摘要 玻纖套筒（夾克法）是一種適用于受沖刷橋梁墩柱修復(fù)加固的技術(shù)，具有提高耐久性、減少環(huán)境影響、縮短工期等優(yōu)點(diǎn)。文章首先探討了夾克法在受沖刷橋梁墩柱修復(fù)加固中的應(yīng)用，然后重點(diǎn)分析了其提高耐久性、減少環(huán)境影響及縮短工期的優(yōu)勢(shì)，最后通過與傳統(tǒng)水下墩柱維修加固技術(shù)的對(duì)比分析，證實(shí)夾克法能有效增強(qiáng)橋梁墩柱的承載能力，保障車輛通行安全，具有廣泛的應(yīng)用前景。

關(guān)鍵詞 夾克法；橋梁加固維修；施工應(yīng)用

中圖分類號(hào) U445.7 文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼 A 文章編號(hào) 2096-8949（2024）24-0067-03

0 引言

隨著我國(guó)基礎(chǔ)設(shè)施建設(shè)的迅猛發(fā)展，橋梁作為關(guān)鍵的交通節(jié)點(diǎn)，其安全性能和耐久性問題日益凸顯。橋梁維修加固不僅是對(duì)既有結(jié)構(gòu)功能的恢復(fù)，更是對(duì)其安全性能和使用壽命的全面提升。因此，橋梁維修加固已成為基礎(chǔ)設(shè)施領(lǐng)域中一個(gè)重要的研究方向。許多橋梁墩柱位于水中，易受干濕交替、船舶撞擊等環(huán)境影響，導(dǎo)致病害頻發(fā)。目前對(duì)水中橋墩常用的維修加固處理方法是采用圍堰法對(duì)橋墩加大截面處理，但受環(huán)境影響大、工期長(zhǎng)等因素制約。玻纖套筒（夾克法）作為一種橋梁加固技術(shù)，在國(guó)外已有廣泛應(yīng)用，特別是在歐洲和北美地區(qū)。該技術(shù)因其施工簡(jiǎn)便、成本低、效果好而得到廣泛認(rèn)可。在國(guó)內(nèi)，隨著橋梁建設(shè)的快速發(fā)展和老化問題的出現(xiàn)，夾克法逐漸受到重視，并在一些關(guān)鍵項(xiàng)目中得到應(yīng)用。例如，在國(guó)內(nèi)的一些沿海城市，由于海水腐蝕和沖刷問題嚴(yán)重，夾克法被用于加固橋梁墩柱，并取得了良好效果。夾克法施工工藝的出現(xiàn)，為維修加固水中墩柱提供了安全可靠的解決方法，具有強(qiáng)度高、防腐性和耐久性好等優(yōu)點(diǎn)，是一種安全可靠的水下墩柱加固解決方案。

1 橋梁加固維修玻纖套筒（夾克法）施工技術(shù)

橋梁墩柱是橋梁安全的重要構(gòu)件，墩柱的質(zhì)量及技術(shù)狀況直接影響橋梁的結(jié)構(gòu)安全。墩柱受施工缺陷、氣候、沖蝕、侵蝕、生物腐蝕、重載車輛等因素的影響，易造成橋梁墩柱出現(xiàn)破損、露筋銹蝕、縮頸等病害，導(dǎo)致耐久性下降、承載能力和抗震能力不足，嚴(yán)重時(shí)影響橋梁的正常使用和結(jié)構(gòu)安全[1]。

傳統(tǒng)加固維修工藝是增大截面法，施工內(nèi)容如下：（1）用潛水泵排干圍堰內(nèi)積水[2]；（2）對(duì)外露鋼筋進(jìn)行除銹；（3）架立鋼筋模板后，將混凝土泵送混凝土模內(nèi)；（4）混凝土強(qiáng)度達(dá)到設(shè)計(jì)的70%時(shí)拆除鋼模板，將材料設(shè)備移入下個(gè)墩柱工作面進(jìn)行施工，施工周期長(zhǎng)。

夾克法，作為一種創(chuàng)新的橋梁墩柱加固技術(shù)，通過在受損墩柱外圍包裹預(yù)制的玻纖套筒，并灌注高性能灌漿料，形成一個(gè)新的復(fù)合結(jié)構(gòu)層，顯著提高墩柱的承載能力和耐久性。該方法不僅強(qiáng)度高，而且具有良好的防腐性能和耐久性，為水中墩柱的維修加固提供了一種高效、可靠的解決方案。玻纖套筒加固技術(shù)是在維修加固墩柱周圍包裹玻纖套筒，灌漿料凝結(jié)后與墩柱黏結(jié)成整體，防止腐蝕性污染物及干濕循環(huán)的破壞[3]，修復(fù)并永久保護(hù)混凝土表面的新型墩柱加固技術(shù)。該技術(shù)可在潮濕的環(huán)境下使用，施工方便，為橋梁墩柱維修加固提供了一種新的方案。水下玻纖套筒加固系統(tǒng)是根據(jù)病害墩柱尺寸加工防腐蝕的玻纖套筒，加固施工中將高防腐蝕玻纖套筒套在破損墩柱上，施工快捷。水下玻纖套筒的應(yīng)用可以簡(jiǎn)化施工過程，縮短施工工期，對(duì)橋梁墩柱結(jié)構(gòu)破損及鋼筋銹蝕等病害的加固修復(fù)具有重要

作用。

水下玻纖套筒加固系統(tǒng)的配套材料，具有強(qiáng)度高、免維護(hù)，實(shí)用性強(qiáng)，防腐性能好，耐海水潮汐等侵蝕；施工方便快捷，無須封橋斷路施工；符合海洋生物環(huán)境安全標(biāo)準(zhǔn)等優(yōu)點(diǎn)。水下玻纖套筒加固示意圖如圖1所示，環(huán)氧灌漿料采用高分子聚合物，玻纖套筒對(duì)化學(xué)反應(yīng)具有惰性，可確保耐久性[4]；在水中施工時(shí)不離析，也不需要搭建圍堰排水。

2 橋梁加固維修玻纖套筒施工工藝

夾克法加固墩柱的施工工藝是一個(gè)精密且系統(tǒng)的過程，涉及以下關(guān)鍵步驟：首先，進(jìn)行詳盡的水下查勘和測(cè)量，以確保玻纖套筒的精確定制；其次，在工廠環(huán)境中，根據(jù)測(cè)量數(shù)據(jù)定制玻纖套筒和配置專用灌漿料；接著，將定制的套筒在水下精確安裝并進(jìn)行封底處理；再次，進(jìn)行灌漿料的現(xiàn)場(chǎng)攪拌和澆筑，確保灌漿料均勻填充套筒與墩柱之間的空隙；最后，進(jìn)行水下凝固和封口處理，確保結(jié)構(gòu)的密封性和耐久性。

在夾克法施工過程中，關(guān)鍵技術(shù)問題包括精確測(cè)量、表面處理、套筒安裝和灌漿料的混合與灌注。為解決這些問題，可以采用高精度的水下測(cè)量設(shè)備，確保玻纖套筒的精確定制；使用高壓水射流技術(shù)進(jìn)行表面處理，去除銹蝕和松散混凝土；采用專業(yè)的安裝設(shè)備和方法，確保套筒的正確安裝；對(duì)于灌漿料，需要嚴(yán)格按照比例混合，并采用泵車或人工灌注的方式進(jìn)行灌注，確保灌漿料的均勻分布和固化[5]。施工中需檢查墩柱破損，處理松動(dòng)表層和鋼筋腐蝕。

在玻纖套筒的施工設(shè)計(jì)中，必須嚴(yán)格依據(jù)相關(guān)特性參數(shù)進(jìn)行。所采用的玻璃纖維厚度為3.2 mm，與特定的聚合樹脂相結(jié)合，以確保套筒的力學(xué)性能和耐久性。這種復(fù)合材料的設(shè)計(jì)，旨在提供足夠的抗拉強(qiáng)度和抗壓強(qiáng)度，以抵御外部環(huán)境的侵蝕和內(nèi)部應(yīng)力的挑戰(zhàn)。低模量氫環(huán)氧膠和環(huán)氧灌漿料適用于潮濕環(huán)境，灌漿料應(yīng)按比例混合均勻，其材料參數(shù)見表1所示。灌漿方式包括泵車泵送和人工灌注，泵車需保持水平穩(wěn)定，人工灌注則使用手提式料筒。灌漿料自動(dòng)流平，水下封口應(yīng)用低模量氫環(huán)氧膠斜坡密封，需養(yǎng)護(hù)7 d。

3 水下玻纖套筒加固系統(tǒng)研發(fā)測(cè)試

夾克法玻纖套筒加固系統(tǒng)以其耐腐蝕特性，形成耐久性好的外殼，可提供多種套筒形式供選擇。使用的多用途環(huán)氧灌漿料對(duì)水不敏感，可確保水下施工材料能夠牢固黏結(jié)到混凝土結(jié)構(gòu)表面，樹脂澆筑體性能檢測(cè)結(jié)果見表2所示。夾克法施工簡(jiǎn)便，具有耐腐蝕和耐久性，適用于橋梁墩柱維修，材料包括CFGJ玻纖套筒與水下環(huán)氧灌漿料[6]。根據(jù)不同的缺損面積，采用不同的處理方案：截面損失率＞25%時(shí)，用CMEG水下環(huán)氧漿料填充空隙；截面損失率≤25%時(shí)，配合使用CCBG水泥基灌漿料和CMEG水下環(huán)氧漿料對(duì)空隙進(jìn)行填充。水下環(huán)氧固化體系展現(xiàn)出強(qiáng)憎水性和對(duì)水界面的強(qiáng)黏附能力。通過實(shí)驗(yàn)確定水下固化環(huán)氧固化AB組分，研發(fā)C組分填料，選擇石英砂為粗骨料構(gòu)建灌漿料抗壓骨架，確立合適的C填料配方。要求灌漿料流動(dòng)性好，ABC三組分需有合適的質(zhì)量配比，經(jīng)實(shí)驗(yàn)確定滿足特殊要求的灌漿料組分比例為2.5：1：9。

4 橋梁加固工程玻纖套筒施工設(shè)計(jì)分析

橋梁下部結(jié)構(gòu)加固方法有增補(bǔ)立柱、鋼筋混凝土護(hù)套和擴(kuò)大截面等。選擇加固方案應(yīng)考慮成本、效率和可行性，同時(shí)需評(píng)估舊橋現(xiàn)狀和未來交通需求[7]。若補(bǔ)強(qiáng)加固無法滿足交通需求，則需重建。加固前應(yīng)全面檢測(cè)橋梁，評(píng)估承載能力，然后根據(jù)結(jié)構(gòu)損傷和環(huán)境條件確定合適的加固方案。夾克法在維修加固水中墩柱中具有較為顯著的優(yōu)勢(shì)。

（1）夾克法適用于多種環(huán)境條件，包括潮濕環(huán)境、海水侵蝕環(huán)境等。在潮濕環(huán)境下，夾克法使用的環(huán)氧灌漿料具有良好的黏結(jié)性能，能夠確保與混凝土結(jié)構(gòu)的牢固結(jié)合。在海水侵蝕環(huán)境下，玻纖套筒的耐腐蝕性能可以有效保護(hù)橋梁墩柱，延長(zhǎng)其使用壽命。此外，夾克法還可以根據(jù)具體的環(huán)境條件和橋梁病害情況，進(jìn)行定制化的加固設(shè)計(jì)，以滿足不同橋梁的加固需求。

（2）夾克法在經(jīng)濟(jì)性方面具有明顯優(yōu)勢(shì)。與傳統(tǒng)加固方法相比，夾克法施工周期短，勞動(dòng)力需求少，材料成本相對(duì)較低，因此總成本更低。在可持續(xù)性方面，夾克法使用的玻纖套筒和環(huán)氧灌漿料均具有良好的環(huán)境友好性，不會(huì)對(duì)周圍環(huán)境造成污染。此外，夾克法加固后的橋梁墩柱耐久性得到提高，減少未來的維護(hù)和更換需求，從而降低長(zhǎng)期的維護(hù)成本。

5 玻纖套筒（夾克法）在橋梁加固維修工程中的應(yīng)用

七都大橋位于福建寧德G104線，中心樁號(hào)為K2192+423，為8×23.5 m雙曲拱橋，全長(zhǎng)200.8 m，寬8 m。橋臺(tái)和橋墩均為漿砌塊石結(jié)構(gòu)，設(shè)計(jì)荷載為汽車-15級(jí)。由于超荷載運(yùn)營(yíng)，2019年進(jìn)行了維修加固。2022年評(píng)定為3類，橋面板多裂縫，拱肋剝落露筋，立柱沖刷嚴(yán)重，尤其是1-2#、1-3#和5-3#立柱，現(xiàn)場(chǎng)墩柱情況見圖2所示。大橋位于海河交接處，潮落時(shí)墩柱露出水面，適合夾克法施工。決定對(duì)1-2#、1-3#和5-3#立柱采用夾克法加固，以應(yīng)對(duì)潮漲潮落的施工條件。整個(gè)施工過程注重表面處理、精確定位、密封性和灌漿質(zhì)量，確保加固效果。施工過程如下：

（1）施工準(zhǔn)備。在潮落時(shí)對(duì)墩柱表面進(jìn)行處理，確定玻纖套筒尺寸，并與設(shè)計(jì)、灌漿料廠家技術(shù)人員測(cè)試灌漿料性能，根據(jù)結(jié)果預(yù)制生產(chǎn)，為施工做準(zhǔn)備。

（2）立柱表面處理。清除生物、松散混凝土，處理鋼筋銹蝕，清理底部泥漿。

（3）玻纖套筒加固。在套筒鎖扣槽注入水下環(huán)氧封口膠，用緊固帶和吊車將套筒定位并包裹橋墩。通過限位器控制套筒與立柱的距離，使用緊固帶和自攻螺絲固定套筒，底部使用密封條封底，確保無空隙，并使用封底膠密封套筒底部。

（4）分次灌漿。首次使用高位漏斗法灌注15 cm高的水下環(huán)氧灌漿料，固化后（約8 h）進(jìn)行二次灌注。每次灌注控制在2.5～3 m的高度，直至套筒填滿。在套筒頂端用環(huán)氧膠做斜坡密封。

（5）灌漿料固化后，取下臨時(shí)緊固帶，完成玻纖套筒加固，加固效果見圖3所示。

（6）為提高效率，可采用多根立柱流水作業(yè)，并全程記錄施工影像。

項(xiàng)目于2023年6月20日開工，于2023年7月25日完工，總工期為35 d。在2023年組織的橋梁檢測(cè)中，根據(jù)橋梁外觀缺損檢查匯總結(jié)果，依據(jù)《公路橋梁技術(shù)狀況評(píng)定標(biāo)準(zhǔn)》（JTG/T H21—2011），七都大橋的技術(shù)狀況等級(jí)評(píng)定為2類。原橋柱加固部位保持完好，取得了較好的加固效果。

圖2 加固前的墩柱病害情況

圖3 加固后的墩柱情況

6 結(jié)語

該文通過對(duì)夾克法在橋梁加固維修中的應(yīng)用進(jìn)行了深入的探討和分析，綜合全文的研究和實(shí)際工程案例，可以得出以下結(jié)論：

（1）夾克法在橋梁加固維修中具有顯著的技術(shù)優(yōu)勢(shì)，通過外包玻纖套筒和灌注高性能灌漿料，有效提升了橋梁墩柱的承載力和耐久性，尤其在水下環(huán)境中顯示出卓越的適應(yīng)性。

（2）與傳統(tǒng)加固方法相比，夾克法大幅縮短了施工周期，降低了成本，同時(shí)減少了長(zhǎng)期維護(hù)需求，展現(xiàn)出顯著的經(jīng)濟(jì)效益和推廣價(jià)值。

（3）夾克法減少了施工對(duì)環(huán)境的影響，實(shí)現(xiàn)了工程與環(huán)境的和諧共生，符合可持續(xù)發(fā)展要求。

（4）面對(duì)我國(guó)橋梁老化和維修加固需求的增加，夾克法的推廣應(yīng)用將極大提升橋梁維修加固水平。未來研究應(yīng)聚焦于材料性能優(yōu)化、技術(shù)組合應(yīng)用及環(huán)境適應(yīng)性研究，以實(shí)現(xiàn)更廣泛的工程應(yīng)用，為我國(guó)橋梁維修加固技術(shù)的發(fā)展提供新的方向。

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