史毅杰
(邢臺(tái)路橋建設(shè)總公司,河北 邢臺(tái) 054001)
某城市互通立交含一個(gè)東西走向跨越市區(qū)三環(huán)路的主線橋,以及進(jìn)入市區(qū)的匝道橋。主線橋共分為三聯(lián),第二聯(lián)跨越三環(huán)路,單向三車道設(shè)計(jì),橋面凈寬度為11m,兩側(cè)防撞護(hù)欄的寬度為0.5m,橋梁主跨跨徑為48m,其中第二聯(lián)主線橋?yàn)?8m+48m+41.5m的預(yù)應(yīng)力鋼混凝組合梁橋。經(jīng)過(guò)近三年的實(shí)際運(yùn)營(yíng),質(zhì)量檢測(cè)機(jī)構(gòu)于2019年11月對(duì)該橋梁整體結(jié)構(gòu)質(zhì)量檢測(cè)時(shí)發(fā)現(xiàn),箱梁內(nèi)部鋼板與螺栓出現(xiàn)銹蝕現(xiàn)象,局部區(qū)域出現(xiàn)混凝土病害,部分箱梁內(nèi)部底板積水嚴(yán)重,泄水管的排水功能喪失。
經(jīng)現(xiàn)場(chǎng)檢測(cè),銹蝕部位發(fā)生在箱梁內(nèi)部鋼板的底板與肋板、腹板與肋板接合部位,鋼板拼接部位的螺栓也出現(xiàn)銹蝕現(xiàn)象。同時(shí)發(fā)現(xiàn)箱梁底板局部區(qū)域存在少量積水,而且箱梁內(nèi)壁有水珠沁出,根據(jù)這一現(xiàn)象可以確定產(chǎn)生銹蝕的主要原因是在對(duì)現(xiàn)澆混凝土養(yǎng)護(hù)作業(yè)時(shí),由于箱室內(nèi)部缺少排水通氣設(shè)施,養(yǎng)護(hù)用水無(wú)法及時(shí)排出箱室,箱室內(nèi)壁在積水的長(zhǎng)期浸泡下,導(dǎo)致鋼板與螺栓出現(xiàn)鐵銹,尤其在積水較多的區(qū)域,銹蝕現(xiàn)象更為嚴(yán)重。
在混凝土橋面板錨固區(qū)周圍及箱梁鋼腹板的位置,部分混凝土呈現(xiàn)出松散狀態(tài)而脫離面板層,而且混凝土脫落部位的鋼筋裸露在外。產(chǎn)生這一病害的原因主要是由于裸露的鋼筋與空氣中的水或雨水相結(jié)合,產(chǎn)生銹蝕現(xiàn)象,隨著銹蝕程度的加深,處于混凝土內(nèi)部的鋼筋出現(xiàn)鼓脹,造成包裹鋼筋的混凝土剝離本體。
在施工過(guò)程中,將產(chǎn)生大量的混凝土殘?jiān)⒛景逅樾技八槭瘔K等建筑垃圾,由于施工人員未能及時(shí)清理,導(dǎo)致垃圾始終在箱室內(nèi)部堆積,這不僅給箱梁本身增加了額外荷載,也給橋梁養(yǎng)護(hù)施工帶來(lái)了諸多不便。
在該鋼混組合箱梁當(dāng)中,橋梁泄、排水裝置采用鑄鐵泄水管,排水管外壁包裹了一層鋅鐵皮,通過(guò)現(xiàn)場(chǎng)檢測(cè)發(fā)現(xiàn),局部區(qū)域的泄水管外壁出現(xiàn)銹蝕現(xiàn)象,導(dǎo)致泄水功能喪失,水流直接流向橋梁下方的城市主干道,給過(guò)往車輛的通行安全造成嚴(yán)重影響。另外,在橋梁養(yǎng)護(hù)過(guò)程中,由于養(yǎng)護(hù)人員未能及時(shí)清理堆積在泄水管內(nèi)的垃圾,使泄水通道嚴(yán)重堵塞,一旦雨季來(lái)臨,橋面積水難以排出,經(jīng)過(guò)長(zhǎng)時(shí)間滲透,使橋體主梁翼板出現(xiàn)銹蝕,進(jìn)而縮短橋梁的使用壽命。
在預(yù)應(yīng)力鋼絞線張拉工序中,由于施工單位僅對(duì)部分鋼絞線采取切割作業(yè),并且切割過(guò)程中,并未對(duì)錨頭采取有效的保護(hù)措施,導(dǎo)致裸露在外的錨頭及部分鋼絞線與空氣中的水蒸氣發(fā)生反應(yīng)出現(xiàn)銹蝕。
橋梁箱室排除積水最為常用的處置方法是:首先在箱室底板位置,利用小型切割機(jī)切割出直徑3cm的孔洞,使積水沿著孔洞排出體外,為了保證排水效果,孔洞的位置應(yīng)當(dāng)處于底板縱坡最低端,孔洞形狀多以梅花狀為主。而處于橋墩底板位置的填充混凝土區(qū)域內(nèi)的積水,可以在箱室最低處切割出直徑3cm的圓孔,將積水排出。
對(duì)于銹蝕嚴(yán)重的鋼板與螺栓,主要利用打磨的方法將表面的銹跡除去,然后將環(huán)氧富鋅底漆及環(huán)氧厚漿面漆噴涂在銹蝕部位,其環(huán)氧富鋅底漆的噴涂厚度為50μm,環(huán)氧厚漿面漆的噴涂厚度為200μm~300μm,如果螺栓連接部位銹蝕嚴(yán)重,應(yīng)當(dāng)及時(shí)更換。
在除銹過(guò)程中,施工人員首先要清洗干凈鋼板與螺栓表面的油污,通常采用的清洗溶劑是丙酮或汽油,然后利用砂輪或者鋼絲球等工具打磨表面的銹跡,直到鋼板與螺栓表面露出金屬光澤為止,再用粗砂紙將殘余銹跡去除。當(dāng)打磨工序結(jié)束后,在表面涂刷一層油漆,為了保證除銹效果,外界溫度降至5℃以下時(shí),不打磨除銹。并且每一次涂刷的油漆層厚度不宜過(guò)厚,防止產(chǎn)生氣泡狀針孔。
施工單位采用了強(qiáng)度等級(jí)為C50的自流平混凝土修補(bǔ)脫落部位。首先將松散的混凝土鑿除,利用角磨機(jī)或者鋼絲刷打磨脫落部位的混凝土基面,然后在銹蝕部位涂抹界面膠,涂抹厚度應(yīng)超過(guò)1mm。在界面膠干燥以前,可以利用聚合物水泥砂漿將缺陷部位補(bǔ)平。當(dāng)修補(bǔ)工序結(jié)束后24h之內(nèi),采取噴霧養(yǎng)護(hù)的方法,養(yǎng)生修復(fù)面砂漿,養(yǎng)生時(shí)間不得少于7d。
對(duì)于施工期間遺留在箱室內(nèi)部的建筑垃圾,施工單位應(yīng)在模板拆除前及時(shí)清除,清除時(shí)不得觸碰模板,避免損傷內(nèi)部組件。另外在切割鋼絞線時(shí),裸露在外的鋼絞線長(zhǎng)度應(yīng)當(dāng)大于3cm,以便維修人員能夠快速查找到鋼絞線銹蝕的具體位置。對(duì)除去表面銹跡的鋼絞線,利用聚合物水泥砂漿給錨頭形成一層保護(hù)層,其厚度不得超過(guò)5cm。
當(dāng)泄水管喪失泄水功能后,施工人員應(yīng)更換泄水管,將原泄水管拆除,換成抗?jié)B防腐性能較好的PVC管。更換之前,施工人員應(yīng)先清理泄水管周邊的堿蝕、松散混凝土,并利用聚合物水泥砂漿修復(fù)。對(duì)沒(méi)有維修價(jià)值的泄水管應(yīng)及時(shí)鑿除,鑿除時(shí)不得損壞原泄水管側(cè)壁位置的混凝土壁面。當(dāng)植入PVC泄水管后,泄水管周邊的縫隙應(yīng)當(dāng)利用聚合物水泥砂漿予以填充補(bǔ)平,使泄水管與混凝土構(gòu)成一個(gè)整體結(jié)構(gòu),確保泄水管具有良好的抗?jié)B與防水性能。
在處置該橋梁病害時(shí),施工設(shè)計(jì)方案中只設(shè)置了一個(gè)檢修孔,這就使作業(yè)人員在檢修過(guò)程中,常常出現(xiàn)較大位移,加之箱室內(nèi)部空間小,以至于移動(dòng)過(guò)程較為困難,針對(duì)這種情況,施工單位應(yīng)在橋梁的適當(dāng)位置增加2個(gè)~3個(gè)檢查孔。首先要確定檢修孔的準(zhǔn)確位置,定位孔洞中心,標(biāo)記出成孔邊緣線;然后圍繞檢修孔圓心,畫(huà)出直徑為630mm的邊緣線,并沿著邊緣線的位置,鉆孔施工,一般情況下,孔徑為30mm;接下來(lái)利用機(jī)械切割的方法,沿著鉆孔外邊緣線切割作業(yè),使孔洞直徑等于650mm。
通過(guò)對(duì)鋼混組合箱梁橋病害原因的分析,施工單位主要采取了以下病害處置措施:針對(duì)箱室積水病害,采取打孔排水的方法;針對(duì)橋梁鋼板與螺栓銹蝕病害,采取銹跡打磨與涂刷汽油、丙酮溶劑的方法;針對(duì)混凝土脫落病害,采取涂刷界面膠的方法;針對(duì)箱室中堆放的建筑垃圾,由施工人員專門(mén)集中清理;針對(duì)泄水管損壞病害,采取更換PVC管的方法。