浅谈桥梁的防腐及加固设计

陈 峰 湖北工程学院新技术学院 432000

【文章摘要】

一些公路桥梁耐久性差、年久老化，如砖拱桥等；一些公路桥梁由于早年设计的指导思想注重于节省材料，致使断面单薄，安全度低，如双曲拱等；一些近年修建的桥梁，因设计失当或者施工质量差，破损现象日趋严重。。本文介绍了钢桥梁不同部位的腐蚀特性，分析了桥梁主要的涂装体系，并结合实例加以说明。

【关键词】

公路；桥梁；防腐

桥梁是公路的重要组成部分，随着经济的发展，交通量增大，行车密度及车辆载重越来越大，尤其是拖挂运输、集装箱运输、个体户载重货物运输等重型车辆日益巨增，特种工程车如矿山运载车、大型平板车亦不时出现，使公路桥梁载重等级发生了变化。一些公路桥梁耐久性差、年久老化，如砖拱桥等；一些公路桥梁由于早年设计的指导思想注重于节省材料，致使断面单薄，安全度低，如双曲拱等；一些近年修建的桥梁，因设计失当或者施工质量差，破损现象日趋严重。这些桥梁一旦出现结构破坏，将直接造成整条路线的运输堵塞或中断，甚至威胁到过往人车的安全，可见，公路桥梁的维修与加固工作已经显得尤为重要。桥梁加固后，可以延长桥梁的使用寿命，用少量的资金投入，使桥梁能满足交通量的需求，还可以缓和桥梁投资的集中性。

1 桥梁防腐设计工程实例

和平桥位于海口市中心区与海甸岛之间，横跨于海甸河上方；是联系海口市中心与海甸岛的重要通道之一；主跨梁体为连续箱梁结构，引桥体为预应力板梁结构，桥面宽25．0 m，和平桥改造工程不仅需要加长南岸主桥并在其左右两侧增加匝道，对南北两岸的人行系统进行完善；同时对主桥桥面及弓l 道路面重新加铺沥青面层，对桥面人行道、栏杆、路灯进行改造；并对全桥进行全面涂装。其目的一方面能够使主桥、引桥、人行天桥及附属工程等的施工质量得到保证，另一方面与和平桥景观工程配套协调。

1.1 涂装范围及内容

由于和平桥主桥和引桥及l#、2# 天桥为钢筋混凝土结构，3#、4#、5#、6}f 人行桥及防撞栏杆、扶手栏杆和装饰架均为钢结构。所以和平桥涂装工程不仅包括混凝土桥梁的上部、下部结构，而且包括钢结构。上部结构为主桥梁体、引桥梁体、人行梯道桥体及平台；桥面栏杆包括防撞墙和栏杆柱；下部结构为桥墩、桥台，桥墩分为表干区和表湿区( 水上部分桥墩承台以上，标高5．390 m 以下)。因此和平桥的涂装是结构较齐全，内容较丰富新旧结合比较复杂的中型桥梁涂装工程。设计针对海口属于热丰、水富、光足的地区，并参考在该地区海洋气候的特点和业主要求的使用年限等条件，经过反复比较优化，选择了丙烯酸聚氨酯面漆体系作为和平桥混凝土桥墩和钢结构部分的防护体系。此系列有如下优点：

(1) 表湿区88I-S01 湿固化环氧封闭漆除了具有良好的渗透、耐碱性能外，还应对潮湿的混凝土基面具有良好的润湿铺展性和附着性能。同时，881 一S01 湿固化环氧封闭漆具有较快的干燥速度，短期内达到一定的漆膜强度，能够抵抗潮水的冲击，并且漆膜在水下固化性能基本上不受影响。

(2)881 一Z01 环氧云铁中间漆具有良好的阻止水、湿氧、氧、二氧化碳、氯离子以及硫酸根离子侵入的性能。其中含有片状云母氧化铁颜料，有效地屏蔽外来腐蚀介质地侵蚀，提供涂层优异的力学性能。

(3)881 一S02 湿固化环氧厚浆漆具有良好的屏蔽腐蚀性介质的能力，还对潮湿基面具有良好润湿铺展性和附着性能。同时，881 一S02 湿固化环氧厚浆漆具有较快的干燥速度，短期内达到一定的漆膜强度，能够抵抗潮水的冲击，并且漆膜在水下固化性能基本上不受影响。

(4)881 一Y01 丙烯酸聚氨酯面漆不仅与环氧云铁中间漆的结合力良好，而且具有良好的耐候性，同时具有极佳的装饰性能。881 一Y01 丙烯酸聚氨酯面漆具有优秀的耐候性能耐盐雾、耐湿热，可覆涂性良好；涂层体系配套性能良好：附着力10 MPa( 拉开法) 以上。

2 桥梁加固的原因

2.1 加固目的

2.1.1 增加桥面宽度，提高交通运行能力。

2.1.2 提高技术等级，增加桥梁的承载能力，满足现代化运输的要求，特别是大型重型车的与日俱增，对于提高技术标准和承载力，在旧桥加固与维修中成为首要考虑的因素。

2.2 加固原因

1) 设计方面。桥面板板端刚度不足； 伸缩缝装置本身刚度不足；伸缩装置锚固构件强度不足；过大的伸缩量；后浇筑填料选择有误；伸缩量计算有误等。

2) 施工方面。桥面板间伸缩间距的施工误差；后浇筑料的管理不良；伸缩装置安装不好；桥面板浇筑不良；支承台没做好等。

3) 其他因素。车辆荷载及频率加大； 桥面板老化；后浇筑填料老化；桥头前后桥面凸凹不平；桥面清扫不彻底；支座、桥墩异常；灾害事态发生。

3 桥梁的一般加固方法

1) 桥面铺装层的加固。桥面铺装层开裂或剥离等病害，对钢筋混凝土梁板桥容易使钢筋锈蚀，减弱桥梁的横向整体性；对于石拱桥，由于桥面雨水下渗，加大了拱上填料的含水量，使拱圈出现渗水现象等；同时由于桥面铺装层的破损，引起桥面平整度差，车辆通行时，使桥梁产生振动，对桥梁产生不利影响，同时又加重了桥面铺装层的病害。根据桥梁的具体情况，采用不同的加固方法。对于使用年限长、破损严重的采用拆除、修复的加固方案。而对于病害较轻、使用年限短，且混凝土强度仍符合设计要求的则先处治病害，在不降低设计荷载标准的前提下采用加铺沥青碎石层的铺装层方案。

2) 塞缝的灌浆。一般用于处理桥梁上、下部结构裂缝，灌浆分为水泥浆、水泥砂浆、环氧树脂浆、环氧树脂、砂浆等，具体采用哪一种，应视实际情况而定。通常水泥（砂）浆用于石砌墩、台和拱圈裂缝，由裂缝的大小来决定灌浆中是否掺砂，采用水泥（砂）浆造价低、效果好。环氧树脂浆一般用于钢筋混凝土结构物，因为钢筋混凝土构件产生的裂缝较小，易灌满，粘结性好。环氧树脂砂浆多用于桥面裂缝。

3) 上部结构的改建。充分利用原桥进行拼宽，利用桥台拱式结构改为板式结构的加固方法。拼宽原桥，对验算不能满足超限运输要求的旧桥，经技术经济比较后，按实际通过的超限运输荷载设计拼宽桥梁，以确保超限运输安全。利用原桥台改拱式结构为板式结构，对于小跨径石拱桥，由于拱圈厚度不能满足超限运输要求或因地基较差发生不均匀沉降，致使拱圈开裂，降低承载能力，可采用此方法。

4) 下部结构加固。桥台特别是高度较大的桥台，受行车荷载和土压力作用，常见病害有桥台开裂、凸肚，翼墙外崩、开裂、错位等。对于跨径较小，水流不大的石拱桥，采用在桥跨内加钢筋混凝土框架进行加固。

【参考文献】

[1] 中华人民共和国交通部．JT ／ T 694-2007 悬索桥主缆系统防腐涂装技术条件[S]．北京：人民交通出版社，2007．

[2] 阎太生．论桥梁的加固技术[J]．科技情报开发与经济，2003，（7）243

科学论坛

Science Forum