盧瓊

（上饒市余干公路事業(yè)發(fā)展中心，江西 上饒 335100）

0 引言

橋梁工程在運(yùn)行一段周期之后，就會(huì)受到外界因素以及自身因素的影響，使得整體結(jié)構(gòu)性能下降。因此，要對(duì)橋梁進(jìn)行加固，提高橋梁整體性能。超強(qiáng)高韌性樹脂混凝土技術(shù)在橋梁加固工程中可以取得良好的效果，因此應(yīng)對(duì)超高強(qiáng)韌性樹脂混凝土技術(shù)的應(yīng)用要點(diǎn)進(jìn)行分析，掌握技術(shù)措施，從而為橋梁加固工程奠定良好基礎(chǔ)。

1 工程概況

某橋梁項(xiàng)目連接當(dāng)?shù)氐母咚俟放c主城區(qū)道路，和立交橋連接，主橋結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)為132m 的下承式鋼管混凝土系桿拱的形式，引橋?yàn)檫B續(xù)空心板和箱梁的形式，橋梁長(zhǎng)度為3708m，總計(jì)有184 跨。該橋梁項(xiàng)目設(shè)計(jì)為汽車-超20 級(jí)、掛車-120。在投入運(yùn)營(yíng)時(shí)期內(nèi)，交通通行量日益增大，長(zhǎng)期受到重車交通的影響，同時(shí)受到地震的作用，造成結(jié)構(gòu)發(fā)生損壞的問題，嚴(yán)重影響道路通行的安全性，因此必須進(jìn)行加固處理，以達(dá)到通行安全性標(biāo)準(zhǔn)。經(jīng)過現(xiàn)場(chǎng)調(diào)查分析可以確定，該橋梁存在比較嚴(yán)重的底板開裂、滲水泛堿、混凝土損壞、露筋、構(gòu)件銹蝕等問題。

2 超強(qiáng)高韌性樹脂混凝土在橋梁加固上的應(yīng)用

2.1 超強(qiáng)高韌性樹脂混凝土簡(jiǎn)介

超強(qiáng)高韌性樹脂混凝土是應(yīng)用時(shí)間比較長(zhǎng)的一種環(huán)氧灌漿施工材料，對(duì)于提升承載性能有著重要的作用。目前該材料多數(shù)是被應(yīng)用到結(jié)構(gòu)黏結(jié)、防腐蝕、填充混凝土空洞等條件下，尤其是在橋梁橋體加固中，有著極為優(yōu)越的使用效果。

2.2 特點(diǎn)

第一，抗拉強(qiáng)度性能優(yōu)越，可以將橋梁上部荷載傳輸?shù)搅后w結(jié)構(gòu)上，提升結(jié)構(gòu)承載性能，降低裂紋等病害問題的發(fā)生率，增大黏結(jié)強(qiáng)度。

第二，高溫環(huán)境下，結(jié)構(gòu)強(qiáng)度性能優(yōu)越。即使橋梁處于較高的溫度環(huán)境中，也依然可以滿足荷載傳輸?shù)囊蟆?/p>

第三，黏結(jié)性較好。應(yīng)用超強(qiáng)高韌性樹脂混凝土，可以提升結(jié)構(gòu)受力性能。

第四，彈性模量比較好，可以達(dá)到支撐效果的要求。

第五，流動(dòng)性能好。

第六，蠕變性良好。投入運(yùn)營(yíng)較長(zhǎng)的時(shí)間，依然能夠保持較高的性能。

第七，耐腐蝕性能好。長(zhǎng)期裸露在酸、堿、油、脂肪等環(huán)境中，卻依然可以達(dá)到強(qiáng)度性能要求。

第八，早期強(qiáng)度高。施工后可以立即開啟開放交通，中斷時(shí)間較短。

第九，預(yù)包裝。防止因?yàn)榕炕蛘呋旌险`差，同一批包裝能夠達(dá)到相同性能要求。

2.3 加固原理

綜合分析混凝土結(jié)構(gòu)的受力條件，了解受力特征，在MPC 超強(qiáng)高韌性樹脂材料使用的過程中，主要是將拌和好的材料外包到性能不合格的結(jié)構(gòu)位置上使其能夠與裂縫結(jié)合，達(dá)到提升橋梁結(jié)構(gòu)承載能力的要求。

3 試驗(yàn)方案設(shè)計(jì)

經(jīng)過分析可以確定，環(huán)氧樹脂混凝土材料的強(qiáng)度高、使用壽命長(zhǎng)，具備較高的耐疲勞性、黏結(jié)性。目前很多大跨度的橋梁項(xiàng)目施工中，橋面鋪裝都會(huì)選擇使用這種材料。但是在長(zhǎng)期的使用中，由于環(huán)氧樹脂性能往往會(huì)受到外界條件影響，導(dǎo)致柔性的效果下降，容易出現(xiàn)橋梁結(jié)構(gòu)斷裂等問題，給橋面鋪裝造成很大的影響，嚴(yán)重時(shí)還會(huì)出現(xiàn)各種安全事故。就環(huán)氧樹脂改性施工來說，很多研究人員展開全面試驗(yàn)和分析，已經(jīng)獲得了一定的效果。

就當(dāng)前的研究和應(yīng)用情況分析，為了全面提升橋梁鋪裝層結(jié)構(gòu)的質(zhì)量，在復(fù)合材料的設(shè)計(jì)環(huán)節(jié)需要加強(qiáng)管理和控制。倘若環(huán)氧樹脂材料性能滿足不了耐熱性、耐久性、抗壓強(qiáng)度以及韌性等方面的要求，則需要對(duì)材料性能進(jìn)行優(yōu)化以符合工程的標(biāo)準(zhǔn)要求。而環(huán)氧樹脂的韌性提升后，耐熱性、強(qiáng)度既會(huì)出現(xiàn)下降的情況，也會(huì)發(fā)生脆性過大的情況。一方面，在橋梁加固工程開展環(huán)節(jié)，需要做好聚氨酯互穿增韌的處理，使其韌性達(dá)到規(guī)定標(biāo)準(zhǔn)，有效提升聚氨酯改性環(huán)氧樹脂的綜合性能，可以更好提升結(jié)構(gòu)的延展性、柔韌性、抗老化的性能，達(dá)到正常的通行需要。另一方面，按照橋梁加固的標(biāo)準(zhǔn)將必要的固化劑與添加劑放到一起進(jìn)行拌和處理，因?yàn)檫@種材料的改造與處理方式能夠在一定的范圍內(nèi)將材料的性能提升。需要注意的是，在操作的過程中還可以采用正交試驗(yàn)的方法進(jìn)黏結(jié)劑配比方案與相關(guān)系數(shù)的準(zhǔn)確性，這樣就能夠全面了解黏膠劑的組成與比例等相關(guān)參數(shù)，而后按照獲取的試驗(yàn)結(jié)構(gòu)調(diào)整材料的最佳比，如此才能滿足橋梁加固工程的施工要求。

4 加固施工技術(shù)

4.1 梁表面處理

在梁表面處理時(shí)，需要使用人工方式進(jìn)行梁體結(jié)構(gòu)的鑿毛處理?，F(xiàn)場(chǎng)施工前將輸送結(jié)構(gòu)清理干凈，并落實(shí)鑿毛作業(yè)，從而可以提高超強(qiáng)高韌性樹脂的黏結(jié)性能，達(dá)到工程的使用標(biāo)準(zhǔn)。當(dāng)鑿毛處理工序完成以后，要及時(shí)使用高壓水槍將表面的雜物清理干凈，確保不會(huì)有損害施工效果的因素存在。在清理后，組織質(zhì)檢人員對(duì)現(xiàn)場(chǎng)進(jìn)行檢查，不合格的應(yīng)重復(fù)處理。對(duì)于結(jié)構(gòu)表面存在的頑固性污漬，需要使用砂輪機(jī)打磨處理，全面清理達(dá)到施工標(biāo)準(zhǔn)才能繼續(xù)施工。

4.2 構(gòu)件掛鋼筋網(wǎng)

現(xiàn)場(chǎng)施工人員進(jìn)行表面清理后，再開始安裝鋼筋網(wǎng)的結(jié)構(gòu)。安裝鋼筋網(wǎng)之前，應(yīng)進(jìn)行測(cè)量放線，確保安裝位置達(dá)到精準(zhǔn)性的要求。在安裝時(shí)，從一側(cè)到另外一側(cè)逐一安裝。為了使結(jié)構(gòu)部件的連接性能合格，在間隔30～40cm 的位置就需要采用直徑進(jìn)行固定處理，達(dá)到結(jié)構(gòu)穩(wěn)固性的要求。在確定螺栓埋入度時(shí)需要按照間隔的距離進(jìn)行計(jì)算，這樣才能把鋼筋網(wǎng)的連接性能提高，達(dá)到工程結(jié)構(gòu)總體性的要求。

4.3 模板安裝

因?yàn)榱后w結(jié)構(gòu)加固施工中有些部位的結(jié)構(gòu)尺寸比較特殊，而且超強(qiáng)高韌性樹脂材料的黏結(jié)性能較高，所以在現(xiàn)場(chǎng)最好選擇使用木模板的形式，確保結(jié)構(gòu)制作的尺寸合格，不會(huì)給工程的質(zhì)量產(chǎn)生影響。

首先，需要明確模板結(jié)構(gòu)尺寸，并做好工程穩(wěn)定性的控制，減少模板安裝工藝問題引起的變形情況。在模板表面需要粘貼一層厚度較大的聚酯板材料，可以保證脫模順利進(jìn)行，提高施工效率。

其次，在安裝模板的環(huán)節(jié)應(yīng)在梁體結(jié)構(gòu)的邊緣使用螺栓、鐵絲進(jìn)行固定，形成整體的形式。模板交接縫部位上的處理極為重要，使用聚氨酯泡沫膨脹劑填充處理，確保結(jié)構(gòu)封閉性能合格，在澆筑時(shí)不會(huì)出現(xiàn)漏漿的問題。

4.4 復(fù)合材料澆筑

在復(fù)合材料澆筑的過程中，首先需要將材料均勻攪拌，而后用灰桶裝起來放到施工區(qū)域，再應(yīng)用高位漏斗將材料放入模板內(nèi)。材料具備自流性，緩慢進(jìn)入模板結(jié)構(gòu)內(nèi)，并且聯(lián)合鋼筋小鉤的方式增強(qiáng)流動(dòng)性，材料可以進(jìn)入邊角位置上。復(fù)合材料澆筑施工中，各個(gè)點(diǎn)位都必須有專人進(jìn)行檢查，提高澆筑施工效果，消除空洞、不飽滿等問題，提高施工的質(zhì)量水平。

4.5 固化

在超強(qiáng)高韌性樹脂材料施工中，不需要輔助使用其他的固化材料即可達(dá)到固化的效果，且灌漿施工結(jié)束后不需要養(yǎng)護(hù)施工即可滿足施工的要求。

4.6 脫模清潔

根據(jù)施工的要求，一般脫模在第二天進(jìn)行。脫模施工后，原聚酯薄膜會(huì)黏結(jié)在超強(qiáng)高韌性樹脂材料上表面，由于聚酯薄膜的厚度、透明性方面，可以不處理。

5 質(zhì)量控制要點(diǎn)

高韌性樹脂混凝土攪拌時(shí)，要嚴(yán)格控制攪拌設(shè)備，同時(shí)控制材料攪拌時(shí)間。

5.1 流動(dòng)性

如果施工中存在合適的壓差，那么就應(yīng)選擇應(yīng)用最佳的模板形式。灌漿材料在自重的作用之下進(jìn)入尺寸小于30mm 以內(nèi)的縫隙內(nèi)，而流動(dòng)的距離受到縫隙、填料摻量、靜壓差的影響。填料的摻量可以增加流動(dòng)性，進(jìn)入各個(gè)邊角位置上，提高結(jié)構(gòu)的總體性能。

5.2 適用期

適用期就是在樹脂和硬化劑從攪拌開始，到灌漿材料有空隙時(shí)，依然可以保持較高的工作性能。通常來說，超強(qiáng)高韌性樹脂材料的適用期為30～45min。在溫度升高條件下加固材料性能會(huì)受到影響，因此在熱反應(yīng)時(shí)需要做好性能控制，科學(xué)控制攪拌時(shí)間。此外，針對(duì)一些材料性能要求沒有特殊說明的，在現(xiàn)場(chǎng)施工時(shí)材料輸送采取泵的方式，泵送方式的優(yōu)勢(shì)就是效率高、節(jié)約勞動(dòng)力。泵送環(huán)節(jié)，由于材料與管壁存在摩擦作用，此時(shí)材料的溫度會(huì)升高，材料性能會(huì)下降。因?yàn)闄C(jī)械故障或者堵塞而造成的泵送無法進(jìn)行，將會(huì)給工程的質(zhì)量造成嚴(yán)重的影響。

5.3 材料保管

將材料放置在密封性的容器內(nèi)，干燥、溫度合格時(shí)，存儲(chǔ)有效期為12 個(gè)月。

5.4 現(xiàn)場(chǎng)檢測(cè)試塊制作

在現(xiàn)場(chǎng)制作方塊，并且送入實(shí)驗(yàn)室進(jìn)行檢驗(yàn)。在模具內(nèi)部涂抹一層薄的油脂，石塊采用抹刀進(jìn)行導(dǎo)引，從模具一側(cè)開始澆筑施工。應(yīng)用細(xì)圓棒進(jìn)行振搗施工，從側(cè)面輕輕敲擊模具，將內(nèi)部空氣趕出；樣件硬化后，在頂部標(biāo)記好澆筑時(shí)間，并做好現(xiàn)場(chǎng)記錄工作。

6 材料試驗(yàn)分析

6.1 強(qiáng)度變化曲線

經(jīng)過試驗(yàn)參數(shù)分析發(fā)現(xiàn)，試塊在48h 后達(dá)到穩(wěn)定狀態(tài)，強(qiáng)度大于100MPa。

6.2 材料彈性模量變化曲線

根據(jù)試驗(yàn)結(jié)論分析發(fā)現(xiàn)，試塊抗壓強(qiáng)度在24h 達(dá)到穩(wěn)定狀態(tài)，彈性模量超過19.5GPA。

6.3 根據(jù)以上試驗(yàn)

經(jīng)過試驗(yàn)參數(shù)分析，試塊的抗壓極限壓應(yīng)變超過15000MPa。

6.4 四點(diǎn)彎曲試驗(yàn)

根據(jù)四點(diǎn)彎曲試驗(yàn)其強(qiáng)度為25.87～34.67MPa，平均值為29.51MPa。

7 橋跨結(jié)構(gòu)加固前后的荷載試驗(yàn)對(duì)比分析結(jié)果

7.1 交通影響

因?yàn)榇舜卧囼?yàn)加固施工的橋梁屬于立交橋梁的形式，又需要更換橋面，所以會(huì)進(jìn)行短時(shí)間的交通封閉，這就對(duì)當(dāng)?shù)氐慕煌ㄔ斐珊艽蟮挠绊?。?yīng)用超強(qiáng)高韌性樹脂混凝土進(jìn)行橋梁加固，施工方便、操作快捷，完全可以滿足使用的需要，達(dá)到城市干道橋梁的通行需要，對(duì)橋梁加固施工效果的提升有著極為重要的作用。

7.2 加固施工

因?yàn)槌瑥?qiáng)高韌性樹脂混凝土屬于新型混合料的形式，為復(fù)合材料，其材料準(zhǔn)備比較方便，且處于最佳配合比的條件下材料的性能優(yōu)越、流動(dòng)性較好，所以對(duì)灌注施工的要求并不高。因?yàn)榧庸滩牧虾驮牧暇邆漭^高的黏結(jié)性，所以加固后結(jié)構(gòu)的總體性能更加優(yōu)越，穩(wěn)定性、牢固性完全可以滿足工程的壓強(qiáng)。

7.3 加固效果

經(jīng)過加固后的試驗(yàn)檢測(cè)分析，發(fā)現(xiàn)應(yīng)用超強(qiáng)高韌性樹脂混凝土加固后的橋梁整體剛度性能提升較為明顯，在24%左右。

8 結(jié)論

以實(shí)際案例展開分析，總結(jié)超強(qiáng)高韌性樹脂混凝土橋梁加固效果，得出如下結(jié)論：

其一，應(yīng)用環(huán)氧樹脂施工時(shí)，控制好溫度極為重要，一般來說環(huán)境溫度應(yīng)在10C 以上。同時(shí)要控制好攪拌的時(shí)間，一般而言攪拌時(shí)間要≥15min，且需要對(duì)環(huán)氧樹脂的性能進(jìn)行檢測(cè)，使其達(dá)到橋梁加固標(biāo)準(zhǔn)。

其二，在橋梁加固的過程中橋面處理環(huán)節(jié)非常關(guān)鍵，因?yàn)樵跈M向碾壓施工時(shí)會(huì)對(duì)該部位造成一定的影響。因此，在施工的過程中需要考慮碾壓施工的損失度，在保證結(jié)構(gòu)穩(wěn)定性的基礎(chǔ)上提升整體橋梁加固效果。

其三，在施工時(shí)需要在基礎(chǔ)結(jié)構(gòu)層鋪設(shè)直徑為2.36mm 的碎石，通過這種方式能夠把混合料與鋼板結(jié)構(gòu)的抗剪性能力提高，避免給工程質(zhì)量造成影響。同時(shí)，在樹脂黏結(jié)劑與碎石量選用時(shí)施工量需要按照既定的要求選擇。此外，在該環(huán)節(jié)需要關(guān)注材料性能的穩(wěn)定性，要明確材料的適用性，使其能夠滿足橋梁加固的需求。

其四，選擇不同的環(huán)氧樹脂膠黏劑所產(chǎn)生的效果不同，因此超強(qiáng)高韌性樹脂混凝土的性能也不同，這就需要技術(shù)人員考慮現(xiàn)場(chǎng)的實(shí)際情況，選擇最佳的施工材料，并加強(qiáng)溫度控制，以達(dá)到結(jié)構(gòu)性能的要求。在荷載一致的條件下，超強(qiáng)高韌性樹脂混凝土具備較高的抗疲勞性，可以提高工程的質(zhì)量水平，滿足道路交通的通行需要。