高速公路桥梁加固维修工程课题报告Word文档格式.docx
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（五）南溪1#桥（K55+647.63）：
预应力混凝土空心板，桥台和梁板裂缝封闭，台帽粘钢加固，修补混凝土缺陷，预应力砼空心板板底粘贴碳纤维布，对下行3#墩外侧挡块凿除重做，对支座老化开裂严重的上行2#、下行2#、11#墩予以顶升更换处理，对脱空支座共钢板塞密垫平，清除墩台帽上的杂物，修补露筋护栏，板底打孔排水；
（六）南溪2#桥（K60+072）：
预应力混凝土空心板，桥台和梁板裂缝封闭、盖梁、台帽粘钢加固、修补混凝土缺陷、预应力砼空心板板底粘贴碳纤维布，对下行9#墩外侧挡块凿除重做，对支座老化开裂严重的上行3#、6#、8#墩金华侧予以顶升更换处理，对脱空支座用钢板塞密垫平，清除墩台帽上的杂物，修补露筋护栏，板底打孔排水。
（七）山坑寺桥（K21+530）：
预应力空心板及桥台裂缝，更换伸缩缝，桥台侧墙及前墙预应力加固。
（八）十五座小型桥梁桥台裂缝处理。
三、桥梁病害产生的原因，加固采取的施工工艺、施工时注意事项及问题处理措施
（一）裂缝处理：
包含裂缝封闭及裂缝灌胶
1、裂缝出现的原因
1．1空心板横（纵）梁裂缝出现的原因
1．1．1横向裂缝：
原施工时预应力张放过快，梁体内部应变无法很快达到平衡，发生应变滞后，产生横向裂缝。
原施工时不均匀对称张拉，在截面产生弯矩，应力迭加超过限值后发生横向裂缝。
1．1．2纵向裂缝：
由于梁板的横向宽度过大配筋不足，使得梁体实际上为双向受力板结构，在路面荷载作用下产生较大的横向弯矩，超过了梁体的横向抗弯能力，从而引起纵向裂缝。
1．2桥台横向裂缝出现的原因：
在金丽温桥梁加固的过程中桥台没有横向裂缝的产生。
1．2．1由于原施工时养护不到位产生的裂缝。
1．2．2桥台纵向裂缝出现的原因：
温差及干燥产生的收缩裂缝。
1．2．3桥台斜向裂缝出现的原因：
地基不均匀下沉等变位。
1．2．4龟甲状裂缝并伴有白色石灰质析出产生裂缝原因：
集料的碱性反应所引起的砼膨胀。
1.3盖梁裂缝：
1.3.1混凝土强度不够。
1.3.2盖梁较浅的竖向表面短细裂缝一般是由于温差和混凝土收缩引起的，裂缝呈现状态为中间大两头逐渐变小趋势。
1.3.3宽度较大的竖向裂缝是由于局部应力集中造成的竖向劈裂，这种裂缝一般由盖梁顶部向下发展，裂缝宽度呈现上头大下头逐渐变小的趋势。
2、裂缝施工工艺
2.1裂缝宽度<
0.15mm时，为了满足使用要求，当裂缝浅而细且条数很多时，宜用环氧树脂进行表面封闭。
2.2对于宽度≥0.15mm的裂缝，采用压力灌浆法进行灌缝处理，其施工工序为：
低压速灌施工工艺流程见图一：
图一
2.3对处于继续开展而未稳定的裂缝，应在分析并控制裂缝开展使其稳定后，方可按上述方法进行修补。
如裂缝开展不能控制，则应采取相应的措施，限制结构的变形，裂缝宜用柔性材料进行封闭处理。
2.4操作要点
（一）施工机具、设备见表八：
表一施工机具、设备一览表
种类
名称
测量及观测工具
刻度放大镜（裂缝观测仪）、卷尺、直尺
标注工具
彩色粉笔、石笔、水笔
表面清理工具
角向砂轮、钢丝刷、吸尘器、吹风机
调和及封、灌缝用具
台秤、搅拌容器、搅拌器、托灰板、压力枪、泵压器、开刀
安全用具
安全帽、安全带、橡胶手套、口罩、防护眼镜
施工管理用器具
温度计（测量材料温度、大气温度、砼表面温度）、湿度计
（二）裂缝的测量与记录
1.首先测量裂缝的位置、宽度、长度，并在施工图纸上标出。
2.由于结构内部连通的裂缝可能在混凝土构件表面分散分布，因此，需将主裂缝附近的细微裂缝标出，防止遗漏。
裂缝探测仪测量裂缝宽度、长度
（三）裂缝表面处理
1.用钢丝刷将裂缝周围，尤其是注胶底座粘贴面周围的油污清除干净。
2.用吹风机或酒精等有机溶剂将裂缝处的灰尘洗净、清除，并使其充分干燥。
（四）标注注胶底座的位置
1.根据裂缝的宽度及推算裂缝深度，确定注胶底座的位置。
并用粉笔（水笔）在裂缝表面做出标记。
2.注胶底座的粘贴间距应为：
裂缝宽度在0.15mm以下时，底座间距为200mm～250mm（设计要求处理，并且在结构重要部位）；
裂缝宽度在0.15mm以上时，底座间距为300mm～350mm。
钻孔取芯
（五）粘结注胶底座
1.调和注胶底座粘结胶。
该胶呈腻子状，按主剂与固化剂的配合比进行调和，直至调和均匀为止。
2.在注胶底座下底面周边涂抹调和后的底座粘结胶。
3.将注胶底座按标注位置顺缝粘贴在裂缝表面，并适当用力下压底座，使底部粘结胶部分溢出，包住注胶底座边缘。
（六）封闭裂缝
1.用封缝胶将注胶底座之间的裂缝完全封闭。
2.缝封胶涂得太薄或太窄，均容易造成灌缝树脂的泄漏，因此，封缝胶的涂抹宽度应以2～3cm，厚度2mm为宜。
3.涂抹封缝胶至注胶底座处时，应用缝封胶对注胶底座周圈进行环绕封闭。
4.粘贴表示注胶底座橡胶膨胀限度的纸条。
5.为确保固化，缝封胶应至少养护12小时以上。
粘贴底座及封闭裂缝
（七）配置灌缝用环氧树脂
1.根据裂缝状况估算在可使用时间内可以用完的灌缝树脂材料。
并按一个人进行灌注时，一次用量为500g～1000g进行树脂称量。
2.灌缝用环氧树脂的配合比按通用型树脂材料配比，即主剂与固化剂之比进行调配。
（八）注入灌缝材料
1.将灌缝树脂混合均匀后，装入专用的注胶器内。
2.将含有灌缝树脂的注胶器与注胶底座连接，将注胶器压力杆旋转90°
让其注胶器内的胶自动灌入裂缝内，密切注意灌缝状态。
3.当注胶器内树脂不足时，表示应进行补充灌注，直至达到注胶器内树脂不再减少，则视为裂缝已灌注饱满。
4.补充注入的灌胶控制时间一般为15～20分钟，低温施工时，该时间可适当缩短。
注胶
（九）养护
灌缝完毕后，应养护一昼夜，等待灌缝树脂固化。
根据季节及温度的不同，有时需要养护一昼夜以上。
（十）结构表面清理
1.灌缝材料固化后，要进行表面清理，使混凝土构件表面平滑。
2.先铲除注胶底座和封缝胶，残存的树脂可以用砂轮等工具进行清除。
3、裂缝施工时注意事项以及出现问题整改措施
3.1裂缝施工时注意事项：
3.1.1正常的施工环境条件，构件修复作业的基层是否干燥，有无被雨水、露水、潮气等浸湿。
3.1.2二次注胶（补充注胶）时间不宜间隔时间太长，一般15～20分钟常温条件下，温度越高时间越短。
3.1.3在配置封缝胶及灌缝胶时要准确称量，胶泥或胶液要充分搅拌均匀。
3.1.4注胶底座在粘贴的过程中，注胶底座中心孔的位置必须准确对准裂缝的中心位置，防止胶泥将裂缝堵塞。
3.2出现的问题及整改措施
3.2.1在封闭裂缝的过程中胶泥没有充分搅拌均匀，在封闭裂缝的过程中封闭比较厚的部分没有固化，较薄的部分固化。
3.2.2整改措施：
将没有固化的胶泥用腻子刀铲除，用钢丝刷将其表面剩余的胶泥残留物清理干净，再将裂缝表面位置用酒精或丙酮清洗，按照裂缝修复的施工工艺将其整改。
（二）粘贴碳纤维
在金丽温高速公路桥梁维修加固工程中碳纤维的粘贴主要用在空心板梁的超限裂缝位置，具体裂缝出现的原因见上述裂缝产生原因1.1.2详解。
1、碳纤维的施工工艺
1.1工艺程序
图1工艺流程图
1.2操作要点
（一）施工所需机械、器具、工具
表5施工所需机械、器具、工具一览表
切削工具
角向砂轮、锤子，凿子、钻、錾子
画线工具
墨斗、卷尺、水平仪、铅锤
碳纤维片裁切工具
卷尺、钢直尺、壁纸刀、
调和及涂刷树脂用具
台秤、搅拌容器、橡胶抹子、滚筒刷子、油漆刷、搅拌器、抹灰板
粘贴及脱泡用工具
脱泡罗拉，毛罗拉、橡胶刮板、塑料刮板
安全帽、安全带、防护眼镜、橡胶手套、口罩
R量尺、温度计（测量材料温度、大气温度、砼表面温度）、湿度计
其他
空压机、通风设备、养护复合材料、棉纱
（二）混凝土基底处理
1、将混凝土构件表面残缺、破损部分剔凿、清除干净并达到结构密实部位。
2、检查外露钢筋是否锈蚀，如有锈蚀，需进行必要的除锈处理。
3、对经过剔凿、清理和露筋的构件残缺部分，用高于原构件混凝土强度的环氧砂浆进行修补、复原，达到表面平整。
4、裂缝修补：
缝宽小于0.2mm的裂缝，用环氧树脂胶泥进行表面涂抹密闭；
大于或等于0.2mm的裂缝用环氧树脂灌缝。
5、将构件表面凸出部分（混凝土构件交接部位、模板的段差等）打磨平整。
修整后的段差要平顺。
6、棱角的部位，用磨光机磨成圆角。
圆角半径最小不得小于20mm。
7、清洗打磨过的构件表面，并使其充分干燥。
8、施工前应按设计图纸在需加固部位定位、放线。
（三）构件表面的残缺修补
1、构件表面凹陷部位（蜂窝、麻面、小孔等）应用找平树脂填平，修复至表面平整。
2、内角、段差、起拱等要用找平树脂填补，使之平顺。
在残缺修补中使用找平树脂时，要在气温5℃以上，相对湿度RH<
85%的条件下施工。
腻子涂刮后，表面仍存在的凹凸糙纹，应再用砂纸打磨平整。
（四）涂底涂树脂
1、把底涂树脂的主剂和固化剂按规定比例称量准确后放入容器内，用搅拌器拌合均匀。
一次调和量应以在可使用时间内用完为准。
超过可使用时间不得再用。
2、在底涂树脂中严禁添加溶剂。
含有溶剂的毛刷或用溶剂弄湿了的滚筒不得使用。
3、用滚筒刷均匀地涂抹底涂树脂。
4、底涂树脂干燥时间因气温不同，一般在3小时到1天之间变化。
5、底涂树脂固化后，在构件表面有凝结凸起时，要用砂纸磨光。
磨光后若露出混凝土基面，应再补涂底涂树脂。
6、根据施工部位的温度、湿度，选择适当的底涂树脂。
在气温5℃以下、相对湿度RH>
85%、混凝土表面含水率在8%以上，有结露现象而无有效措施时，不得施工。
涂底涂树脂粘贴碳纤维原貌
（五）粘贴碳纤维片
1、确认粘贴表面干燥。
气温在5℃以下，相对湿度RH>
85%时，如无有效措施时不得施工。
2、防止碳纤维片受损。
碳纤维片在运输、储存、裁切和粘贴过程中，严禁弯折。
因此，贴片前应用钢直尺与壁纸刀按规定尺寸裁切碳纤维片，每段长度一般以不超过6米为宜。
要使用更长的片材时，除精心防止弯折外，对脱泡（即清除在碳纤维贴片中残留空气形成的气泡）、渗浸过程必须加倍谨慎操作。
为防止碳纤维片在保管过程中损坏，碳纤维片的裁切数量应以当天的用量为准。
3、碳纤维片裁切时应预先在裁切位置粘贴宽胶带，在宽胶带正中位置进行裁切，以使裁切后碳纤维片的断头齐整不脱丝。
4、碳纤维片纵向接头必须搭接10cm以上。
该部位应多涂粘结树脂。
碳纤维片横向不需要搭接。
5、粘结树脂的主剂和固化剂应按规定的比例称量准确，装入容器，用搅拌器搅拌均匀。
6、下涂。
贴片前用滚筒刷均匀地涂抹粘结树脂，称为下涂。
下涂的涂量标准如下：
TXD-C-20（200g/m2）型号的碳纤维片，400-500g/m2。
TXD-C-30（300g/m2）型号的碳纤维片，500-600g/m2。
涂量是根据施工部位及施工面的粗糙程度而变化的。
拱起部分、拐角部分、碳纤维片搭接部位以及残缺修补处要多涂一些，但是必须涂抹均匀。
7、贴片时，在碳纤维片和树脂之间不应残留空气形成气泡造成空鼓。
为此，可用罗拉（专用工具）沿着纤维方向在碳纤维片上滚压多次，对角隅处应向着角隅滚压，对拱起的部位要向相反的方向滚压，以去除气泡，使粘结树脂均匀地充分渗浸入碳纤维片的碳纤维束中。
8、上涂。
碳纤维片施工30分钟（根据干燥程度）后，用滚筒刷均匀涂抹粘结树脂，称为上涂。
上涂涂量标准如下：
TXD-C-20（200g/m2）型号的碳纤维片，200-100g/m2。
TXD-C-30（300g/m2）型号的碳纤维片，300-200g/m2。
上涂时和步骤7一样，用脱泡罗拉沿碳纤维方向用力滚压多次，使碳纤维片内部补充、渗浸粘结树脂。
9、进行空鼓检查，并进行处理。
10、需粘贴2层以上碳纤维片时，必须在首层修补完空鼓后进行，重复第6-9步骤，并遵守步骤4的规定（本次施工没有此项内容）。
11、如碳纤维片施工不符合下列质量标准，则需进行相应处理。
用目测和敲击检查贴片范围内粘贴情况最差的部位，抽检部位数量每1m2抽取2处，且不少于2处为宜。
对空鼓的范围需用粉笔或石笔做出标记。
判定是否需进行修补的标准见表6。
判定为不合格者，必须进行修补。
修补后须进行复检达到合格。
表6空鼓检测评定标准
空鼓大小
对象
合格与否
实施方法
直径10mm以上30mm以下
10个一下/m2
合格
—
10个以上/m2
修补
直径30mm以上
全部
不合格
注：
使用小锤敲打听音时，有时由于空鼓以外的原因也会产生与正常部位不同的声音，应小心辨别。
如有5个直径为10mm~30mm的空鼓在20cm2范围内或在长度不大于20cm内（5个空鼓呈串状），也均视为不合格，须作处理。
其中空鼓处理方法如下：
注入粘结树脂法
图2树脂注入法
在碳纤维片上打开两个以上的小孔，使用注射器注入粘结树脂（或低粘度型树脂）。
（2）割刀切入填充树脂修补法沿纤维方向切入2～3刀，用橡胶刮板、毛刷沾上适量粘结树脂，填进割开的缝内。
图3割刀切入填充树脂修补法
（3）补丁补修法
当贴片完全固化后，无法用割刀切开或注入树脂，或碳纤维片表面出现褶皱或松弛时，应割去不良部分，重新粘贴碳纤维片。
方法详图4。
图4补丁修补法
（六）养护
1、粘贴碳纤维片后，需自然养护24小时达到初期固化，并应保证固化期间不受干扰。
2、在每道工序以后树脂固化之前，宜用塑料薄膜等遮挡以防止风沙或雨水侵袭。
3、当树脂固化期间存在气温降低到5℃以下的可能时，可采用冬用低温固化树脂，或采取有效的加温措施。
4、碳纤维片粘贴后达到设计强度所需自然养护的时间：
平均气温在10℃以下时，需要2周；
平均气温在10℃以上20℃以下时，需要1～2周；
平均气温高于20℃时，需要1周。
在此期间应防止贴片部分受到硬性冲击。
2、碳纤维施工时注意事项以及出现问题整改措施
2.1碳纤维施工时注意事项：
2.1.1粘贴施工前应凿除松散、表面已碳化的混凝土，粘贴面不平处采用找平胶修补平整，并应在找平材料完全干燥后才能进行下一道工序的施工；
混凝土表面应清理干净并保持干燥；
2.1.2多层粘贴时（对预成型板，不宜超过2层，对湿法铺层的纤维布不宜超过4层），应在最后一层碳纤维布的表面均匀涂抹浸渍树脂；
2.1.3施工安全和注意事项：
a、碳纤维片材为导电材料，施工碳纤维片材时应远离电气设备和电源，或采取可靠的防护措施；
b、施工过程中应避免碳纤维片材弯折；
c、碳纤维片材配套树脂的原料应密封储存，远离火源，避免阳光直接照射；
d、树脂的配制和使用场所应保持通风良好；
e、现场施工人员应采取相应的劳动保护措施；
f、工作场所应配备必要的灭火器以备救护；
2.1.4碳纤维粘贴位置偏差不应大于10mm，总有效粘贴面积不应低于95%；
2.1.5碳纤维布沿受力方向的搭接长度不应小于200mm。
当采用多条或多层碳纤维布加固时，各条或各层碳纤维布的搭接位置应相互错开200mm以上；
2.1.6碳纤维加固混凝土构件时，如遇构件直角部位应将其打磨成圆角（其中:
梁r≥20mm,柱r≥25mm）；
2.1.7用粘贴碳纤维加固法加固的构件及相应部位在以后的使用过程中应注意的几点：
a、不得撕扯粘贴面，不得用锐器重击粘贴表面；
b、严禁在加固部位打孔、开设洞口，不得对结构进行破坏性扰动；
c、严禁在粘贴部位施焊或高温作业，以免胶层碳化而失效。
2.1.8采用纤维复合材加固时，应采取措施卸除或大部分卸除作用在结构上的活荷载。
2.1.9采用本方法加固的混凝土构件，其长期使用的环境温度不应高于60oC；
处于特殊环境（如高温、高湿、介质侵蚀、放射等）的混凝土结构采用本方法加固时，除应按国家现行有关标准的规定采取相应的防护措施外，尚应采用耐环境因素作用的胶粘剂，并按专门的工艺要求进行粘贴。
2.1.10在使用碳纤维底胶的过程中不能掺加任何溶解液体。
2.2施工过程中出现的问题及整改措施
2.2.1在施工的过程中由于活荷载的震动过大，在施工后碳纤维出现空鼓现象。
2.2.2在粘贴碳纤维的过程中由于涂刷的底胶还有流挂现象（指触为干）时就进行粘贴，施工后会出现空鼓现象。
2.2.3整改措施：
如整改及时按上述第11条进行整改，如空鼓现象发现的比较晚则采取用角磨机将空鼓部位打磨掉，并且混凝土部分不能有原涂刷的胶液，然后按照碳纤维的施工工艺进行粘贴，且新粘贴的碳纤维与原碳纤维搭接长度不小于10cm。
（三）粘贴钢板
在金丽温高速公路桥梁维修加固工程中粘贴钢板主要用在桥墩盖梁的超限裂缝位置，具体裂缝出现的原因见上述裂缝产生原因1.3详解。
粘贴钢板主要有两种方式：
干粘法与灌注粘贴法，在本次施工中集中采用的都是干粘法。
1、粘贴钢板的施工工艺
干粘法粘钢加固施工工艺流程见图一
图一
1.1用洗涤剂清除混凝土构件表面油垢污物后用冷水冲洗，再对粘合面进行打磨，除去2～3mm厚表层，直至完全露出新面，并用无油压缩空气吹除粉粒。
如混凝土表面不是很脏很旧，则可直接对粘合面进行打磨，去掉1～2mm厚表层，用压缩空气除去粉尘或清水冲洗干净，待完全干燥后用脱脂棉沾丙酮擦拭表面即可（如设计要求开槽进行处理，按照设计方案执行）。
钢板下料粘贴钢板位置剔凿
1.2对于新混凝土粘合面，先用钢丝刷将表面松散浮渣刷去，再用硬毛刷沾洗涤剂洗刷表面，或用有压冷水冲洗，待完全干后即可涂粘结剂。
对于龄期在3个月以内，或湿度较大的混凝土构件，尚需进行人工干燥处理。
1.3粘贴钢板前，应对被加固构件进行卸荷。
如采用千斤顶顶升方式进行卸荷，对于承受均布荷载的梁，应采用多点（至少两点）均匀顶升，对于有次梁作用的主梁，每根次梁下要设一台千斤顶。
顶升吨位以顶面不出现裂缝或计算数据为准。
1.4钢板粘贴前，需对其粘接面进行除锈和粗糙处理，直至出现金属光泽。
打磨粗糙度越粗糙越好，打磨纹路应与钢板受力方向垂直，其后用脱脂棉沾丙酮擦拭干净。
1.粘接剂使用前应进行现场质量检查，合格后方可使用，按产品使用说明书规定配制。
2.注意搅拌时应避免雨水进入容器，按同一方向进行搅拌，容器内不得有油污。
3.粘结剂配制好后，用抹刀同时涂抹在已处理好的混凝土表面和钢板面上，厚度1～3mm，中间厚边缘薄，然后将钢板贴于预定位置。
如果是立面粘贴，为防止流淌，可加一层脱膜纱布或小目石英砂。
4.粘贴钢板用胶量为：
≈7Kg/m2。
1.5固定、加压
1.将钢板贴附于构件表面，用扳手将螺栓的螺帽拧紧，以使胶液从钢板边缝挤出为度。
丙酮擦拭钢板安装钢板
2、粘贴钢板施工时注意事项以及出现问题整改措施
2.1粘贴钢板时注意事项：
2.1.1粘贴施工前应凿除松散、碳化混凝土直至完全露出新面，粘贴面不平处环氧找平胶改性砂浆修补平整,并待完全干燥；
原混凝土表面采用机械打磨到结构层，清理干净后再用丙酮擦拭干净；
2.1.2钢板粘接面，须进行除锈和粗糙处理。
如钢板未生锈或轻微锈蚀，可用喷砂、砂布或平砂轮打磨，直至出现光泽。
打磨粗糙度越大越好，打磨纹路应与钢板受力方向垂直，其后用脱脂棉沾丙酮擦试干净；
2.1.3粘结剂应用抹刀同时涂抹在已处理好的砼和钢板表面，厚度1～3mm，中间厚边缘薄；
2.1.4钢板粘贴好后立即用夹具夹紧或用支撑固定，并适当加压。
粘结剂在常温下固化；
环境温度在200C以上时，3d可受力作用；
2.1.5粘结剂施工必须遵守以下安全规定：
a、配制粘结剂用的原料应密封贮存，
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