建筑
結(jié)構(gòu)膠1979年在我國(guó)出現(xiàn)應(yīng)用并開(kāi)始進(jìn)行研發(fā)，經(jīng)歷了30個(gè)年頭。因適逢與我國(guó)改革開(kāi)放的大好時(shí)機(jī)同步，適應(yīng)于建筑行業(yè)的科技進(jìn)步和市場(chǎng)需求，得到了飛速發(fā)展，獲得舉世矚目的進(jìn)步。
建筑結(jié)構(gòu)膠從無(wú)到有、由小到大。初期只是一兩個(gè)膠種的科研成果，現(xiàn)已成為重要的
化學(xué)建材。她促進(jìn)上游原材料的發(fā)展，帶動(dòng)下游施工工藝的變革，自身成為一種行業(yè)；其膠種已成系列，應(yīng)用不斷拓展。尤其近幾年來(lái)，已從單純應(yīng)用于一般建筑物的加固、補(bǔ)強(qiáng)，發(fā)展到為建筑物改造，新建建筑物現(xiàn)場(chǎng)施工等多種應(yīng)用中，并且還在交通 （公路、鐵路）、水利、市政、隧道、應(yīng)急搶修、
抗震救災(zāi)等各個(gè)領(lǐng)域中應(yīng)用[1]；且應(yīng)用于橋梁加固，新橋建設(shè)更是這些領(lǐng)域中發(fā)展最為迅速的熱點(diǎn)、亮點(diǎn)。
其原因，一方面是建筑結(jié)構(gòu)膠在建筑物加固與改造施工中應(yīng)用的幾十年里，積累了豐富的經(jīng)驗(yàn)，建筑結(jié)構(gòu)膠在膠種、質(zhì)量等自身水平有了很大提高。另一方面是我國(guó)這些年來(lái)交通事業(yè)的大發(fā)展：老、舊橋梁需要加固、維修；新建橋的需求，更激活了此類膠種的應(yīng)用。
1 橋梁用建筑結(jié)構(gòu)膠類型
橋梁用建筑結(jié)構(gòu)膠現(xiàn)今已發(fā)展成為系列膠種，雖無(wú)統(tǒng)一的分類，為了方便，可按用途不同而分成兩大類：
其一，加固補(bǔ)強(qiáng)用結(jié)構(gòu)膠包括：
橋梁加固用粘
鋼結(jié)構(gòu)膠、橋梁加固用
碳纖維結(jié)構(gòu)膠、橋梁加固用
植筋錨固膠、橋梁加固用
裂縫灌漿膠等。
其二，新建橋梁用結(jié)構(gòu)膠包括：
節(jié)段拼裝用結(jié)構(gòu)膠、鋼橋橋面用鋪裝膠、特殊環(huán)境下施工用膠等。
目前研發(fā)與市場(chǎng)上的膠種，均為
改性環(huán)氧樹(shù)脂常溫
固化型。舉例說(shuō)明。
2 橋梁用加固補(bǔ)強(qiáng)結(jié)構(gòu)膠
2.1 橋梁用加固補(bǔ)強(qiáng)結(jié)構(gòu)膠
橋梁結(jié)構(gòu)膠是屬于建筑結(jié)構(gòu)膠的一類，她有建筑用膠的共同性能要求。如自身
強(qiáng)度好，
粘接性能高，
耐候性能優(yōu)等優(yōu)點(diǎn)，其作用亦是在使用不同方式進(jìn)行粘接后，提高橋梁的負(fù)載能力，更安全運(yùn)行，延長(zhǎng)使用壽命等等。最基本的要求是應(yīng)通過(guò)橋梁結(jié)構(gòu)膠的粘接作用，使粘貼于被加固橋梁處的補(bǔ)強(qiáng)材料（
鋼板、
纖維等）與橋梁共同工作。
主要不同點(diǎn)有：所受載荷為動(dòng)載。因而所用加固的
膠粘劑必須具有能承受長(zhǎng)期的疲勞
荷載能力和
耐久性，這十分重要。因此橋梁結(jié)構(gòu)膠應(yīng)具有更好的強(qiáng)
韌性和耐疲勞、耐久性；這必然增加膠粘劑開(kāi)發(fā)、生產(chǎn)的難度。另一特點(diǎn)是施工工藝性能要求更高。其中包括有合適的使用期，因?yàn)槊看斡媚z量較大，施工粘接面積大，必須滿足這種特殊要求。膠種的固化條件更苛刻，因?yàn)槭┕ぞ鶠橐巴饴短熳鳂I(yè)，所以橋梁結(jié)構(gòu)膠固化特性應(yīng)滿足惡劣環(huán)境及溫度變化巨大的要求。而耐
老化要求更高。因?yàn)闃蛄喝且巴猓绕涫呛＿厴蛄�，或跨海大橋，還要求增加抗鹽霧、海水的浸蝕性能。因此橋梁用膠的要求比一般建筑用膠的要求更高、更嚴(yán)、更苛刻。
、
2.2 橋梁加固粘鋼用膠
中科院大連化物所近年來(lái)，將原來(lái)用于
動(dòng)荷載耐疲勞用膠加以完善，開(kāi)發(fā)了橋梁加用固膠。其主要組分是韌性更好的改性環(huán)氧
樹(shù)脂，耐老化的
固化劑，再配以各種
助劑，以改進(jìn)其施工工藝要求。該膠在耐疲勞上優(yōu)良，曾經(jīng)在中國(guó)建科院和上海建科院進(jìn)行過(guò)耐動(dòng)載荷疲勞試驗(yàn)（超過(guò)200萬(wàn)次），均有良好結(jié)果，已用于多項(xiàng)工程中。其具體性能指標(biāo)見(jiàn)表1.
該膠的應(yīng)用實(shí)例不少，現(xiàn)舉幾例：
其一：山西陽(yáng)泉姚河大橋加固
姚河大橋位于山西省陽(yáng)泉市內(nèi)姚河之上，l995年建成通車，是307國(guó)道車輛和市內(nèi)車輛通過(guò)姚河的主要通道。10多年的超負(fù)荷運(yùn)行，使大橋
承載能力大大降低，且近幾年，大型車輛和超載車輛的增多，使得原設(shè)計(jì)的承載能力已達(dá)不到現(xiàn)在實(shí)際公路運(yùn)行要求。為保證大橋的安全正常運(yùn)行，縮短施工周期，降低工程造價(jià)，須對(duì)大橋進(jìn)行加固處理。建設(shè)單位：山西省陽(yáng)泉市建設(shè)局。設(shè)計(jì)單位：太原市政工程設(shè)計(jì)院。施工單位：河北華路特種工程有限公司。大橋加固施工主要應(yīng)用了中國(guó)科學(xué)院大連化學(xué)物理研究所、大連凱華新技術(shù)工程有限公司發(fā)明的粘鋼加固新技術(shù)，使用JGN-I (A)橋梁粘鋼加固專用膠粘劑，粘鋼面積3000平方米，用膠量達(dá)24噸，2006年4月10日開(kāi)工，6月30日完工。
其二：武漢長(zhǎng)江二橋加固
武漢長(zhǎng)江二橋概況：武漢長(zhǎng)江二橋是l995年6月通車。全橋長(zhǎng)4678m，正橋l877 m，主跨400 m，橋面寬度26.5～33.5 m，日通車能力為5萬(wàn)輛機(jī)動(dòng)車。橋下通航凈空為24 m，系雙塔雙索面
預(yù)應(yīng)力鋼筋混凝土斜拉橋。其主跨橋面寬度在亞洲及國(guó)內(nèi)已建成的同類型橋中位居第一；作為斜拉橋的主跨跨度，在世界已建成的同類型橋中也名列前茅，是一座具有20世紀(jì)90年代水平和風(fēng)格的橋梁。武漢長(zhǎng)江二橋的建成，使武漢三鎮(zhèn)交通內(nèi)環(huán)線貫通，促進(jìn)了經(jīng)濟(jì)建設(shè)的發(fā)展。
武漢市從2000年起跟蹤監(jiān)測(cè)長(zhǎng)江二橋正橋、引橋箱梁，發(fā)現(xiàn)橋梁的下彎
變形和梁體裂縫呈發(fā)展趨勢(shì)。2006年7月原設(shè)計(jì)單位．中鐵大橋局設(shè)計(jì)院接受委托對(duì)該橋進(jìn)行了全面檢測(cè)，同年8月該院提交報(bào)告稱，二橋已發(fā)現(xiàn)的問(wèn)題主要有三種：
一是
預(yù)應(yīng)力混凝土
裂紋較多，共3812條。
二是兩岸連續(xù)
鋼構(gòu)l25 m邊跨跨中下?lián)蠂?yán)重。從2000年至今的連續(xù)5年觀測(cè)結(jié)果顯示，連續(xù)鋼構(gòu)梁年均下?lián)?cm。
三是部分裂紋情況嚴(yán)重的梁段結(jié)構(gòu)強(qiáng)度及
剛度有所下降。
病因：長(zhǎng)期超負(fù)荷運(yùn)行造成。 采用的主要維修加固方法：粘鋼、粘貼碳纖維、
植筋、預(yù)
應(yīng)力等。
維修加固工期：2006年10月～2007年8月.
粘鋼加固情況：加固面積約70002，混凝土箱梁
腹板(內(nèi)外)粘貼鋼板，兩層鋼板(水平粘貼／45°粘貼)，鋼板規(guī)格長(zhǎng)7 m／12 m／2l m，寬l50 mm／200 mm／300 mm，厚6 mm。
加固用膠：大連凱華橋梁動(dòng)荷載
粘鋼膠，用量：約50噸。
2.3 碳纖維加固橋梁用結(jié)構(gòu)膠
自上世紀(jì)末，碳纖維加固在建筑物中應(yīng)用以來(lái)，近年亦向橋梁領(lǐng)域發(fā)展。與粘鋼加固一樣，目前均為改性環(huán)氧樹(shù)脂及固化劑所組成。其性能指標(biāo)要求如下[2,3].
中科院大連化物所開(kāi)發(fā)的專供橋梁用碳纖維膠，其性能列見(jiàn)表2。
用碳纖維膠粘貼碳纖維加固橋梁的實(shí)例很多，以下是實(shí)例：
其一：湖北巴東譚家梁子大橋碳纖維加固工程（2004）
巴東譚家梁子大橋?yàn)?a href='../../zsk/ct.asp?id=8610' target='_blank' style='font-size:1em; border-bottom:1px dotted blue;'>懸臂梁結(jié)構(gòu)，全長(zhǎng)160m，完工于l997年，系三峽移民資金投建，工程造價(jià)約1500萬(wàn)元人民幣。大橋設(shè)計(jì)：武漢市政設(shè)計(jì)研究院；施工：中鐵十三局(大連)；監(jiān)理：武漢市政監(jiān)理公司；業(yè)主：巴東縣建設(shè)局。大橋自建成后，由于工程質(zhì)量問(wèn)題(橋面中間下?lián)?00～200mm，腹板
開(kāi)裂等)，未通過(guò)驗(yàn)收。經(jīng)專家委員會(huì)鑒定、論證，擬采用粘貼碳纖維布加固等方法予以修復(fù)。譚家粱子大橋加固工程總包方是中鐵十三局，其余各方仍不變。在粘貼碳纖維布加固工程
招標(biāo)中，業(yè)主指定此次加固工程材料為大連覬華公司的凱華牌碳纖維結(jié)構(gòu)膠和英國(guó)產(chǎn)碳纖維布。
其二：天津某公路橋加固工程[4]
該公路橋的主橋系一座五跨(48＋3×64＋48) m 連續(xù)的預(yù)應(yīng)力混凝土連續(xù)箱梁，引橋?yàn)榭缍?2m的預(yù)應(yīng)力混凝土簡(jiǎn)支T 梁。主跨的箱梁采用三向預(yù)應(yīng)力體系�？v向預(yù)應(yīng)力采用7Ф5mm的
鋼絞線，腹板豎向預(yù)應(yīng)力采用Ф25mm冷拉Ⅳ級(jí)粗
鋼筋，
頂板和橫隔板的橫向預(yù)應(yīng)力為24Ф5mm高強(qiáng)平行鋼絲束。
2.3.1 主梁裂縫情況
該橋在運(yùn)行若干年后，在對(duì)橋梁現(xiàn)狀進(jìn)行檢查時(shí)發(fā)現(xiàn)，主梁腹板、頂板、橫隔板、
底板均有不少裂縫。腹板的內(nèi)外側(cè)均有裂縫，裂縫大多呈斜向和水平向，長(zhǎng)度從幾米到幾十米，寬度在0.3mm以下。頂板的裂縫發(fā)生在其底面，有縱向裂縫，也有橫向裂縫。但數(shù)量較少，裂縫寬度為0.2mm以下。箱梁庶板裂縫均發(fā)生在其外側(cè)，主要為縱向裂縫，裂縫寬度為0.1～0.2mm以下。
2.3.2 裂縫處治方法
腹板裂縫處治：考慮到腹板上的裂縫較多，且寬度較大。采用了加厚腹板和粘貼碳纖維
片材相結(jié)合的方法。即腹板內(nèi)側(cè)，采用在箱梁腹板內(nèi)側(cè)加澆一層20cm厚腹板，并施加豎向預(yù)應(yīng)力，以改善箱梁腹板受力狀態(tài)；對(duì)于腹板外側(cè)，先對(duì)裂縫進(jìn)行壓力灌漿，然后在表面粘貼碳纖維片材。
頂板、底板裂縫處治：頂板、底板上的裂縫，根據(jù)每跨梁內(nèi)裂縫實(shí)際情況，先進(jìn)行封閉或壓漿，對(duì)有裂縫的區(qū)段(主要集中在跨中10～30m 范圍內(nèi))全部粘貼碳纖維片材進(jìn)行補(bǔ)強(qiáng)。
2.3.3 加固處治效果
為檢驗(yàn)加固效果及經(jīng)過(guò)加固處治后能否滿足設(shè)計(jì)要求和運(yùn)營(yíng)條件，對(duì)該橋進(jìn)行了靜動(dòng)載試驗(yàn)，試驗(yàn)結(jié)果表明：經(jīng)過(guò)加固處治后．梁體受力狀態(tài)良好，可以恢復(fù)按原設(shè)計(jì)荷載汽—超20通車，且通車后至今粱體受力完全正常。關(guān)于橋梁用
植筋膠、灌漿膠，它們與建筑物加固相似，不再贅述。
3 新建橋梁用結(jié)構(gòu)膠
3.1 節(jié)段拼裝用結(jié)構(gòu)膠
近幾年我國(guó)公路網(wǎng)的建設(shè)飛速發(fā)展，與此同時(shí)大、中城市快速軌道建設(shè)也越來(lái)越多，市政建設(shè)中各類立交橋也不斷涌現(xiàn)，因此在橋梁建設(shè)中，為適應(yīng)新的發(fā)展要求，已經(jīng)向國(guó)際先進(jìn)水平邁進(jìn)，新建橋梁向預(yù)制化、工廠化、大型化方向發(fā)展，即采用預(yù)制
構(gòu)件在建橋現(xiàn)場(chǎng)進(jìn)行節(jié)段拼裝。此種施工新工藝，具有施工速度快、質(zhì)量控制好、占地面積小、混凝土
收縮徐變小，竣工后橋梁線型變化較小等優(yōu)點(diǎn)。它的應(yīng)用對(duì)城市、對(duì)環(huán)境影響小，施工架設(shè)較簡(jiǎn)單，機(jī)械化程度高，外形美觀等而廣受青睞，得到廣泛應(yīng)用。我國(guó)一些大型橋梁均采用此工藝。如江蘇蘇通大橋、福建廈
門集美大橋等。
建設(shè)此類大橋就是要使用一種拼接用結(jié)構(gòu)膠。它的性能要全面，特別是工藝性能要求很高，國(guó)內(nèi)已有少數(shù)單位開(kāi)發(fā)了此類膠種。表3列出其性能。
表中兩膠性能指標(biāo)均能達(dá)到使用要求，并且與同類進(jìn)口產(chǎn)品相當(dāng)，滿足施工需要，經(jīng)在建橋中試用，反映與進(jìn)口膠無(wú)異，而用國(guó)產(chǎn)膠其成本則大大下降。
3.2 橋梁鋼橋面鋪裝用結(jié)構(gòu)膠
近年來(lái)我國(guó)大跨度、長(zhǎng)橋面的鋼橋面的采用是很普遍的，因?yàn)榇朔N橋面具有節(jié)約投資、減輕靜載、施工方便等諸多優(yōu)點(diǎn)。如南京長(zhǎng)江二橋、上海滬浦大橋、廈門海昌大橋等，均采用鋼橋橋面。
眾所周知在鋼橋橋面上直接鋪設(shè)混凝土或?yàn)r青路面是不行的：這樣會(huì)在車輛行駛中因鋼橋橋面的形變以及輪胎的沖擊等，將使其瀝青路面
剝落、開(kāi)裂、變形；其原因是瀝青路面與鋼板粘接不牢。為解決這一難題不少專家曾采用過(guò)一些辦法，如在瀝青層與鋼板間增加一粘接層，如用
溶劑型膠（福建某橋）或者
熱熔膠（江蘇某橋），有效果但不很理想。
南京長(zhǎng)江二橋采用環(huán)氧類橋面結(jié)構(gòu)膠（進(jìn)口）較好的解決了此難題。此類膠種自身強(qiáng)度好、粘接力高；綜合考慮使用效果、鋪裝成本、鋪裝工藝、鋼板處理等諸多因素，環(huán)氧類結(jié)構(gòu)膠比較適合我國(guó)國(guó)情。此類膠種是近年發(fā)展迅速的一類橋梁橋面使用的結(jié)構(gòu)膠。表4列出一種鋼板橋面結(jié)構(gòu)膠的主要技術(shù)指標(biāo)。
該類膠種已經(jīng)在上海滬浦大橋橋面大修、海滄大橋維修中應(yīng)用，效果良好。另一成功應(yīng)用實(shí)例是重慶市內(nèi)的某立交橋（用四川省的膠）,經(jīng)過(guò)多年使用，亦有良好效果。
3.3 發(fā)展橋梁用結(jié)構(gòu)膠滿足市場(chǎng)需求
橋梁用建筑結(jié)構(gòu)膠的廣泛應(yīng)用，促進(jìn)了老、舊、病橋加固技術(shù)的革新；新橋建設(shè)用各類膠種的推廣，推動(dòng)了橋梁建設(shè)的技術(shù)進(jìn)步；這些又促使橋梁用膠市場(chǎng)的拓展。
據(jù)統(tǒng)計(jì)，我國(guó)現(xiàn)有公路橋梁約72萬(wàn)余座。這些橋梁在使用中的老化病害及災(zāi)害事件造成的損壞等，每年都有數(shù)萬(wàn)座之多，橋梁加固及正常維修的任務(wù)十分繁重（不包括市政建設(shè)中的眾多橋梁，不包括鄉(xiāng)鎮(zhèn)小的公路橋梁等）。另一方面是新建公路每年數(shù)量巨大，橋梁不少；也在采用更多的新技術(shù)，使用
新材料（如結(jié)構(gòu)膠），其市場(chǎng)亦廣。這些均使結(jié)構(gòu)膠用量大增。由于我國(guó)建橋技術(shù)的進(jìn)步，已逐步向海外發(fā)展。今年湖北某公司在
馬來(lái)西亞和印尼援建兩座新橋，采用節(jié)段拼裝法�？深A(yù)見(jiàn)海外市場(chǎng)也會(huì)不斷擴(kuò)大。這些都會(huì)使橋梁用結(jié)構(gòu)膠在今后有飛速發(fā)展。表5列出近期我國(guó)拼裝法施工的部分新建橋
在其滿足市場(chǎng)需求的同時(shí)，進(jìn)一步研發(fā)各類高水平的專用結(jié)構(gòu)膠也是一個(gè)重要的課題。我國(guó)結(jié)構(gòu)膠從整體水平上看與國(guó)外先進(jìn)的距離雖在縮小，但仍有差距，主要反映在其優(yōu)質(zhì)原料的供應(yīng)，工藝性能的要求，施工機(jī)械化、現(xiàn)場(chǎng)質(zhì)量檢測(cè)上等，因此開(kāi)發(fā)高性能結(jié)構(gòu)膠、水下施工結(jié)構(gòu)膠、綠色環(huán)保用膠、快速修補(bǔ)用膠及應(yīng)用技術(shù)均是應(yīng)關(guān)心的課題。
綜合前述，橋梁用膠已有了很好的開(kāi)端，市場(chǎng)需要又提供了廣闊前景，可以相信，經(jīng)大家努力會(huì)更上一層樓，取得更大的成就！
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