福州绕城公路西北段工程专项修复方案剖析

福州绕城公路西北段工程

桥梁缺陷修复方案

福建南平路桥养护工程有限公司

目 录

一 、前 言 ………………………………………………………3 二、编制依据 ……………………………………………………3 三、桥梁情况介绍 ………………………………………………4 四、主要病害 …………………………………………………5 五、维修方案 ………………………………………………………7 六、主要材料技术指标及要求……………………………………13 七、注意事项………………………………………………………15

前言

根据《公路工程竣（交）工验收办法》（交通部2004年第3号令）的有关规定，2014年6月，福建省交通质监局委托省交通建设工程试验检测中心等检测机构对福州绕城公路西北段项目RA1~RA11合同段桥梁工程进行交（竣）工验收前检测。出具桥梁外观病害相关的检测报告。

我司系南平路桥养护工程有限公司，受业主福州绕城公路西北段高速公路有限责任公司的委托，承担此次福州绕城公路西北段项目RA1~RA11合同段桥梁外观修复工程。我司收到桥梁检测报告后，根据桥梁外观检测报告的内容及要求，我司组织有关单位、人员进行了认真分析和研究，在征求相关单位修复意见后，针对省交通质监局提出的一些重点病害，制定专项的修复方案。

一、编制依据

1、《福州绕城公路西北段桥梁外观检查报告》2014年6月。 2、《公路养护技术规范》JTG H10—2009 3、《公路桥涵养护规范》JTG H11－2004 4、《公路桥梁加固设计规范》JTG/T J22－2008 5、《混凝土结构加固设计规范》GB 50367－2006 6、《碳纤维片材加固混凝土结构技术规范》CECS146:2003 7、《公路桥梁加固施工技术规范》JTG/T J23－2008

8、《钢筋阻锈剂使用技术规程》YB/T 9231－98

9、《混凝土桥梁结构表面涂层防腐技术条件》JT/T 695－2007 10、《公路桥涵设计通用规范》JTG D60－2004

11、《公路钢筋混凝土及预应力混凝土桥涵设计规范》JTG D62－2004 12、《公路桥涵施工技术规范》JTG/T F50－2011

二、桥梁情况介绍

福州绕城公路西北段起于闽侯县竹岐乡白龙村的福银线三福高速公路，跨越闽江后，经闽侯县荆溪镇白头村及永丰村，鼓楼区大夫岭，晋安区新店，宦溪乡贵安，连江县潘渡，东湖，终于连江县洋门的沈海线罗长高速，建设里程51.57公里,该段全线共设白龙（枢纽互通）、荆溪（枢纽互通）、永丰、铜盘－西岭（枢纽互通）、福州北（新店）、贵安、洋门（枢纽互通）7处互通式立交。其中白龙枢纽互通至铜盘—西岭枢纽互通段及连接线采用双向六车道，路基宽度为33.5米，设计速度为80公里/小时；铜盘—西岭枢纽互通至洋门枢纽互通段采用双向四车道，路基宽度为24.5米，设计速度为80公里/小时。

三、主要病害

依据福建省公路工程试验检测中心站出具的检测报告，主要病害为：桥梁外观存在裂缝、掉块、露筋、露波纹管、支座鼓肚、开裂、偏位等病害。

1. RA1合同段闽江特大桥现浇箱梁中跨跨中粱底存在21条纵向裂缝出现263条裂缝(箱内顶板纵向裂缝199条，斜向裂缝6条，底板纵向裂缝51条）其中：顶板纵向裂缝缝宽超过0.15 mm，缝长0.8m至3.6m,属超限裂缝。RA3-1合同段荆溪特大桥发现箱梁裂缝186条（箱内顶板裂缝107条，箱内腹板裂缝9条，底板纵向裂缝63条）其中：顶板1条纵向裂缝缝宽超过0.15mm,缝长1.8m,

2.个别T梁翼缘板存在裂缝宽度超过0.15mm的纵，斜向裂缝，如RA1合同段白龙互通A匝道1#桥2条，白龙C匝道1#桥2条，RA3-1合同段荆溪特大桥5条，RA3-2合同段永丰互通主线桥1条。

3.部分桥梁掉块，露筋，露波纹管，其中面积较大的为：RA1合同段闽江特大桥右幅第27跨箱梁右侧腹板与底板交接处掉块，露筋面积为1.1×1.1㎡，左幅第28跨箱梁梁底空洞，露筋面积为1×0.7㎡，RA1合同段荆溪互通1#桥左幅4-3T梁底部马蹄底部掉块，露筋，露波纹管面积为0.7×0.2㎡。RA3-1合同段荆溪右幅22-6T梁马蹄底部掉块，露筋，露波纹管面积为1.2×0.4㎡，RA3-2永丰互通主线桥现浇箱梁左幅梁底空洞，露筋，露波纹管面积为0.1×1.3㎡。

底板预应力筋力筋产生的径向压力、合拢段的高差、钢束定位成折线产生转角、箍筋的间距设置过大是产生底板裂缝的主要原因；还有设计中未采

用横向预应力，纵向预应力施加过大，温差应力估计不足，混凝土保护层不足，施工中横向预应力施加不足或预应力损失太大，在混凝土龄期未达到设计要求时就张拉预应力钢束，预应力管道在梁段上的位置与设计图纸的理论位置不符，混凝土的收缩及大体积混凝土浇筑过程中的水化热温度效应造成的，需要经过详细的结构分析及后续跟踪观察判断是否是受力裂缝；因为底板裂缝分布较均匀且位置在中跨跨中，腹板裂缝较少，建议对底板纵向裂缝进行封闭处理，加强后期观察裂缝发育情况。

T梁翼缘板存在裂缝主要原因为拆模太早、外力碰撞、塑性变形等原因：1.T梁翼缘板的裂缝多出现在截面处，这是由于构件的截面不同，俩个部位出现温度梯度，由此引起的温度应力造成的，2.另外裂缝还多出现在水泥混凝土与钢筋（或石子）的接触面，这是因为蒸养期短，快速升温产生的热膨作用（两者的热膨量不同前者大所引起的界面裂纹）在混凝土已开始凝结硬化，但尚不具有足够的强度时这种热胀作用，撑裂水泥混凝土结构，引起裂纹。3.混凝土的收缩变形，风力在三级以上或在烈日下，混凝土中水份急剧蒸发，构件表面出现裂纹。4.构件中的预应力筋N1与N2的合力作用线，不在横向型心轴上。5.构件吊装不准确6.构件堆放不正。

掉块露筋锈蚀等问题主要原因是混凝土保护层厚度不足造成的；支座鼓肚、开裂、偏位等问题主要原因是施工期间支座橡胶体安装误差造成支座受力不平均等原因造成的。

（一）、箱梁粱底存在纵向裂缝。

裂缝 裂缝

裂缝处理根据缝宽大小分别采用结构胶表面封闭处理（缝宽＜0.15mm）和结构胶灌浆处理（缝宽≥0.15mm）。

若局部裂缝、缺陷较密集，必要时，在按上述要求进行裂缝封闭、缺陷处理后，可考虑采用表面粘贴碳素纤维布以增强封护效果。粘贴时要注意纤维方向，若裂缝方向无规则，则应双层粘贴（纤维方向相互垂直）；若裂缝有明确主方向，则可按单层粘贴，纤维方向与裂缝主方向垂直。

（二）、部分梁片存在掉块、露筋、露波纹管。

掉块 露筋

露筋

将砼构件表面缺损部分内的松散砼凿除干净，同时对修补部位进行凿毛处理。对锈蚀的钢筋和钢绞线应进行除锈，然后根据修补面积大小分别浇筑砂浆或砼：小面积不露筋的砼表面缺陷用水泥砂浆修补处理；较大表面缺陷或露筋缺陷用环氧砂浆修补处理；露筋且长深均超过5cm的砼表面缺陷用高一标号微膨胀小石子砼。

对于较大面积砼修补还需考虑支立模板以保证外观。

（三）桥梁支座存在鼓肚、开裂、偏位、上下钢板锈蚀等现象。

开裂 鼓肚

钢板锈蚀 偏位

支座橡胶体开裂的应更换；橡胶体裂纹应涂抹裂缝胶封闭；支座偏压、滑移、剪切变形较大的均应恢复原设计要求；同联支座不规律变形的也应恢复设计要求；支座位移超限破坏的应更换。支座更换及复位等病害处理采用梁板顶升法。支座偏压采取加垫楔形钢板的方式处理。

四、维修方案

(一) 缝宽＜0.15mm裂缝封闭施工

裂缝封闭采用表面环氧封闭法处理，先剔除砼表面灰层，若表面残留有轻度油污，可用丙酮擦拭干净，用气压为0.2MPa以上的压缩空气清除槽内浮尘。裂缝清理完毕，涂刷低黏度改性环氧底胶，涂刷时应使底胶在砼表面充分渗透，使微裂纹内含胶饱满，必要时可多道涂刷。底胶干后，使用改性环氧胶泥修补砼表面。底胶采用环氧灌缝胶系列A、B两组分腻子状改性环氧树脂类胶粘剂，砼表面修补采用环氧胶泥。

裂缝封闭施工要点：

(1)环氧封闭胶配胶比例范围大，配胶重量比为A:B=100:25－40的宽范围内，均可固化。为保证工程质量，应进行称量，一般情况下推荐配胶

比例为A:B=100:30，25℃时的可操作时间约为50－60分钟。随着B剂用量的增加，可操作时间相应缩短。每次配胶量不宜过大，以在可操作时间内用完为准；

(2) 涂刷底胶时，应使胶液在砼表面充分渗透，微裂缝内应含胶饱满，必要时可沿裂缝多道涂刷；为保证封缝的质量，一般要求长度沿裂缝方向头尾各增加10cm，宽度约为5～6cm。

(3) 封缝完成后，应重新进行检查，确保封缝无开裂，否则按上述步骤返工，或采用环氧树脂压浆灌缝处理。

(二) 缝宽≥0.15mm裂缝灌浆施工 (1) 裂缝调查

全面查清裂缝的性质以及裂缝的长度、宽度、深度、走向、贯穿等情况，以便确定处理方案。

(2)粘贴注浆嘴和封缝前，应沿缝对混凝土表面进行处理，清除松散灰砂、油垢，使注浆嘴和封缝胶带粘贴在坚实平整的混凝土基面上，并使用干燥无油的压缩空气清除裂缝内部的粉尘、浮渣；

(3)注浆器材和工具的选择应按裂缝的情况决定，一般对深度的结构性裂缝，宜骑缝或斜向自下而上钻孔至裂缝深处（约为构件厚度的1/2），且须与破裂面交叉，然后埋设注浆嘴。

(4)注浆嘴应埋设在裂缝端部、交叉处和较宽处，间隔300～500mm。对贯穿性深裂缝应每隔1～2m加设一个注浆管。

(5)封缝时，应使用专用的封缝胶，胶与混凝土的粘接强度应大于4MPa；胶层应均匀无气泡、砂眼，厚度大于2mm，与注浆嘴连接密封。

(6)封缝胶固化后，应使用洁净无油的压缩空气试压，确认注浆通道是否通畅、密封、无泄漏。

(7)灌浆材料的调配和使用必须严格按说明书的规定进行。 (8)灌浆顺序应按由宽到细、由一端到另一端按设计布置的注浆嘴顺序，从第一注浆嘴开始灌注，待下一注浆嘴出浆后封闭本注浆嘴；再在下一注浆嘴继续压力灌注，这样依次进行。对垂直裂缝还应按由低到高的顺序进行。缝隙全部注满后应继续稳定压力一定时间，吸浆率小于50ml/h后停止注浆，封闭注浆嘴。

(三) 砼掉块破损处理

砼掉块、麻面破损处理示意图：

混凝土表面缺陷修补施工要点： (1)破损调查

首先应对桥梁结构有蜂窝、麻面及破损的地方检查记录以确定维修所需施工用料。

(2)确定修补范围及方法

根据修补面积、深度不同用不同材料处理：当表面缺陷面积小且不露筋时，保持原砼表面湿润，用水泥砂浆修补；当有较大表面缺陷或露筋缺陷时，保持原砼表面干燥，用环氧砂浆修补；当有露筋且缺陷长度均超过5cm时，保持砼表面湿润，浇筑比原构件砼高一标号的微膨胀小石子砼。当修补面积较大时，应立模浇筑砼以保证砼质量和外观。

(3)清除破损混凝土

将确定的修补区域表面用风镐或电锤凿除旧混凝土，同时对修补部位进行凿毛处理，露出新鲜的砼；如果钢筋表面有锈蚀要用钢丝刷或除锈剂清除干净，并做防锈处理；最后用皮囊空气将修补范围吹净，确保修补面洁净干燥。

(4)环氧胶修补方法

准备好台秤、配胶用的干净容器(一般用塑料盆)、丙酮(或酒精)、干棉纱、抹刀、胶料搅拌器等。配胶前用胶料搅拌器对A、B两组分别进行充分的上下搅拌，根据估计用胶量按推荐的配胶比例称取A、B两组分，于洁净容器中搅拌均匀。配好的胶应在适用期(约为50分钟)内用完。为保证良好的粘接，在修补的混凝土表面均匀涂刮一层环氧胶液。

(5)掺入骨料

为降低修补造价，可视施工情况在配好的环氧胶液中掺入一定数量的水泥及干净干燥的粗、细骨料，骨料的最大粒径不应大于修补层厚度的1/3。根据骨料最大粒径及所需工作性的不同，可在环氧胶液中掺入1－5倍重量的骨料。骨料与环氧胶液充分拌匀后倒入修补处，压实并表面抹光。环氧胶固化后，对接缝进行嵌缝处理，25℃时约12－24小时即可开放交通。

(6)砼修补法

对新浇筑的砼或砂浆进行养护，在砼强度达到80以上后，将新老工程接缝表面各15cm范围内用钢丝刷将所有软弱的浮浆除去，刷净尘土，涂抹两层改性环氧胶液封闭。对修补表面涂抹一层与原结构砼颜色相近的改性环氧水泥浆，进行加封和美化。

(四)露筋处理

(1)首先应对桥梁结构有钢筋锈蚀的地方检查记录以确定维修所需施工用料。

(2)凿除因锈蚀而松脱、剥离等已损坏部分砼，使锈蚀钢筋全部露出。一般需清除掉锈蚀钢筋周围2.5cm的砼。

(3)用喷砂或其他工具（如钢丝刷等）清除钢筋和砼表面上的铁锈和灰尘。除锈后即对钢筋进行防锈处理。

(4)对于露筋面积较大且长深均超过5cm的，采用微膨胀小石子砼进行修补，用于修补的砼等级应比原构件砼高一级；对于小面积露筋的，可采用环氧砂浆涂抹修补。当修补面积较大时，应立模浇筑以保证质量和外观。

(5) 对新浇筑的砼进行养护。

(6)对修补表面涂抹一层与原结构砼颜色相近的改性环氧水泥浆，进行加封和美化。

(五)支座橡胶体“鼓肚”、裂纹、开裂、破损、剪切变形过大： 同步顶升梁体，更换损坏的支座，更换后的新支座不得发生偏歪、不均匀受力现象，四氟板支座安装前必须重新涂上硅脂油。

对于支座剪切变形处理。横桥向剪切角大于10度的，将梁片稍微顶起，使支座放松恢复原位；纵向（顺桥向）剪切角小于10度，且横、纵向组合剪切角也不超过10度的，可不处理。纵、横向剪切角或组合剪切角大于35度的，或变形无法恢复的予以更换；支座安装应注意支座上下钢板安装位置保持水平，使支座上下各部件纵轴线对正，四氟板支座安装前必须重新涂上硅脂油。

（六）、支座不密贴、脱空处理、钢板锈蚀处理：

(1)支座上钢板与梁底钢板不密贴、支座下钢板与垫石不密贴：将梁体稍微顶升后，四周用结构胶封闭后注结构胶。

(2)支座与上钢板或垫石不密贴、脱空：将梁体稍微顶升后，填塞涂刷结构胶的不锈钢片调整到位。

(3)支座脱空的处理，应将梁片稍微顶起后，用不锈钢板垫在支座底后，放松，使支座与梁底接触紧密，钢垫板厚度值可按脱空值加压缩量值（为橡胶净厚度7%计）确定。

（4）板式橡胶支座横向偏位且悬出不锈钢板、橡胶体安装偏歪，将梁体稍微顶起后，将支座按设计及规范要求重新安装到位，四氟板支座安装前必须重新涂上硅脂油。

（5）支座钢板锈蚀处理：先进行除锈处理，并涂刷两道防锈漆进行防锈处理，保证其耐久性。

五、主要材料技术指标及要求

表1 裂缝封闭胶基本性能指标

检 验 项 目 密度（g·cm–3） 不挥发物含量（固体含量） 钢–钢拉伸抗剪强度（MPa） 抗拉强度（MPa） 胶 受拉弹性模量（MPa） 体 抗压强度（MPa） 性 ≥30，且不得呈脆性（碎裂状）破能 抗弯强度（MPa） 坏 工 艺 要 求 混和后初粘度(MPa·s) 可操作时间（min） 施工环境温度（℃） 100～500 （取决于裂缝粗细） ≥60 >5℃ ≥50 ≥1500 性能或质量指标 1.1～1.3 ≥99% ≥10 ≥20 表2 裂缝灌缝胶基本性能指标

检 验 项 目 胶 体 性 能 抗弯强度（MPa） ≥40 抗拉强度（MPa） 抗压强度（MPa） 性能或质量指标 ≥30 ≥70

钢–混凝土粘接正拉强度≥2.5，且为混凝土破坏 (MPa) 初始粘度（MPa·s） 施工环境温度（℃） 20～150（25℃时） >5℃ 注：表中性能指标均以固化7d时的检验结果为准。 3、水泥

水泥只能用普通硅酸盐水泥，水泥强度等级不应小于42.5。 4、小石子微膨胀砼

应在施工前进行试配，经检验其性能符合要求后方可使用。 不允许使用铝粉作为混凝土的膨胀剂。

六、注意事项

施工工艺及质量标准应严格按照《公路桥涵施工技术规范》

（JTJ041-2010）、《公路桥梁加固施工技术规范》（JTG/TJ23-2008）及有关规程的有关规定执行。同时，施工前认真阅读设计图纸，领会设计意图，严格按照图纸施工，并结合图纸尺寸进行复核。除此之外还要特别注意一下事项：

1. 作好施工记录，裂缝注胶顺序应设计正确，以确保裂缝内注胶饱满。 2. 各维修施工工艺未详之处按照国家相关规范、规程处理。

3. 施工中采用的化学浆液材料可能具有不同程度的毒性，请施工单位加强针对施工人员的安全防护措施；施工的浆液材料应妥善处理。 4. 加固设计往往不能涵盖所有病害处理，尤其是结构内部不可见的病害，施工单位必须对加固维修施工过程中发现的新病害进行记录上报，提出加固方案，及时有效地进行病害处理。

福建南平路桥养护工程有限公司

2014年10月13日