王建超

摘    要：随着我国经济、社会的发展进步，交通压力越来越大，许多已建成的桥梁出现各种各样的问题，存在严重安全隐患，威胁着行车及行人安全，桥梁维修加固已经成为一项十分重要的工作。作为整座桥梁的根基，下部结构的维修加固成为桥梁维修加固的重要部分。对比传统的下部结构维修加固方式，水下玻纤套筒法加固具有其独特的优势，掌握和推广这种方法对于桥梁墩柱及桩基的维修加固有着重要的现实意义。

关键词：维修加固;水下玻纤套筒法

1  传统的维修加固方法

目前传统的桥梁墩柱构件加固方法主要有：①增大截面加固法（在原有桥梁墩柱构件基础上，通过补加钢筋、浇筑新混凝土，使墩柱截面增大，从而提高墩柱承载力，起到加固效果）。②粘贴钢板加固法（利用结构胶粘贴剂，将尺寸适宜的钢板粘贴在墩柱表面，使钢板与墩柱形成统一受力整体，分担原墩柱受到的外力，发挥加固作用，对于受力偏心较大的构件、钢筋混凝土受弯等情况较为适用）。③粘贴纤维片材加固法（粘贴碳纤维片材加固法与粘贴钢板加固法基本一致，但是使用的材料不同。这种加固方法使用的碳纤维片材质量轻、强度高、抗腐蚀能力强、耐疲劳）。④体外预应力加固法（体外预应力加固法是在墩柱结构之外，加挂预应力钢撑杆、拉杆的一种技术，这种方法可以提高墩柱的刚度、承载力，抵消部分恒载，且不会有疲劳问题，对竖向裂缝有较好控制效果）。

2  水下玻纤套筒法加固方法

现在针对水下桩基和桥墩柱（可以为混凝土桩、钢桩或木桩）的腐蚀、冲刷、混凝土脱落、钢筋露筋等病害有一种更好的方法可以用来修复和加固原有结构，也可以用来进行预先防护。这种方法就是水下玻纤套筒加固方法。这种方法源于20世纪70年代，历经不断的工程实践、改进及新材料的使用，目前在世界范围内已经修复了成千上万的桥梁墩柱及桩基。

2.1  特点

水下玻纤套筒法，采用具有防水、防腐、抗紫外线，具有良好机械性能的玻璃纤维套筒作为保护层，向玻纤套筒和待加固的墩柱之间注入防腐蚀、可水下固化且粘接耐久性高的水下环氧树脂灌浆料，即可完成水下桩基修复工作。优势在于其防护材料具有高抗腐蚀性、高抗冲击性、高耐久性，施工过程无需搭建围堰、无需使用大型机械设备，其综合使用成本低、施工效率高，必然成为桥梁水下桩基修复新的发展方向。

玻纤套筒作为外防护层，直接承受着水流和泥砂的冲击、紫外线照射甚至船只撞击，因此该结构的承载力对结构的安全性至关重要。

2.2  主要材料

玻纤套筒加固技术使用的材料重要有：定制的CFGJ玻璃纤维外套筒、CMEG水下环氧灌浆料、CCBG水泥基灌浆料、CMSR水下环氧封口胶、CUCR水下环氧封顶胶、不锈钢钉、紧固带、可压缩密封条>

3  施工工艺流程

3.1  现场调查

到工程现场调查病害的墩柱和桩基，需要明确病害部位的尺寸和形状。根据现场观察和测量的结果，制定符合工程条件的套筒形状，并用较少的套筒尺寸满足尽量多的墩柱和桩基。对于在河床内的墩柱和桩基需要测量河床高程，查明河床淤泥及堆石的厚度，以便于制定可靠的维修加固方案。

3.2  鑿毛待加固构件表面

对墩柱或桩基表面进行处理，清除表面杂物、水生物，凿毛混凝土表面，凿毛深度视情况而定，查看钢筋情况，如果钢筋锈蚀，需要对钢筋进行除锈处理，确保钢筋完整。凿毛后要求混凝土表面干净、无异物，并符合施工规范对凿毛的工艺要求。

3.3  玻纤套筒安装

用不锈钢钉将可压缩密封条固定在玻纤套筒底部。密封条放置前应量好尺寸，防止长度不符合而影响密封条的密闭效果，导致灌浆料跑漏。密封条的安装质量将会直接影响玻纤套筒的密封性，必须检验合格后才能进行后续的施工。定制完成的玻纤套筒由厂家运到现场后需检查尺寸，验收合格后方可使用。安装前先在预安装玻纤套筒位置的上下两端安装限位器，使桩基四周与玻纤套筒间有较均匀的间隙，保证灌注环氧灌浆料后包裹桩基的胶体厚度均匀。如图所示，安装时先在套筒的锁扣槽内注入CMSR水下环氧封口胶，然后撑开玻纤套筒，包裹桩基，精确定位后使用紧固带临时固定套筒，紧固带间隔不大于1m固定1条，在套筒锁扣处每隔10cm～15cm间隔用不锈钢自攻螺钉进行紧固。节段间玻纤套筒衔接长度为15cm。一般情况下套筒的长度是在损坏区域上下各延长50cm。

3.4  拌制并灌注水下环氧灌浆料

环氧灌浆料按照A：B：C=2.5：1：9比例进行拌制，应遵循先A再B后C的添加顺序，用电动搅拌器充分搅拌，直至颜色均匀为止。一次搅拌量不宜超过30kg。选用高位漏斗重力灌浆法，将漏斗置于套筒上沿，并采取有效的绑固措施，以便于灌注。将环氧灌浆料注入套筒底部至15cm 高度后暂停灌注，待其固化至少8小时后将进行第二次环氧灌浆料浇筑，直至一个节段的玻纤套筒内的水全部排出，灌浆料环周长方向平齐。

3.5  使用封顶胶封顶

环氧灌浆料浇筑完成后，在套筒顶端部用CUCR水下环氧封顶胶抹个一个斜坡，进行封顶密封。在灌注水下环氧灌浆料时需要留出1cm～2cm的空间，用于涂抹CUCR水下环氧封顶胶。

3.6  等待24小时后

CMEG水下环氧灌浆料即可完成固化，此时便可取下临时紧固带，完成此次维修加固工作。

4  施工注意事项

首先，安装玻纤套筒时，可压缩密封条施工要求比较严格，墩柱或桩身与玻纤套筒之间不允许存在空隙;其次，套筒制作前，应在现场逐一测量被加固区域尺寸，切勿按图纸尺寸定制套筒;再次，灌注灌浆料时，应缓慢进行，并实时观测玻璃纤维套筒的外观变化，以免出现变形;最后，施工现场附近应禁止明火，操作人员应使用必要的安全保护措施。另外，严禁在大雨、大风大浪等恶劣天气条件下施工。

5  结论

使用玻纤套筒加固技术可以明显提高混凝土结构的防腐性能，同时起到外表美观作用。所采用的水下环氧灌浆料在凝固以后，其力学性能要优于混凝土材料，加固构件横向范围包裹玻璃纤维套筒， 能够对桥梁墩柱的内部的混凝土起到有效的约束作用，使得环向约束力增大，从而使得混凝土应力—应变曲线发生较为平缓的下降，桥梁墩柱的极限压应变也得到了显著的提高，大大降低了受压区混凝土的破坏过程，充分发挥了纵向钢筋的塑性变形性能， 显著改善构件的延性。

实践证明水下玻纤套筒加固技术是一种经济、高效和避免长期维护的解决方案。它改善加固部位的结构性能，提高了结构的稳定性和安全性，增加了其承载力，提升了桥梁的质量，延长了其使用寿命，能有效保障货物运输和人们出行的安全。

参考文献：

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[2] 陈海钊.浅谈传统钢护筒增大截面法加固与水下玻纤套筒加固法对比[J].科技展望，2016：176.

[3] 张少娟.滦河特大桥水下玻纤套筒加固桩基施工技术应用[J].工程技术，2018（3）：444～445.