淺談橋梁的防腐及加固設計

【文章摘要】
一些公路橋梁耐久性差、年久老化，如磚拱橋等；一些公路橋梁由于早年設計的指導思想注重于節省材料，致使斷面單薄，安全度低，如雙曲拱等；一些近年修建的橋梁，因設計失當或者施工質量差，破損現象日趨嚴重。。本文介紹了鋼橋梁不同部位的腐蝕特性，分析了橋梁主要的涂裝體系， 并結合實例加以說明。
【關鍵詞】
公路；橋梁；防腐
橋梁是公路的重要組成部分，隨著經濟的發展，交通量增大，行車密度及車輛載重越來越大，尤其是拖掛運輸、集裝箱運輸、個體戶載重貨物運輸等重型車輛日益巨增，特種工程車如礦山運載車、大型平板車亦不時出現，使公路橋梁載重等級發生了變化。一些公路橋梁耐久性差、年久老化，如磚拱橋等；一些公路橋梁由于早年設計的指導思想注重于節省材料，致使斷面單薄，安全度低，如雙曲拱等；一些近年修建的橋梁，因設計失當或者施工質量差，破損現象日趨嚴重。這些橋梁一旦出現結構破壞，將直接造成整條路線的運輸堵塞或中斷，甚至威脅到過往人車的安全，可見，公路橋梁的維修與加固工作已經顯得尤為重要。橋梁加固后，可以延長橋梁的使用壽命，用少量的資金投入，使橋梁能滿足交通量的需求，還可以緩和橋梁投資的集中性。
1 橋梁防腐設計工程實例
和平橋位于海口市中心區與海甸島之間，橫跨于海甸河上方；是聯系海口市中心與海甸島的重要通道之一；主跨梁體為連續箱梁結構，引橋體為預應力板梁結構，橋面寬25．0 m，和平橋改造工程不僅需要加長南岸主橋并在其左右兩側增加匝道，對南北兩岸的人行系統進行完善； 同時對主橋橋面及弓l 道路面重新加鋪瀝青面層，對橋面人行道、欄桿、路燈進行改造；并對全橋進行全面涂裝。其目的一方面能夠使主橋、引橋、人行天橋及附屬工程等的施工質量得到保證，另一方面與和平橋景觀工程配套協調。
1.1 涂裝范圍及內容
由于和平橋主橋和引橋及l#、2# 天橋為鋼筋混凝土結構，3#、4#、5#、6}f 人行橋及防撞欄桿、扶手欄桿和裝飾架均為鋼結構。所以和平橋涂裝工程不僅包括混凝土橋梁的上部、下部結構，而且包括鋼結構。上部結構為主橋梁體、引橋梁體、人行梯道橋體及平臺；橋面欄桿包括防撞墻和欄桿柱；下部結構為橋墩、橋臺，橋墩分為表干區和表濕區( 水上部分橋墩承臺以上，標高5．390 m 以下)。因此和平橋的涂裝是結構較齊全，內容較豐富新舊結合比較復雜的中型橋梁涂裝工程。設計針對海口屬于熱豐、水富、光足的地區，并參考在該地區海洋氣候的特點和業主要求的使用年限等條件，經過反復比較優化， 選擇了丙烯酸聚氨酯面漆體系作為和平橋混凝土橋墩和鋼結構部分的防護體系。此系列有如下優點：
(1) 表濕區88I-S01 濕固化環氧封閉漆除了具有良好的滲透、耐堿性能外，還應對潮濕的混凝土基面具有良好的潤濕鋪展性和附著性能。同時，881 一S01 濕固化環氧封閉漆具有較快的干燥速度，短期內達到一定的漆膜強度，能夠抵抗潮水的沖擊，并且漆膜在水下固化性能基本上不受影響。
(2)881 一Z01 環氧云鐵中間漆具有良好的阻止水、濕氧、氧、二氧化碳、氯離子以及硫酸根離子侵入的性能。其中含有片狀云母氧化鐵顏料，有效地屏蔽外來腐蝕介質地侵蝕，提供涂層優異的力學性能。
(3)881 一S02 濕固化環氧厚漿漆具有良好的屏蔽腐蝕性介質的能力，還對潮濕基面具有良好潤濕鋪展性和附著性能。同時，881 一S02 濕固化環氧厚漿漆具有較快的干燥速度，短期內達到一定的漆膜強度，能夠抵抗潮水的沖擊，并且漆膜在水下固化性能基本上不受影響。
(4)881 一Y01 丙烯酸聚氨酯面漆不僅與環氧云鐵中間漆的結合力良好，而且具有良好的耐候性，同時具有極佳的裝飾性能。881 一Y01 丙烯酸聚氨酯面漆具有優秀的耐候性能耐鹽霧、耐濕熱，可覆涂性良好；涂層體系配套性能良好：附著力10 MPa( 拉開法) 以上。
2 橋梁加固的原因
2.1 加固目的
2.1.1 增加橋面寬度，提高交通運行能力。
2.1.2 提高技術等級，增加橋梁的承載能力，滿足現代化運輸的要求，特別是大型重型車的與日俱增，對于提高技術標準和承載力，在舊橋加固與維修中成為首要考慮的因素。
2.2 加固原因
1) 設計方面。橋面板板端剛度不足； 伸縮縫裝置本身剛度不足；伸縮裝置錨固構件強度不足；過大的伸縮量；后澆筑填料選擇有誤；伸縮量計算有誤等。
2) 施工方面。橋面板間伸縮間距的施工誤差；后澆筑料的管理不良；伸縮裝置安裝不好；橋面板澆筑不良；支承臺沒做好等。
3) 其他因素。車輛荷載及頻率加大； 橋面板老化；后澆筑填料老化；橋頭前后橋面凸凹不平；橋面清掃不徹底；支座、橋墩異常；災害事態發生。
3 橋梁的一般加固方法
1) 橋面鋪裝層的加固。橋面鋪裝層開裂或剝離等病害，對鋼筋混凝土梁板橋容易使鋼筋銹蝕，減弱橋梁的橫向整體性； 對于石拱橋，由于橋面雨水下滲，加大了拱上填料的含水量，使拱圈出現滲水現象等；同時由于橋面鋪裝層的破損，引起橋面平整度差，車輛通行時，使橋梁產生振動，對橋梁產生不利影響，同時又加重了橋面鋪裝層的病害。根據橋梁的具體情況，采用不同的加固方法。對于使用年限長、破損嚴重的采用拆除、修復的加固方案。而對于病害較輕、使用年限短，且混凝土強度仍符合設計要求的則先處治病害， 在不降低設計荷載標準的前提下采用加鋪瀝青碎石層的鋪裝層方案。
2) 塞縫的灌漿。一般用于處理橋梁上、下部結構裂縫，灌漿分為水泥漿、水泥砂漿、環氧樹脂漿、環氧樹脂、砂漿等，具體采用哪一種，應視實際情況而定。通常水泥（砂）漿用于石砌墩、臺和拱圈裂縫， 由裂縫的大小來決定灌漿中是否摻砂，采用水泥（砂）漿造價低、效果好。環氧樹脂漿一般用于鋼筋混凝土結構物，因為鋼筋混凝土構件產生的裂縫較小，易灌滿，粘結性好。環氧樹脂砂漿多用于橋面裂縫。
3) 上部結構的改建。充分利用原橋進行拼寬，利用橋臺拱式結構改為板式結構的加固方法。拼寬原橋，對驗算不能滿足超限運輸要求的舊橋，經技術經濟比較后，按實際通過的超限運輸荷載設計拼寬橋梁，以確保超限運輸安全。利用原橋臺改拱式結構為板式結構，對于小跨徑石拱橋，由于拱圈厚度不能滿足超限運輸要求或因地基較差發生不均勻沉降，致使拱圈開裂，降低承載能力，可采用此方法。
4) 下部結構加固。橋臺特別是高度較大的橋臺，受行車荷載和土壓力作用， 常見病害有橋臺開裂、凸肚，翼墻外崩、開裂、錯位等。對于跨徑較小，水流不大的石拱橋，采用在橋跨內加鋼筋混凝土框架進行加固。
【參考文獻】
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