常用桥梁加固维护方法施工工法要点研究

岳丛俊

(山西省交通科学研究院，山西太原 030006)

0 引言

从2008年JTG/T J22-2008公路桥梁加固设计规范和JTG/T J23-2008公路桥梁加固施工技术规范正式实施后，粘贴钢板、粘贴碳纤维材料、体外预应力、增大截面等桥梁加固维护方法得到了广泛的应用。但不同的施工企业在具体的施工细节上存在很大差异，有的并不一定能使应用的加固维护方法最终实现设计初衷。笔者在工程实践过程中，通过实验观察分析和同现场技术人员、作业工人交流探讨，总结出一些施工要点，在项目实施以前列入施工工法，并作为质量控制依据，取得了良好的效果。

1 混凝土基面的处理

1)裂缝的处治(封闭或灌缝)、粘贴钢板和粘贴碳纤维布要求混凝土基面是平整的，用角磨机打磨直至打磨出混凝土骨料断面，并用毛巾蘸丙酮清洗灰尘，要求最后指触无粉尘。2)粘贴碳纤维布对混凝土基面平整度要求较高，不能有超过3 mm的凹点，包括角磨机打磨所形成的痕迹。否则底胶在该处容易形成滴瘤，不利于后续碳纤维布的刮抹施工。如果有凹点，应先行用修补胶修补平整。3)粘贴预应力锚固钢板的基面要求为坚实的毛糙面。先用切割机在需处理区域切割1 cm深，1 cm2单元格的网格线，然后用凿除设备将每个单元格逐个凿除。用铁刷和角磨机去掉松散层和混凝土细牙，形成坚实的混凝土毛面。4)粘贴预应力锚固钢板的混凝土基面处理区域要比锚固钢板设计尺寸大5 mm，一方面考虑锚固钢板的加工尺寸误差，另一方面是为了让切割机在处理区域边缘保证1 cm的切割深度。在粘贴钢板时，可以用钢板四周挤出的胶剂将多出来的沟槽抹平。5)粘贴预应力锚固钢板的混凝土基面平整度要求在5 mm以内，因为锚固钢板的厚度较大，不易变形，粘贴钢板的胶层在5 mm以上的区域会产生流动，从而引起粘贴空洞。6)如果混凝土基面处有渗水现象，要先行处理渗水，待基面干燥后再进行粘钢操作。有效的一个处理渗水的方法是:打孔放水后，往孔内注入渗透结晶型防水材料，使其在内部形成防水层，保证该粘钢区域的干燥。

2 胶料的配置

1)胶料的配置要求严格按比例配置。称量工具必须在施工现场，且必须使用电子秤，以满足小批量配胶的要求。2)要求施工人员在钢板上涂抹胶料后报验现场质量监督员检查胶料搅拌质量，保证胶料不同组分混合均匀。3)胶料的搅拌不能使用转速过快的电钻带动搅拌器搅拌，否则容易在胶料中形成气泡影响胶层密实度。

3 锚栓施工

1)粘贴钢板加固的钢板锚栓不建议简单采用膨胀螺栓。因为膨胀螺栓的机械原理使得锚栓在加压锚固后，在梁体内形成空腔，破坏了原梁体结构，而且在粘贴钢板时，如果膨胀螺栓遇上梁体本身钢筋无法植入，将影响该膨胀螺栓位置的加压效果，从而导致钢板粘贴空洞。建议采用化学锚栓进行粘贴钢板的施工，先行植入化学锚栓，再根据化学锚栓的位置在钢板上放样打孔，再进行试安装，最后在钢板上涂抹粘钢胶后，进行加压粘结。钢板上打孔采用磁力钻等钢板打孔设备，不得使用电焊枪熔穿的方式打孔。2)在梁体钻锚栓孔时，钻孔深度误差应控制在3 mm范围内，在钻头上标记深度位置时应考虑除去钻头尖的长度。钻孔过深，会使螺母锚固段不够;钻孔过浅，会造成螺母已经拧到螺纹尽头，而螺母还未压紧钢板的情况。3)经试验，锚栓孔的直径应比锚栓直径大4 mm为宜，如锚栓为螺纹钢，锚栓直径应考虑加入螺纹高度。钻孔直径过大，植入锚栓后，锚栓中心线位置在重力作用下下移;钻孔直径过小，在注入植筋胶后，会因气体无法排出而使锚栓无法插入。4)在梁板体底面钻孔植锚栓，在锚固胶剂初始固化过程中，锚栓会在重力作用下下滑一段距离，从而减少有效锚固长度和在梁体内形成空腔。需预先加工1 cm长的楔形钢块楔入锚栓孔和锚栓之间的空隙，以固定锚栓在固化初期不随重力下滑。5)在穿透梁体进行对拉螺栓的施工时，要注意螺栓孔的垂直度问题，尤其是在梁体变截面部位穿透打孔，可加工电锤支架使得钻头中心线始终垂直于梁体纵向中心面。如果螺栓端部和要锚固钢板因某些原因存在一定角度，要使用楔形垫圈调整，以保证螺母能充分压紧钢板。6)对拉螺栓的锚栓采用注胶法锚固，即将对拉螺栓插入清理好的钻孔中，两端使用封闭胶封堵，并在一端埋入注胶管，另一端埋入出气管，从注胶管注胶直至出气管有胶液流出。注胶管应埋在螺栓下方，而出气口埋在螺栓另一端上方。7)锚栓孔在梁体的放样如遇梁体内构造钢筋和预应力主筋，应向旁边进行调整，但有两个问题需要注意:锚栓孔向钢板边缘方向移动时，应保证钢板上对应的锚栓孔边缘离钢板边缘的距离在8 mm以上;另外如果锚固钢板上焊接有其他构件时，应避免调整后的锚栓孔与钢板上的其他构件位置相冲突，还要保证钢板锚栓孔的边缘与其他构件的焊缝边缘距离在5 mm以上。8)锚栓孔注入2/3的植筋胶后，锚栓应慢慢旋转植入，植入速度太快，孔内气体急速涌出，会带出大量植筋胶从而影响锚栓孔内植筋胶的饱满度。

4 钢材的加工和粘贴

1)粘贴的钢板需要焊接其他构件时，厚度在5 mm以上的钢板必须选用中板，不得使用开平板，否则在焊接过程中变形较大，而使钢板粘贴面不平整。2)钢板的粘贴面应打磨出金属光泽，打磨纹理与受力方向垂直，如打磨后暂时不粘贴，可采用保鲜膜覆盖粘贴面，以延迟粘贴面再次被空气氧化。3)如果需要粘贴的钢构件形状比较复杂，胶层涂抹法不能保证钢板下胶层密实不出现空洞时，应选用注胶法施工。

5 裂缝处治

1)封闭裂缝的胶层厚度应在2 mm以上，否则起不到封闭效果。2)灌注裂缝推荐采用低压慢渗法，不建议采用高压灌注法。实践表明，高压灌注法灌注效果不理想，严重时可能会增加裂缝的宽度。采用低压慢渗法所要遵循的一个重要原则是，注胶嘴的埋设和注胶顺序要保证裂缝内空气能顺利排出。需要灌注的裂缝在封闭并埋设注胶嘴以前，应用气吹吹掉缝内的灰尘和杂质。裂缝的端头一定要埋设一个注胶嘴作为排气孔，注胶嘴的埋设间距以10 cm为宜。注胶针管在注胶嘴上间隔安装，未安装注胶针管的注胶嘴如有胶液溢出，要及时用堵头封堵。

6 防水问题

如果在边梁粘贴钢板部位处于桥面排水孔下方，应接长桥面排水孔，将水流引往别处，避免桥面排水沿梁侧壁漫流长期腐蚀所粘贴的钢板。

7 结语

桥梁加固维护方法都以原有桥梁结构作为基体，需要注重施工细节，加强施工工法的研究，让加固维护方案的设计意图得以体现，才能使得原有桥梁性能得到恢复或加强，同时也是桥梁加固维护施工队伍的专业性体现。