吴春忠 水利部海河水利委员会

付颖千 北京中水科海利工程技术有限公司

1.前言

桥是河流上交通联系的建筑物，桥墩作为桥的主要结构，长期处在水位变化区，随着运行年限的增长，在荷载及恶劣环境等不利因素长期持续、交变作用下，混凝土常常出现裂缝、钢筋锈蚀、剥蚀等病害缺陷，严重影响桥的安全运行。对于威胁到桥墩承载能力的缺陷，常常采用体外预应力、钢套管、增大截面、嵌入加固、FRP等加固法对桥墩混凝土进行补强加固。对于还未严重影响到桥墩承载能力的混凝土缺陷，可以采用快速修补及表面防护技术，防止桥墩混凝土质量进一步恶化，提升桥墩的耐久性。

2.桥墩及桥梁混凝土剥蚀快速修补及防护

2.1 桥墩及桥梁混凝土剥蚀快速修补

对于桥墩及桥梁混凝土剥蚀处理，一般分三种情况：如果混凝土剥蚀深度小于1cm，采用打磨、清洗、高强聚合物腻子找平（环氧腻子）、养护的方法处理；如果混凝土剥蚀深度为1～3cm，采用聚合物水泥砂浆方法处理；如果混凝土剥蚀深度为大于3cm，采用凿除剥蚀面（凿除深度大于6cm）、除锈补筋、立模板、布置钢筋网、浇筑聚合物混凝土、养护的方法处理，如果钢筋锈蚀严重，还需要补焊钢筋。常用的改性聚合物水泥砂浆弹模低、韧性好，与混凝土粘接强度高，其性能指标见表1。

表1 改性聚合物水泥砂浆性能指标

2.2 桥墩及桥梁混凝土表面耐久性防护

脂肪族刮涂聚脲是一种物理力学性能更高的单组分聚脲，其抗拉强度大于20MPa，延伸率大于200%，粘接强度大于3.0MPa，零下45℃条件下延伸率大于50%。具有抗冻、防渗、防碳化、耐老化及抗冲磨性等特点，采用刮涂或滚涂方法施工，施工质量容易保证。可用于对找平处理后的桥墩及桥梁混凝土表面进行耐久性防护。

施工步骤为：基层处理、涂刷界面剂、刮涂脂肪族刮涂聚脲（1次刮涂厚度不得大于1mm，2mm厚度要刮涂3～4遍）、粘贴胎基布（对有裂缝的部位）、自然养护。

3.工程实例

3.1 八一桥混凝土缺陷快速修补及防护

3.1.1 工程概述

八一桥桥面为水泥混凝土铺装，桥墩及桥梁混凝土出现剥蚀裂缝、脱皮、坑洞，立柱钢筋锈蚀剥蚀等缺陷，图1为桥墩混凝土水面附近出现网状裂缝，图2为栏杆及立柱老化情况。

图1 桥墩混凝土网状裂缝

图2 栏杆及立柱老化情况

3.1.2 修补及防护施工工艺

混凝土缺陷处理内容包括：桥墩及桥梁混凝土裂缝补强加固、桥梁与桥墩表面剥蚀修补及防护、混凝土栏杆修复及防护的方案。裂缝化学灌浆材料为改性环氧灌浆材料，桥梁、桥墩及栏杆表面混凝土缺陷采用环氧砂浆修复，混凝土表面采用涂刷2mm后的脂肪族刮涂聚脲防护。

施工工艺为：（1）混凝土裂缝安装化学灌浆嘴，待强度达到要求后进行灌浆；（2）凿除剥蚀的混凝土，采用环氧砂浆修补缺陷；（3）混凝土表面打磨、清洗，涂刷潮湿型界面剂；（4）混凝土表面分层刮涂聚脲。修补防护见图3。

图3 桥梁混凝土表面刮涂聚脲

3.1.3 修复效果

八一桥混凝土缺陷修复后情况见图4。该修补加固及耐久性防护方案维持了桥梁结构原貌，达到了除险加固延长寿命的目的。

图4 八一桥修复后运行5年的情况

3.2 柳林沟公路桥桥墩修补及防护

3.2.1 工程概述

莲麓水电站库区柳林沟公路桥位于甘肃临洮县以南约78km的洮河干流上，距莲麓水电站坝址区1km，为九甸峡专用公路跨越柳林沟公路桥。该桥至今已运行19 年，在巡视检查过程中发现两根桥墩经长期水流冲蚀，水位变化区混凝土表层发生冻融剥蚀破坏，剥蚀破坏深度约5-6cm，且有逐年增大现象（图5）。

图5 剥蚀情况

3.2.2 修补及防护施工工艺

对于桥墩混凝土冲蚀破损部位处理采用聚合物水泥砂浆修补，局部剥蚀深度大于10cm时需插筋布置钢筋网片，浇筑聚合物混凝土修复，然后采用脂肪族刮涂聚脲进行耐久性防护。

施工步骤为：（1）凿除混凝土剥蚀面、用清水清洗干净；（2）对于剥蚀深度大10cm的剥蚀面，插筋布置钢筋网片；（3）浇筑聚合物混凝土；（4）养护；（5）涂刷界面剂；（6）界面剂表干后分3～4 遍刮涂脂肪族刮涂聚脲，脂肪族刮涂聚脲厚度≥2mm。

3.2.3 处理效果

图6为桥墩混凝土剥蚀处理后的情况，在不影响正常交通的情况下，仅用6天就完成了桥墩混凝土缺陷的修补及防护，恢复了桥墩原有的尺寸，消除了安全隐患，延长了桥墩的耐久性。

图6 处理后的情况

4.结语

为了保证桥的安全运行，桥墩混凝土一旦发现混凝土缺陷，要及时处理。实践证明，选用改性聚合物砂浆及脂肪族刮涂聚脲对桥墩混凝土进行快速修补及防护，施工速度快、耐久性好，可以有效提升桥墩混凝土的使用寿命。