公路橋梁工程
城市橋梁（高架）滲漏水問題綜合整治方法研究
引言：橋梁是我國交通基礎設施中的重要組成部分，橋梁結構滲漏水問題是目前出現(xiàn)較多的常見病害，雖然不會直接影響交通運輸及橋梁的正常使用，但對橋梁耐久性和外觀有很大影響從而縮短橋梁使用壽命，因耐久性不足而過早進行大修或更換，不僅耗資巨大給國家構成沉重的經濟負擔，同時橋梁（高架）滲漏水也對車輛及行人通行帶來不便。本次課題研究目的是針對不同原因導致的橋梁滲漏水尋找針對性的維修方案。
一、滲漏水原因分析：
1、伸縮縫漏水
伸縮縫是橋梁結構的重要組成部分，是為了滿足橋梁由于溫度變化，混凝土收縮、徐變以及車輛制動力等作用在梁端引起的縱向位移及轉動而設置的，目前城市橋梁使用的伸縮縫主要有異型鋼橡膠伸縮縫、梳齒型伸縮縫及模數(shù)式伸縮縫等，這些形式的伸縮縫由于止水橡膠條老化開裂或混凝土保護帶開裂出現(xiàn)滲漏水現(xiàn)象，由伸縮縫處滲漏下的水流
2、橋面鋪裝滲水
該病害主要分布于裝配式混凝土橋梁，裝配式橋梁上部一般采用空心板梁結構，實際上，空心板梁之間的橫向連接是依靠橋面混凝土鋪裝層和鉸縫混凝土及連接鋼筋的共同作用來實現(xiàn)的，空心板梁在主要承受縱向彎矩的同時，還要承受一定的橫向彎矩。由于鉸縫本身的橫向連接較弱，這一橫向彎矩主要由鉸縫頂面的混凝土鋪裝層來承擔。由于部分橋梁混凝土鋪裝層厚度較薄，配筋較少，從而在橫向彎矩作用下橋面鋪裝出現(xiàn)縱向裂縫，導致板梁鉸縫開裂，加上早期鉸縫多為小鉸縫，鉸縫砼澆筑質量不好導致水分沿鉸縫裂縫滲入，從而導致板梁底面勾縫處出現(xiàn)滲漏水現(xiàn)象。
多跨簡支板梁結構在橋墩板梁端部中縫處，由于部分橋梁混凝土鋪裝層厚度較薄，配筋較少，從而在墩頂負彎矩作用下橋面鋪裝出現(xiàn)橫向裂縫，水分沿裂縫滲入板端中縫流向橋墩蓋梁，侵蝕蓋梁及支座。
3、人行道板滲漏水
城市橋梁一般承擔市政管線的跨河通道作用，而市政管線一般為了檢修方便布置于橋梁人行道處，相應橋梁人行道采用預制蓋板結構，蓋板結構為了保證質量較輕檢修方便，尺寸規(guī)格較小，拼接縫較多，然而部分80、90年代建造的橋梁，人行道混凝土鋪裝厚度較薄或未設置混凝土鋪裝，橋面雨水沿人行道面磚接縫滲入通過人行道板接縫流入管線通道內，從橋梁側面沿人行道板擱置底面接縫流出。
4、砼防撞護欄變形縫滲漏水
城市橋梁砼防撞護欄一般間隔5~6m設置一道變形縫，變形縫內設置柔性填充物止水，待填充物老化開裂后，止水效果喪失，橋面雨水沿變形縫滲入，從橋梁側面流下。
5、橋梁排水不暢導致的漏水
橋梁泄水管堵塞或損壞，由泄水管接頭或破損處漏水。
二、處治措施
針對不同原因導致的橋梁滲漏水病害，主要有以下處治措施。
1、伸縮縫漏水處治措施
1）嚴格控制伸縮縫施工質量，保證安裝應固定牢固，各類型伸縮縫都必須將其可靠地錨固在梁體或橋臺中。
2）控制伸縮縫保護帶混凝土的澆注質量，必須按設計要求使用高性能混凝土，混凝土澆注應密實、平整、無蜂窩，并一次澆注，保證整體性。
3）橡膠止水條的選擇和安裝嚴格控制，橡膠的物理機械性能必須滿足相關規(guī)范的要求，絕不允許使用再生橡膠或粉碎的硫化橡膠。橡膠條必須在伸縮縫保護帶混凝土達到設計強度50%以后方可安裝。安裝前應將縫槽內的雜物清理干凈，安裝應平整，長度適當，并注意氣溫對安裝的影響，可以在每日氣溫較低時安裝。
4）對現(xiàn)狀滲漏水伸縮縫，應及時更換橡膠止水條，鑒于梳齒形伸縮縫因構造的特殊性，橡膠止水條不易更換，可在梁體結構底部采用設置引水槽方式將滲漏水引入橋梁泄水管，即在伸縮縫滲漏范圍橋臺側面頂部通長設置半開口PVC引水管，將端縫滲漏水引出排入兩側地面排水設施。
2、橋面鋪裝滲水處治
1）在條件允許的情況下，鑿除現(xiàn)狀開裂橋面鋪裝，重做橋面混凝土鋪裝層，混凝土鋪裝內設置焊接鋼筋網(wǎng)，并在梁體頂面重設防水層，當采用瀝青混凝土鋪裝面層時，防水層應采用防水卷材或防水涂料等柔性防水材料；當采用水泥混凝土鋪裝面層時，宜采用水泥基滲透結晶型等剛性防水，嚴禁采用防水卷材。防水卷材及防水涂料的材料性能應符合現(xiàn)行行業(yè)標準《道橋用改性瀝青防水卷材》JC/T 974及《道橋用防水涂料》（JC/T 975）的要求。防水卷材和防水涂料的適用范圍應符合下表要求。
結合寧波多年工程經驗，建議使用道橋用聚氨酯PU防水層。
2）對于多跨簡支梁橋墩頂中縫滲漏水，在橋面鋪裝改造時建議埋入植入式橋面連續(xù)裝置，該裝置自身鋼筋和橋面鋪裝鋼筋網(wǎng)焊接形成整體空間結構，能夠承受由活荷載引起的梁板端部轉角變形產生的應力，裝置的高彈性氣墊效應減小了連續(xù)部位的彎矩峰值，減少了鋪裝層的裂縫產生，即使橋面連續(xù)混凝土產生裂縫，當雨水由橋面瀝青層滲入到裂縫部位后，由于該裝置頂部材料的透水作用，雨水透過滲水膜經排水管快速排出，不會滲落到橋墩蓋梁，保證了蓋梁干燥的外界環(huán)境。
植入式橋面連續(xù)裝置安裝工藝圖
3）對于簡支梁橋鉸縫滲漏水病害嚴重區(qū)域，如滲水鉸縫密集，且漏水嚴重處，一般采用在梁底鉸縫注膠（環(huán)氧樹脂灌封膠）方式修復，恢復其強度。由于灌封膠施工單價高、作業(yè)時間長、車輛振動帶來二次漏水等缺陷我所去年年底采用飛瑪度壓縮密封系統(tǒng)對甬江大橋一條滲水鉸縫進行維修，經過將近半年觀察止水效果較好。
鉸縫灌膠主要技術指標
鉸縫灌膠主要技術指標
項目 | 技術指標 | |
外觀 | A組份 | 粘稠液體 |
B組份 | 粘稠液體 | |
初始粘度，MPa.s ＜ | 500 | |
密度，g/cm3 ＞ | 1.1 | |
固含量，% ≥ | 99 | |
適用期（25℃），min ≥ | 45 | |
抗壓強度，Mpa ≥ | 80 | |
抗拉強度，Mpa ≥ | 30 | |
抗彎強度，Mpa ≥ | 50 | |
鋼-鋼粘接剪切強度，Mpa ≥ | 18 | |
與混凝土正拉粘接強度 ≥ | 2.5，且C40混凝土破壞 | |
灌縫膠主要施工工序：
飛瑪度性能介紹：飛瑪度（FERMADUR）橡膠密封體（以下簡稱飛瑪度）由封閉細胞腔結構、外表光滑、圓形截面的彈性體構成。在顯微鏡下各個方向的細胞數(shù)幾乎完全相同。飛瑪度被貫入絞縫中時與縫隙側壁擠壓變形產生強大永久的氣壓回復力，從而起到密封作用。
飛瑪度主要用于修整結構縫隙。壓縮密封的縫隙要求：“縫隙結構兩邊隔離，無鋼筋牽連，抗剪銷鋼筋除外，鋼筋（端頭）保護層厚度不低于1.5cm?？p內表必須平行，飛瑪度橡膠密封體，縫隙寬度在17-20mm之間，對飛瑪度具有最佳的壓縮（不會因為過小的壓縮，不能抵抗水壓；也不會因為過度擠壓，難以貫入，貫入時拉伸或過度扭曲，都不利于壓縮密封適應變形的需要。冬夏循環(huán)，最好縫隙變化不超過14-25范圍內，過小會壓破橡膠細胞腔結構，造成永久形變，過寬形變不足回復力抵抗不住水壓）修縫深度至少達到100mm范圍內滾動保持密封。”實施完成，馬上就能帶水檢漏，在結構不被破壞，實踐證明能在沉降、振動及伸縮變形（25%范圍內）的情況下長期保持密封。
飛瑪度壓縮密封系統(tǒng)施工工序：
1.清縫：清除接縫表面，露出伸縮縫，檢查漏水情況，檢查縫隙的變形情況。
2.鑿縫：對絞縫陽角表面松脆或松裂的混凝土鑿除或切除，對影響重新制模的狹窄地帶或不規(guī)則地帶進行鑿除。
3.接縫清理：用吹風機吹干凈，并用水沖洗，或者采用鋼絲刷將基面刷干凈，保證接縫的干凈和濕潤，以保證修補聚合物砂漿和老混凝土基面的結合致密。
4.臨時止水：用飛瑪度RV快速固化聚合物砂漿對縫隙內漏水量大的部位進行堵漏、引流方便施工。
5.制模：采用20mm厚的擠塑泡沫模板固定在變形縫的一側或中間。對模板的接頭和轉角部位進行粘接固定。保證修整后的縫隙寬度在要求的范圍，內壁平整，深度符合要求，形成較為均勻的擠壓密封。
（絞縫混凝土強度高可以不支模板，清理縫隙，兩側修補平行，直接貫入飛瑪度密封體）。
6.修縫：采用飛瑪度RV快速固化的聚合物砂漿進行修補，在施工時間內插搗密實，表面壓光，前期多進行噴水養(yǎng)護。
7.檢修精修。對絞縫進行精細修補，將縫隙修補成不大于2cm寬標準縫隙；縫隙內用賽柏斯濃縮劑半干團填塞2cm。確保縫隙兩側壁光滑，不出現(xiàn)砂眼缺傷等瑕疵。如局部出現(xiàn)小突起可使用銼刀將其磨平。
8.技術工程師確認：將絞縫的縫寬精確修到指定寬度，縫寬修到20mm（17-20mm）?？p側壁平滑，無棱角，無蜂窩孔洞，保證縫壁與飛瑪度的壓縮密封。同時保證修縫材料與老混凝土接縫無滲漏。本步驟完成后由現(xiàn)場技術工程師測定確認。確認后才能進行貫入飛瑪度，不合格的必須返修。
9.磨邊：為保護飛馬度密封體在嵌入施工中不被絞縫外側陽角刮傷，用手動打磨機將絞縫外側兩陽角打磨倒角。
10.飛馬度壓縮密封件貫入：選取直徑30mm飛瑪度密封體，將飛瑪度密封體人工采用專用尼龍鑿和釘錘貫入修補好的絞縫內，距變形縫外側1-2cm處。需要對接采用專用膠水40秒鐘完成對接，達到飛瑪度斷裂延伸率也不斷裂。對接點和非對接點德國專家稱沒有任何差異，沒有任何案例證明在對接處漏水的概率提高。
11.縫內以飛瑪度密封棒作為背襯，預先貼上隔離膠紙，打入配套的西卡密封膠進行密封。
12.縫隙表面兩側用飛瑪度RE環(huán)氧膠泥進行進行1-2mm的安全薄修，環(huán)氧膠泥具有和老混凝土基面很高的粘結力，同時具有高于混凝土本身抗壓強度和抗拉強度.(下圖為甬江大橋施工前后照片)
對于簡支梁橋鉸縫滲漏水病害少量且輕微處，可通過在梁底鉸縫滲漏處通長設置鍍鋅鋼板引水槽，將滲漏水引出排入墩臺處地面排水設施。
3、人行道板滲漏水處治
1）在條件允許的情況下，可通過改造原橋梁人行道鋪裝層進行處治，即拆除原人行道鋪裝，重新鋪設細石砼鋪裝層，并在其中設置鋪裝焊接鋼筋網(wǎng)，重做混凝土表面防水層，以防止人行道板接縫處滲水。
2）亦可在橋梁最低點處人行道板側面開孔，設置排水管接入地面排水系統(tǒng)，同時對人行道板擱置處側面接縫采用壓縮密封系統(tǒng)（如FERMADUR壓縮密封系統(tǒng)）進行封閉，壓縮密封體由封閉細胞腔結構、外表光滑、圓形截面的彈性體構成，被貫入變形縫中時與縫隙側壁擠壓變形產生強大永久的氣壓回復力，從而起到密封作用。
4、砼防撞護欄變形縫滲漏水
針對砼防撞護欄變形縫滲漏水情況，可通過在變形縫處采用壓縮密封系統(tǒng)進行封閉，替換原開裂老化填充物，從而防止?jié)B漏水。
5、橋梁排水不暢導致的漏水
針對由于橋梁排水不暢導致的滲漏水情況，首先應及時疏通橋面泄水孔，清除堵塞雜物，對破損的排水管應及時更換，亦可根據(jù)實際橋面積水狀況，增設泄水孔，提高橋梁排水效率。
三、防治措施
為防止橋梁混凝土結構開裂滲水，加強和提高混凝土自防水功能，可在橋梁維修養(yǎng)護時采用水泥基滲透結晶型防水系統(tǒng)（如XYPEX防水系統(tǒng)），噴涂或涂刷于混凝土表面，利用水泥混凝土本身固有的化學特性及多孔性，以水做載體，借助滲透作用，在混凝土微孔及毛細管中傳輸、充盈，催化混凝土內的微粒和未完全水化的成份再次發(fā)生水化作用，而形成不溶性的枝蔓狀結晶并與混凝土結合成為整體從而使任何方向來的水及其它液體被堵塞，達到永久性的防水、防潮和保護鋼筋、增強混凝土結構強度的效果。
四、總結
本研究課題通過對不同原因產生的橋梁滲漏水問題進行了闡述，并形成了針對性的解決方法，同時在維修材料的選擇上進行了大膽嘗試與創(chuàng)新，基本形成了橋梁滲漏水整體維修體系。