鲅鱼圈港煤码头修复工程

摘要：营口鲅鱼圈港煤码头在使用过程中发生了一些构件及设施破损现象，主要包括连接桥后张预应力钢筋砼T型梁开裂、T型梁翼缘板破损。应业主要求采用碳纤维布加固修补结构技术和环氧水泥砂浆技术对这些部位进行修复,以达到对结构及构件加固补强的目的。

关键词：码头 修复 工程

　一、前言

　　营口鲅鱼圈港煤码头在使用过程中发生了一些构件及设施破损现象，主要包括连接桥后张预应力钢筋砼T型梁开裂、T型梁翼缘板破损。应业主要求采用碳纤维布加固修补结构技术和环氧水泥砂浆技术对这些部位进行修复,以达到对结构及构件加固补强的目的。

　　二、修复时采用的各项工艺技术要求：

　　（一）．勾抹环氧水泥砂浆的技术要求

　　1、环氧水泥砂浆配方：

　　操作程序

　　（1）环氧树脂加温到40℃（不可过高）取100克在其中加入10克邻苯二甲酸二丁脂搅拌成浆液。

　　（2）再在浆液中加入乙二胺8克搅匀。

　　（3）将砂过筛后加温到40℃再与水泥（500#普通水泥）拌和，将拌好的浆液与灰砂搅拌制成砂浆即可使用。

　　2、环氧水泥砂浆的力学指标：不低于C40砼的标准。

　　3、勾抹程序

　　①将裂缝凿成深为1.5-2cm、宽为3cm的U型槽，并用钢丝刷刷净槽内松动的砼碎渣，用毛刷蘸丙酮将缝槽刷洗干净。

　　②在槽内均匀地涂一层环氧素浆。

　　③用手把环氧水泥砂浆按压在槽内

　　④用抹子蘸丙酮将环氧水泥砂浆抹压密实，并与原砼表面一样平，然后表面再整齐地涂一层10cm宽的环氧素浆。

　　⑤对剥皮、露筋处，在将表面按技术要求处理干净之后，先均匀地涂一层环氧素浆，然后用手把环氧水泥砂浆按压在需修补的砼表面上，用抹子蘸丙酮将环氧砂浆抹压密实、平滑，最后再在表面整齐地涂刷一层环氧素浆，并使之成矩型图案。

　　4、注意事项

　　（1）环氧水泥砂浆细料较稀适宜先涂在工作表面，然后用粗料填埋牢固。

　　（2）环氧水泥砂浆调制时必须严格按照配方用重量比配制，各材料用量误差应小于3%，尤其是环氧树脂和乙二胺重量的误差将直接影响强度，所以称料和拌料必须由专人负责。

　　（3）环氧水泥砂浆在常温下（20℃）约1-2小时即硬化（搅拌不动），所以每次不能搅拌的太多，要24小时才能固化，所以施工后24小时内不能碰撞受力。

　　（4）配制时不得吸烟、吃东西，并注意通风，工作完应将手洗干净，以防中毒。

　　（5）该配方不适宜于水下。

　　（二）、压灌环氧浆液的技术要求

　　1、配方（各组分重量比）

　　环氧树脂6101# 100

　　糠醛树脂 60

　　乙二胺 20

　　丙酮 60

　　间苯二酚 10

　　2、配制方法

　　（1）糠醛与乙二胺按1.5：1的比例拌和，先称取10Kg的乙二胺盛于玻璃或搪瓷容器中用冷水浴散热，然后称取15Kg糠醛，慢慢加入乙二胺容器中，不停地搅拌，温度不得超过40℃，然后冷却至环境温度时密封备用。此混合液称半醛严胺。

　　（2）环氧浆液配制方法

　　先将环氧树脂与糠醛（按配方配制，需扣除半醛亚胺中的糠醛量）混合均匀，丙酮与间苯二酚混合溶解后，再把两混合液混合均匀，最后加入半醛亚胺（加入即反应放热，温度上升）。为了散热，可考虑冷却散热，不停搅拌，当温度接近环境温度时即可倒入压力罐内。

　　3、环氧浆液粘接抗拉强度：8字模抗拉试验为非粘接面破裂（>6MPa）。

　　4、压灌环氧浆液的技术

　　（1）裂缝用环氧砂浆密封，不得漏气漏水。灌浆咀应埋设牢固，不得松动并保证畅通无阻。面板裂缝灌浆咀间距30cm，承台梁裂缝灌浆咀间距50cm。灌浆咀埋设后可立即试气，密封不严或堵塞不通或有松动应剔除重放。

　　（2）风压管路、压浆管路安装后进行风压试验，检查管路、接头有无问题，灌浆咀之间是否畅通无阻，密封是否严密。

　　（3）灌浆咀接20—30cm长的透明塑料软管（外径Ø18mm、内径Ø12mm）。

　　（4）检查无误后进行压水试验，确定灌浆量。一次检查各咀通畅和密封情况，记录水的体积。压水后（压力不得过大，以出气咀开始流水为止）记录出气咀流水量和罐内残存水量及罐出水时间，正确估计灌浆量。

　　（5）压浆罐用少量丙酮（100-200cc）洗罐，并压入砼裂缝中清洗裂缝，再吹气10分钟，然后灌浆。根据具体情况，也可以进行压水试验，只用气吹，压力最大不超过0.2Mpa。

　　（6）将环氧浆液倒入压力罐内，盖好盖，徐徐开启风压阀门，待出气管冒浆并流出少量浆液时，将软质透明塑料胶管折卷后用铅丝绑死，恒压10分钟后再次灌浆咀管折卷并用铅丝绑死。灌浆压力最大不得超过0.2Mpa。

　　（7）要求一次灌完。每灌完一次后，压力罐、压浆管、配制容器应清洗干净。

　　（三）、碳纤维布粘贴补强施工工艺及技术要求

　　采用的粘贴碳纤维布技术指标：单向纤维布，拉伸强度4900Mpa，弹性模量2.30×10⁵Mpa，拉断伸长率2.1%，密度1.8g/m²，厚度0.167mm，幅宽300mm。配套粘合剂拉伸强度不小于35Mpa。其特点：高强高效，适用面广，质量易保证；施工便捷，工效高，没有湿作业，不需现场固定设施，施工占用场地少；耐腐蚀及耐久性能极佳；加固修补后，基本不增加原结构自重及原构件尺寸。加固机理是将碳纤维布采用高性能的环氧类粘结剂粘结于混凝土构件的表面，利用碳纤维材料良好的抗拉强度达到增强构件承载能力及刚度的目的。

　　1、粘贴碳纤维布工艺流程如下：

　　构件表面处理—涂刷底胶—修补整平—粘贴纤维复合材料—养护固化—质量检验—防护处理—完成

　　（a）基底处理：利用机械打磨清除砼构件被粘贴面上的灰浆、油污、松散的沙粒、已被腐蚀的砼组织等，凸出部位要削平。转角部位要倒成R=20mm的转角。大于0.2mm的裂缝，应先灌缝处理。

　　（b）涂刷底胶：用吹风机将混凝土表面清理干净，并保持干燥，丙酮擦拭处理。将底胶（JGN-P）甲、乙组分按3：1的重量比混合均匀，使用滚刷或毛刷均匀地涂抹至粘贴面。调好的底胶要在规定的时间内用完，一般根据现场实际气温决定用量并严格控制使用时间。一般情况下2小时内用完。用滚筒刷将底胶均匀涂刷于混凝土表面，待胶固化后(固化时间视现场气温而定，以指触干燥为准)再进行下一工序施工。一般固化时间为2～3d。

　　（c）修补找平：混凝土表面凹下部位应使用修补胶（JGN-C胶掺入2倍重量的白水泥或重质碳酸钙粉）找平，有段差和转角部位要用修补胶抹成平滑的曲面。

　　（d）粘贴碳纤维布：取JGN-C胶甲、乙组分按3：1的重量比混合均匀，使用滚筒或毛刷、刮板蘸胶均匀地涂抹到混凝土粘贴面上，涂刷量约600-800g/m²；碳纤维布在确定所粘贴部位无误后剥去离型纸，用特制滚子反复沿纤维方向滚压，去除气泡，并使JGN-C胶充分浸透碳纤维布。多层粘贴应重复上述步骤，待碳纤维布表面指触干燥方可进行下一层的粘贴。

　　纤维长方向上接头搭接长度应为10-20cm。底层粘浸胶充分渗透后刮涂上层胶，涂刷量约200g/m2，往复涂刮，使粘合剂渗入到碳纤维布中去。常温下1-2小时后，再使用硬橡胶辊或塑料刮板往复碾压，消除可能出现的浮起和错动。最后一层碳纤维布表面应均匀涂刷一道粘合剂。

　　（e）碳纤维复合材料加固层防护处理：使用LB型界面处理剂配合抹面砂浆。

　　（f）加固后的碳纤维布表面应采取2cm厚抹砂浆进行保护。

　　凿毛要求：

　　1、凿毛时注意不要损坏原构件中的钢筋。遇有松动、松散处应凿除，不能全部凿除时，也应适当凿深。油污和海蛎子一定要清除干净。

　　2、对于有外露钢筋的修复构件，除必须进行凿毛外，尚应对外露钢筋进行除锈。钢筋除锈时应凿掉锈蚀钢筋周围2cm的砼，在长度方向应凿出锈蚀钢筋5cm。遇有松动处应适当凿深。

　　3、对预应力外包砼加固的承台梁，其外包砼处的凿毛必须去掉旧的砼表皮。

　　4、所有凿毛处在落筑砼前，一定要用淡水冲冼干净。

　　四、修复施工

　　1．对2#-3#系靠船墩台间连接桥7#后张预应力钢筋砼T型梁上的裂缝采用粘贴碳纤维布的方法进行修复。

　　该7#T型梁上的裂缝位于其东端（2#墩台一端）北面（向岸的侧面）。裂缝斜向为上部朝向2#墩台、下部远离2#墩台而朝向跨中方向。碳纤维布粘贴方法如下：首先在7#T型梁上的裂缝内压灌环氧浆液，然后在与裂缝垂直的方向上沿着裂缝均匀粘贴2层碳纤维布。高度方向包括7#T型梁岸侧翼缘板底部、岸侧侧面、梁底；长度方向为从2#墩台至7#T型梁第1个肋板处。然后在该长度范围内再粘贴1层碳纤维布，高度方向的范围包括7#T型梁，该长度范围的两侧面（海侧、岸侧）及底部，粘贴方向为梁的横断面方向。

　　2、对3#-4#系靠船墩台间连接桥7#后张预应力钢筋砼T型梁上的裂缝采用粘贴碳纤维布的方法进行修复。

　　该7#T型梁上的裂缝位于其西端靠近（4#墩台一端）北面（向岸的侧面）。裂缝斜向为上部朝向4#墩台，下部远离4#墩台而朝向跨中方向。碳纤维布粘贴方法如下：首先在7#T型梁上的裂缝内压灌环氧浆液，然后在与裂缝垂直的方向上沿着裂缝均匀贴2层碳纤维布，高度方向包括7#T型梁岸侧翼缘板询问、岸侧侧面、梁底，长度方向为从4#墩台至7#T型梁第1个肋板处。然后在该长度范围内再粘贴1层碳纤维布，高度方向的范围包括7#T型梁该长度范围的两侧面（海侧、岸侧）及底部，粘贴方向为梁的横断面方向。

　　3、碳纤维布粘贴工序完毕后，在其表面抹压M30F300水泥砂浆，厚度20mm。

　　4、粘贴碳纤维布时的注意事项

　　（1）气温在5℃以下、相对湿度RH>85 %、混凝土表面含水率在8%以上、有结露的可能时，无有效措施不得施工。

　　（2）由于碳纤维片为电的良导体，应使其远离电源。

　　（3）施工用各种树脂远离明火，并避免阳光直射。

　　（4）施工及检查人员应穿防护工作服，配戴口罩、手套、防护眼镜等防护用品。

　　（5）粘结剂的配制应在室内进行，施工现场保证通风状况良好。

　　（6）当树脂粘附在皮肤上时，应立即用肥皂水冲洗，溅入眼内用清水清洗或及时就医。

　　（7）施工过程中要注意严格按照设计方案中的位置进行粘贴碳纤维，如有偏差应根据实际情况画图留底备查，并注意告知后续施工人员在装修过程中注意保护，严禁钻孔、打钉等可能损坏碳纤维的作业。

　　5、对下列裂缝采用匀抹环氧砂浆的方法修复，裂缝修复总长计20m。

　　（1）2#墩台向岸侧面上引桥支座位置中部的2条裂缝；

　　（2）4#墩台东侧面（朝向3#墩台的侧面）上7#T型梁下方的1条裂缝；

　　（3）出现在各系船墩台东西两侧中部的竖向裂缝。

　　6、对下列砼破损采用勾抹环氧砂浆的方法进行修复，总计8m²。

　　（1）2#~3#墩台台间的连接桥7#T型梁预应力梁西端北面翼缘板板破损。

　　（2）4#~5#墩台台间的连接桥7#T型预应力梁东端北面翼缘板板破损。

　　（3）连接桥各T型梁翼缘板存在的局部砼剥落。