李士中 上海鐵路局阜陽(yáng)工務(wù)段

阜陽(yáng)工務(wù)段京九線管內(nèi)橋梁192座，總計(jì)981孔，其中混凝土梁979孔，占總孔數(shù)的99.8%。隨著列車運(yùn)量的日益增加，車速不斷提高，圖定列車密度加大，自1996年京九線貫通運(yùn)營(yíng)以來(lái)，先張法預(yù)應(yīng)力混凝土梁出現(xiàn)的裂紋呈現(xiàn)逐年增多的趨勢(shì)，現(xiàn)將我段歷年秋檢資料和調(diào)查資料統(tǒng)計(jì)列表如下（見(jiàn)表 1）：

表1 歷年秋檢資料和調(diào)查資料統(tǒng)計(jì)表

根據(jù)《鐵路橋隧建筑物修理規(guī)則》第3.5.4條相關(guān)規(guī)定，預(yù)應(yīng)力混凝土梁下緣豎向及腹板主拉應(yīng)力方向不允許有裂紋，梁體縱向及斜向最大梁縫限值不能超過(guò)0.2 mm。據(jù)統(tǒng)計(jì)，目前產(chǎn)生裂紋的混凝土梁已占一半以上，且多集中在跨度為16 m和20 m兩種預(yù)應(yīng)力混凝土梁內(nèi)，具體表現(xiàn)為下翼緣受拉區(qū)的短細(xì)裂紋，梁腹板斜裂紋，梁身局部的網(wǎng)狀裂紋及水平超長(zhǎng)微裂紋，(詳見(jiàn)圖 1、圖 2)。

圖1 京九線697#橋腹板斜裂紋

梁的裂紋使混凝土的防水性和耐久性大為降低。如果水滲入裂紋就會(huì)使梁內(nèi)主筋銹蝕，就會(huì)改變主筋和混凝土的受力狀態(tài)，降低梁的使用壽命，危害嚴(yán)重。

圖2 京九線684#梁身水平長(zhǎng)裂紋

1 原因分析

1.1 設(shè)計(jì)施工方面

設(shè)計(jì)上忽視梁的耐久性，在列車荷載長(zhǎng)期反復(fù)作用下，梁體下翼緣出現(xiàn)水平裂紋，腹板出現(xiàn)斜向裂紋。

施工中，過(guò)分強(qiáng)調(diào)加快圬工梁的生產(chǎn)進(jìn)度，水泥用量大，養(yǎng)生濕度小，溫度高，初張拉早，導(dǎo)致混凝土收縮徐變大，溫度應(yīng)力高，使梁體混凝土產(chǎn)生早期不可見(jiàn)的微裂紋；又配合比不當(dāng)、砂石料級(jí)配不良，粗細(xì)骨料泥污及其他含量過(guò)高均會(huì)影響其質(zhì)量。另外鋼筋不直，焊接綁扎質(zhì)量不良，鋼筋接頭布置不合理，混凝土養(yǎng)護(hù)不良，鋼筋保護(hù)層不夠等均會(huì)產(chǎn)生裂紋。

1.2 維修養(yǎng)護(hù)方面

從養(yǎng)護(hù)來(lái)講，若支座養(yǎng)護(hù)不良，活動(dòng)支座起不到活動(dòng)支座的功能，在荷載和溫度應(yīng)力作用下梁不能自由伸縮而改變了梁的受力狀況，從而產(chǎn)生梁體裂紋。支座的吊空或墩臺(tái)面的下沉，造成梁體產(chǎn)生斜彎曲或扭轉(zhuǎn)產(chǎn)生裂紋；混凝土梁如果缺少檢查維修設(shè)備，梁體產(chǎn)生裂紋沒(méi)及時(shí)整治處理，梁體泄水孔沒(méi)有及時(shí)修補(bǔ)和接長(zhǎng)，導(dǎo)致病害進(jìn)一步發(fā)展。

1.3 其他方面

（1）是混凝土徐變及收縮變形特性所致；（2）是環(huán)境影響，梁的外側(cè)受溫度，濕度變化的影響，裂紋明顯多于梁內(nèi)側(cè)；（3）是重型機(jī)車及重型軌道的投入使用，道碴厚度增加，導(dǎo)致梁承受荷載增大出現(xiàn)裂紋；（4）是列車的高速重載和不斷加大的運(yùn)量，使梁頻繁承受沖擊、拉壓等荷載的大幅度及不均勻反復(fù)變化影響；（5）使用了高堿水泥和含有活性硅的砂石骨料，導(dǎo)致混凝土發(fā)生堿-集料反應(yīng)。

2 整治措施

混凝土梁裂紋的整治是一項(xiàng)實(shí)用性很強(qiáng)的技術(shù)，它涉及修補(bǔ)的方法、機(jī)具和材料、既要方法簡(jiǎn)便易行，修補(bǔ)費(fèi)用較低，又要滿足鐵路工程的具體條件和質(zhì)量可靠等要求。當(dāng)梁發(fā)現(xiàn)裂紋后，應(yīng)在裂紋的起點(diǎn)和終點(diǎn)用紅漆作出記號(hào)并用刻度放大鏡量取裂紋寬度，做好記錄觀測(cè)三個(gè)月待裂紋穩(wěn)定后再進(jìn)行處理。一般根據(jù)裂紋寬度和部位，主要有表面封閉、開(kāi)槽填補(bǔ)和壓注漿液三種方法。

2.1 環(huán)氧樹(shù)脂修補(bǔ)

2.1.1 微小裂紋可在其表面涂刷兩遍環(huán)氧樹(shù)脂漿液進(jìn)行封閉當(dāng)裂紋寬0.15 mm～0.3 mm時(shí)，沿裂紋鑿一條外口寬20 mm，深約15 mm的梯形槽。涂約0.2 mm厚的樹(shù)脂涂料，再用樹(shù)脂漿料修補(bǔ)平整。

2.1.2 在鑿槽、清掃、清洗后，對(duì)裂紋進(jìn)行修補(bǔ)

（1）對(duì)裂紋進(jìn)行封閉時(shí)，用灰刀或油刷將樹(shù)脂涂料均勻涂刷于封閉的裂紋處，每層都?jí)汗猓砻嫫秸?，特別是已涂刷的邊緣與被修物體連接光滑一致，頭層未干不得刷下層涂料。

（2）修補(bǔ)者，先在槽內(nèi)和槽兩邊各50 mm內(nèi)用灰刀或油刷涂刷一層0.2 mm樹(shù)脂涂料并壓光，待涂料層固化后，用灰刀將樹(shù)脂砂漿邊壓在槽內(nèi)，分兩次抹（頭遍稍微固化后再抹兩遍）；填滿為止。

2.1.3 拌合樹(shù)脂涂料或砂漿

（1）稱好所需要材料，按比例先將細(xì)填料拌合均勻，拌合前的硬塊應(yīng)先壓碎，如拌合樹(shù)脂砂漿時(shí)，將砂加入拌好的細(xì)填充料中，再拌合均勻?yàn)橹埂?/p>

（2）將環(huán)氧樹(shù)脂與稀釋劑攪拌均勻，當(dāng)環(huán)境溫度低于20℃時(shí)，可用溫水浴法（將拌合物裝入器皿中置于水中加溫，水溫不要超過(guò)40℃）使樹(shù)脂溶化。

（3）將硬化劑加入已稀釋的樹(shù)脂液中，迅速攪拌均勻。

2.1.4 注意事項(xiàng)

（1）加入硬化劑的樹(shù)脂料，一般不宜加熱，如氣溫過(guò)低影響操作或拌合時(shí)，可用溫水浴法稍微加熱，但禁止局部加熱過(guò)高，以防拌合物早期凝固。

（2）應(yīng)采取保溫，防雨覆蓋措施，避免烈日照曬，減少內(nèi)外溫差，降低內(nèi)應(yīng)力，防止表層孔細(xì)微裂紋和結(jié)合處有"暴皮"現(xiàn)象。

（3）一次拌合量使用時(shí)間不得超過(guò)30 min；一次拌合量使用乙二胺和T31固化劑時(shí)不超過(guò)0.5 kg，使用間苯二胺硬化劑時(shí)不超過(guò)1 kg。

2.2 M1500水泥密封劑修補(bǔ)微裂紋

M1500是由溶于水的水玻璃和美國(guó)進(jìn)口的催化劑組成的剛性復(fù)合水基溶液，具有無(wú)色、無(wú)味、無(wú)毒、無(wú)可燃性微混濁的液體，修補(bǔ)圬工橋微裂紋比環(huán)氧樹(shù)脂類具有比較明顯的經(jīng)濟(jì)性價(jià)比。

2.2.1 對(duì)圬工梁表面噴水

修補(bǔ)前對(duì)圬工梁表面噴水，等30 min后梁體潮而不干的狀態(tài)下使用手動(dòng)噴漿機(jī)噴涂，噴涂三遍過(guò)24 h后，可見(jiàn)圬工表面析出白色物質(zhì)，即氫氧化鈉（NaOH）,用清水沖洗干凈，這樣就能使M1500徹底滲透。

2.2.2 M1500水泥密封劑有以下優(yōu)點(diǎn)

（1）涂刷后，可以由上向下滲透或由下向上滲透，也可由里向外或由外向里滲透，達(dá)到密封防水目的。噴涂后，混凝土表面光滑，清潔無(wú)污染、無(wú)灰塵。

（2）對(duì)于較厚的混凝土建筑物，可以多次涂刷，以使?jié)B透徹底。

（3）可用于一切新、舊水泥構(gòu)筑物，施工簡(jiǎn)便，價(jià)格便宜，可無(wú)限期貯存。

（4）M1500水泥密封劑能承受地下水約30 m的水壓。

2.3 利用ZV混凝土修補(bǔ)膠修補(bǔ)

首先將混凝土裂紋處清洗干凈，涂刷一層ZV膠：水泥=1：0.8的聚合物水泥漿，再將聚合物水泥砂漿用抹刀填補(bǔ)縫隙足量，壓抹即可。

聚合物水泥砂漿配比采用

水泥：中砂：ZV 膠：水=1：2.5：0.35：適量

2.4 用壓力注漿法進(jìn)行修補(bǔ)

采用"T"系列彈力補(bǔ)縫器，注釋膠，應(yīng)用壓力注漿法進(jìn)行修補(bǔ)，先將裂紋表面清理干凈，再涂刷封縫膠和安裝封咀，用注漿器將補(bǔ)縫膠在壓力下注入裂紋。

3 結(jié)語(yǔ)

從整治的情況來(lái)看，修補(bǔ)過(guò)的裂紋沒(méi)有產(chǎn)生開(kāi)裂或繼續(xù)發(fā)展的情況，有效地防止了鋼筋銹蝕，延長(zhǎng)了橋梁的使用壽命。

（1）將加大觀測(cè)檢查力度，建立專門(mén)詳細(xì)的檢查臺(tái)帳，把控制混凝土梁裂紋當(dāng)作養(yǎng)修重點(diǎn)工作來(lái)抓。

（2）加強(qiáng)混凝土梁的維修養(yǎng)護(hù)，控制裂紋發(fā)展，防止維修不及時(shí)造成小病害變成大病害。

（3）在修補(bǔ)混凝土梁裂紋時(shí)，加強(qiáng)探索和引進(jìn)，采用新材料、新技術(shù)。進(jìn)一步提高修補(bǔ)質(zhì)量和效率。