　０３００１２，Ｃｈｉｎａ）　Ａｂｓｔｒａｃｔ：Ｃｏｍｂｉｎｅｄ　ｗｉｔｈ　ｔｈｅ　ｃｏｎｓｔｒｕｃｔｉｏｎ　ｐｒａｃｔｉｃｅ　ｏｆ　Ｈｅｉｈｕ　ｔｏｕｒｉｓｔ　ｈｉｇｈｗａｙ　ｉｎ　Ｓｉｃｈｕａｎ，ｔｈｅ　ｐａｐｅｒ　ｍａｉｎｌｙ　ｉｎｔｒｏｄｕｃｅｄ　ｔｈｅ　ｄｅｓｉｇｎ　ｉｄｅａ　ｏｆ　ｐｏｓｔ－ｄｉｓａｓｔｅｒ　ｒｅｃｏｎｓｔｒｕｃｔｉｏｎ　ｐｒｏｊｅｃｔ．　Ｋｅｙ　ｗｏｒｄｓ：ｈｉｇｈｗａｙ；ｐｏｓｔ——ｄｉｓａｓｔｅｒ；ｒｅｃｏｎｓｔｒｕｃｔｉｏｎ；ｓｕｒｖｅｙ；ｄｅｓｉｇｎ　（上接第３１页）　量的单粒径粗集料，易于密实，形成了较大程度的嵌　压强度最低，级配３混合料抗压强度居中。　挤，最大干密度最大；级配２虽然粗料较多，但因为　参考文献：　和易性差和难以压实，最大干密度越小；级配３含有　较多细集料，最为密实，但最大干密度居中。　【１１］　张嘎枝．水泥粉煤灰稳定碎石基层配合比设计和路用性　ｂ）随着水泥剂量的增加，３种混合料的无侧限抗　能研究　．西安：长安大学，２００４．　［２］中交公路规划设计院．ＪＴＧ　Ｄ５０－－－２００６公路沥青路面　压强度增加。同样的水泥剂量情况下，形成较大程度　设计规范【Ｓ］．北京：人民交通出版社，２００６．　嵌挤密实的级配１混合料无侧限抗压强度越大；级　【３】石海岭，马素萍，赵培松．水泥粉煤灰稳定碎石基层抗裂　配２混合料由于其不够密实的多孔结构，无侧限抗　性研究［Ｊ】．甘肃科技纵横，２００４，３３（４）：１３０—１３２．　Ｔｈｅ　Ｒｅａｓｏｎａｂｌｅ　Ｇｒａｄａｔｉｏｎ　Ａｎａｌｙｓｉｓ　ｏｆ　Ｃｅｍｅｎｔ，Ｆｌｙａｓｈ　Ｓｔａｂｉｌｉｚｅｄ　Ｇｒａｖｅｌ　ＺＨＡＮＧ　Ｙａ－ｊｕａｎ　（Ｋｅｙ　Ｌａｂｏｒａｔｏｒｙ　ｏｆ　Ｈｉｇｈｗａｙ　Ｃｏｎｓｔｒｕｃｔｉｏｎ　ａｎｄ　Ｍａｉｎｔｅｎａｎｃｅ　Ｔｅｃｈｎｉｑｕｅ　ｉｎ　Ｌｏｅｓｓ　Ａｒｅａ，　Ｓｈａｎｘｉ　Ｐｒｏｖｉｎｃｉａｌ　Ｒｅｓｅａｒｃｈ　Ｉｎｓｔｉｔｕｔｅ　ｏｆ　Ｃｏｍｍｕｎｉｃａｔｉｏｎｓ，Ｔａｉｙｕａｎ，Ｓｈａｎｘｉ　０３０００６，Ｃｈｉｎａ）　Ａｂｓｔｒａｃｔ：Ｔｈｅ　ｐａｐｅｒ　ｐｒｏｐｏｓｅｄ　ａ　ｎｅｗ　ｉｄｅａ　ｏｆ　ｆｌｙａｓｈ　ｉｍｐｒｏｖｉｎｇ　ｍｉｘｔｕｒｅ　ｓｔｒｕｃｔｕｒｅ　ａｎｄ　ａｎａｌｙｚｅｄ　ｍｉｘｔｕｒｅ　ｔｅｓｔ　ｒｅｓｕｌｔｓ　ｅｔｃ．ｆｏｒ　ｒｅｆｅｒｅｎｃｅ．　Ｋｅｙ　ｗｏｒｄｓ：ｃｅｍｅｎｔ；ｆｌｙａｓｈ；ｒｇａｖｅｌ；ｕｎｃｏｎｆｉｎｅｄ；ｃｏｍｐｒｅｓｓｉｏｎ；ｓｔｒｅｎｇｔｈ；ｄｒｙ　ｄｅｎｓｉｔｙ