一、工程概況
我局是百年大局，鋼筋混凝土橋梁常常由于結(jié)構(gòu)耐久性、化學(xué)腐蝕、使用荷載的增加以及設(shè)計施工上缺陷等原因，需要對結(jié)構(gòu)進行補強加固，目前混凝土結(jié)構(gòu)補強加固常用的方法主要有：粘鋼加固、預(yù)應(yīng)力加固、鋼筋混凝土外套加固和外包鋼加固等，然而這些補強加固方法不同程度地存在一些缺陷，除了常見的化學(xué)腐蝕問題外，象粘鋼加固還具有增加構(gòu)件自重，節(jié)點不易處理、施工困難等不足。為此針對牙林線42.849Km及牙林線66.544Km橋構(gòu)造特點及其裂縫產(chǎn)生的原因和可能出現(xiàn)的后果，我們對病害的整治方案進行了認真的分析、比較、篩選，最后認定為科技含量較高的芳綸纖維加固技術(shù)及梁體防水層修復(fù)技術(shù)。
主要解決病害技術(shù)為：
1、新型防水層更換，主要是更換老化防水層，避免雨水滲漏到梁體內(nèi)部，造成鋼筋銹蝕及混凝土堿化。
2、梁體進行芳綸纖維抗彎剪加固，主要是提高梁體抗彎抗剪承載力及耐久性加固；
3、對混凝土表面干縮龜裂、膨脹龜裂及受力引起裂縫用高強修補樹脂進行修補，；
4、裂縫修補，包括涂刷封閉和灌縫封閉處理；
二、工程施工區(qū)段劃分與任務(wù)分解
為了保證施工的質(zhì)量以及工期的要求，并考慮各項工作的施工位置及施工特點，特將本工程劃分為兩個施工區(qū)段：防水層更換區(qū)段、裂縫修補區(qū)段、梁端芳綸纖維加固區(qū)段。
1、防水層更換區(qū)段
主要工程任務(wù)有：
a. 架設(shè)軌排。
b. 清理道砸。
c. 烘干作業(yè)面。
d. 鋪刷新型防水層。
e. 回復(fù)砸石及拆除軌排。
2、裂縫修補區(qū)段
主要工程任務(wù)有：
a. 混凝土梁端表面處理，包括混凝土表面清理、鋼筋防銹阻銹處理、混凝土缺陷修補。
b. 埋放高壓注膠嘴。
c. 裂縫清理。
d. 灌注高強樹脂。
e. 修補微細裂縫。
3、梁體芳綸纖維加固區(qū)段
主要工程任務(wù)有：
a. 混凝土梁體表面處理，包括混凝土表面清理、鋼筋防銹阻銹處理、混凝土缺陷修補和涂刷保護涂料。
b. 按設(shè)計梁體粘貼芳綸纖維布。
c. 搭設(shè)腳手架平臺。
c. 除去原失效裂縫修補。
d. 用剛邊樹脂修補開裂混凝土裂縫
e. 剛邊修補破損混凝土。
f. 涂刷外層防紫外線涂層
三、新型材料芳綸纖維加固特長
?、?nbsp;材料的運輸無需重型機械
即使材料運輸信道受限或施工場地條件惡劣也無妨，在狹小的作業(yè)空間（10cm左右）內(nèi)也可施工。
② 作業(yè)工種少
不必多任務(wù)種，無需專業(yè)技術(shù)人員，只需少數(shù)人，可以高效施工。
?、?nbsp;與混凝土結(jié)構(gòu)的表面貼合性好
更適合形狀和斷面不規(guī)則的結(jié)構(gòu)補強。
?、?nbsp;完工后結(jié)構(gòu)增加荷載少
不會對補強建筑或基礎(chǔ)產(chǎn)生附加荷載。
?、?nbsp;補強后截面形狀幾乎不變
可以最大限度的利用空間。
?、尬锢硇阅芊€(wěn)定，耐腐蝕性好
無需特別防腐處理，容易維護管理。
芳綸加固梁體試驗
梁體加固設(shè)計立體效果圖
四、施工工藝
（一）裂縫修補
對結(jié)構(gòu)上、下部存在的所有可見裂縫進行封閉處理，裂縫寬度fw≥0. 5㎜的裂縫進行
灌縫封閉處理，裂縫寬度fw<0. 5mm的裂縫采用涂刷封閉處理。
裂縫化學(xué)灌漿維修采用低粘度、高抗拉強度環(huán)氧基灌漿材料，通過壓力灌漿（0.2-0.4MPa）注入混凝土構(gòu)件的裂縫、空洞中，擴散、膠凝、固化，達到粘結(jié)、鍵合、恢復(fù)構(gòu)件整體性的目的。
?。?）、裂縫灌縫封閉
施工流程：裂縫清理→粘貼注膠底座 → 封縫 → 配膠 → 灌膠
a. 用鋼絲刷等工具，清除裂縫表面的灰塵、浮渣等污物，然后用壓縮空氣將裂縫內(nèi)的灰塵吹出，再用棉絲沾丙酮擦拭裂縫表面。
b. 粘貼注膠底座時，對于有裂穿通縫的部位，需兩面分別粘貼注膠底座。無貫通縫的部位，只需在一面粘貼底座。將底座底部周邊均勻涂抹一層封縫膠，注意不要將底座的膠孔堵住，將底座出膠孔對準裂縫，粘貼安裝，底座安裝間距200～300mm。
c. 封縫用小鏟刀將封縫膠刮抹到裂縫上，厚度1mm左右，寬度20～30mm，抹膠時應(yīng)防止產(chǎn)生小孔和氣泡，要刮平整，保證封閉嚴密可靠。
d. 配膠按灌縫膠說明書提供配比和所需用量提取A料和B料分別攪拌，以消除任何沉淀物，把A料和B料倒進混合容器，混合攪拌至顏色均勻，然后使用。一次配膠量不宜過多，以40～50分鐘用完為宜。
e. 灌膠將配制好的灌縫膠裝入注射器，豎向裂縫按從下向上順序，水平裂縫按從一端向另一端順序，灌膠時從第一個底座開始注入，待第二個注膠底座流出膠后為止，用后將第一個底座進膠嘴堵死，再從第二個注膠底座注入，如此順序進行。最后一個注膠底座為排氣用，可不注膠。
f. 成品保護 灌膠結(jié)束后，在24小時內(nèi)不得擾動注膠底座，3～5天后可拆除底座。
g. 當施工溫度較低時，密封膠及注入膠選用冬季適用的型號；當施工溫度低于材料施工要求時，應(yīng)停止施工，以確保裂縫修補的質(zhì)量。
（2）、裂縫涂刷封閉
a. 混凝土表面清理，與前一節(jié)要求相同。
b. 配膠，與前一節(jié)要求相同。
c. 用毛刷蘸上封閉膠，在裂縫表面來回涂刷，確保裂縫區(qū)域均能被膠液覆蓋。
d. 其他要求及注意事項與前一節(jié)相同。
?。ǘ┱迟N芳綸纖維
芳綸纖維布加固施工程序如下：
施工準備→ 構(gòu)件表面處理→涂抹底膠→ 粘貼芳綸纖維布 → 后期工作
?。?）、施工準備
a. 對進場的芳綸纖維布進行嚴格的質(zhì)量把關(guān)，按規(guī)定進行抽檢，質(zhì)量合格方可使用；
b. 施工前應(yīng)對粘貼部位混凝土的表面含水率及所處環(huán)境溫度進行測量，若混凝土表層含水率＞4％或環(huán)境溫度＜5℃，則應(yīng)采取措施，在達到要求后方可進行施工；
?。?）、對混凝土構(gòu)件表面清理
a. 用鋼絲輪角磨機清除混凝土表面的劣化層（剝離、蜂窩、浮漿、由于腐蝕或風化產(chǎn)生的水泥翻沫、脫模膠層、松散的混凝土碎屑、瀝青等），并用空壓機吹凈，露出干凈、結(jié)構(gòu)堅實的表面；
b.對基面經(jīng)過剔鑿、處理銹蝕露筋可能有出現(xiàn)急劇凹陷或構(gòu)件缺損的部位，用高強樹脂修復(fù)平整或圓滑順暢過渡,以確保結(jié)構(gòu)件表面平整美觀；
c. 對基面尖銳凸起的部位（混凝土構(gòu)件交接部位、模板段差等）用混凝土磨片角磨機磨平凸起的轉(zhuǎn)角和可能存在的混凝土模板接頭處的階梯狀錯位，用混凝土磨片角磨機進行倒角處理，打磨至圓滑（R≥10mm）；清理掉打磨后基面上的粉塵、浮渣后，用空壓機吹凈，確保粘貼基面上干凈、無油污并充分干燥;
d. 混凝土表面經(jīng)找平處理之后，在涂底膠前進行徹底清掃，必要時用丙酮清洗混凝土構(gòu)件表面。
（3）、涂抹底膠
a. 在構(gòu)件表面放樣，確定粘貼部位；
b. 涂底膠時，要注意構(gòu)件表面干燥，以指觸干燥為準，否則用空壓機進行干燥處理；
c. 根據(jù)標準用量，算出所涂布面積的底層樹脂用量，視現(xiàn)場氣溫等實際情況，確保在適用期內(nèi)一次用完，按比例把底膠混合攪拌均勻；
d. 用滾筒刷或毛刷均勻、無遺漏地將底膠涂在需補強的混凝土表面，底膠涂布面邊界應(yīng)不小于所粘貼的芳綸纖維布大?。?br />
e.等底膠凝膠至指觸干燥（視施工現(xiàn)場氣溫情況，一般需1小時左右）后，如發(fā)現(xiàn)表面有突起毛刺，應(yīng)用砂布打磨光順，注意不能將底膠層打磨穿,如有打磨穿的局部應(yīng)重復(fù)操作步驟。
?。?）、涂抹底層浸漬樹脂
a. 把浸漬樹脂的主劑、固化劑按一定比例放入容器，按同一方向勻速攪拌。充分攪拌之后，樹脂中含有大量氣泡，待氣泡減少后再使用;
b. 用滾動毛刷浸漬樹脂均勻涂在混凝土表面。樹脂用量按標準規(guī)定采用;
（5）、粘貼芳綸纖維布
芳綸纖維布按裁剪圖進行粘貼，用膠輥在纖維布上沿纖維方向施加壓力并反復(fù)碾壓，使樹脂膠液充分浸漬碳纖維布，消除氣泡和除去多余樹脂，使纖維和底層充分粘接；
（6）、.涂外層浸漬樹脂
底層的樹脂浸透纖維布后，馬上在外層還要再涂一遍樹脂。用滾筒沿芳綸布纖維方向均勻地涂抹樹脂，并反復(fù)滾壓以趕除殘留氣泡，芳綸布里外層都浸飽樹脂，芳綸纖維布、樹脂和混凝土構(gòu)件粘結(jié)成一體。
?。?）、養(yǎng)護
a. 樹脂初期硬化時表面若附著水份，會影響樹脂硬化過程的效果。為防止水份附著，用PVC膜覆蓋養(yǎng)護。硬化過程中，采用防水帆布遮住施工區(qū)域，防止雨水對粘貼質(zhì)量造成影響。
b. .施工完成后，要復(fù)原因施工所搬移、拆撤的設(shè)施。在復(fù)原這些設(shè)施時，要認真、小心操作，避免對芳綸纖維布維修層表面造成損壞。
五、未來與展望
此次兩座橋梁體加固后進行四年觀察,結(jié)果表明梁體裂縫沒有任何發(fā)展,橋梁受力得到很大的改善,從通車近四年的觀測來看,也未發(fā)現(xiàn)任何異常情況,表明加固是成功的。
芳綸纖維是加固橋梁經(jīng)濟、安全、可靠的新型材料，施工工期短，綜合費用低廉。加固后不影響原結(jié)構(gòu)外形美觀，不增加附加荷載，對基礎(chǔ)結(jié)構(gòu)不會增加額外承重荷載。加固后內(nèi)實外美，表面平整，線形流暢。芳綸纖維加固對縮短工期，減少投資費用，保證既有線列車運營下橋梁結(jié)構(gòu)加固，進行了有益的探索。
針對此次加固維修以下幾點需要完善：
1、防水層更換材料需要采用水性高分子防水材料較為合理，首先清理后橋面板不會是理想化干燥潔凈，同時由于施工請示時間（開天窗時間）限制，造成TQF-Ⅰ型防水材料與橋面混凝土基層脫層現(xiàn)象，影響防水效果。BMC-Ⅱ防水材料以成功解決脫層不足現(xiàn)象。
2、纖維加固應(yīng)加強預(yù)施應(yīng)力，從解決應(yīng)力方面應(yīng)該提前施加體外預(yù)應(yīng)力后，鋪設(shè)芳綸纖維，芳綸粘結(jié)強度到達后，拆除體外預(yù)應(yīng)力，以滿足芳綸材料抗拉特性。
參考文獻
[1] 《混凝土結(jié)構(gòu)加固技術(shù)規(guī)范》中國工程建設(shè)標準化協(xié)會標準 (CECS25：90)；
[2] 《粘貼纖維和材料加固混凝土結(jié)構(gòu)施工與驗收規(guī)定》建設(shè)部建筑物鑒定與加固規(guī)范管理委員會
[3] 《纖維片材加固修復(fù)混凝土結(jié)構(gòu)技術(shù)規(guī)程》）中國工程建設(shè)標準化協(xié)會標準；
[3] 《鋼筋混凝土結(jié)構(gòu)》（上冊）， 范家驥等，中國建筑工業(yè)出版社；
[4] 《FRP補強加固混凝土技術(shù)資料——材料性能》；
[5] 《FRP補強加固混凝土技術(shù)資料——施工工藝》；
