彭哲++阮榮濤

摘 要：實(shí)時(shí)監(jiān)控橋梁運(yùn)營(yíng)狀態(tài)，并定期進(jìn)行檢查修復(fù)，橋梁維修加固技術(shù)不僅可以預(yù)防安全事故，還可以有效地提高橋梁的使用壽命，實(shí)現(xiàn)橋梁最大的經(jīng)濟(jì)價(jià)值。目前大多數(shù)鋼筋混凝土橋梁的主要病害為混凝土裂縫以及混凝土缺陷，采用本文中所述方法，對(duì)鄖縣漢江大橋梁內(nèi)、塔內(nèi)混凝土表層缺陷以及裂縫進(jìn)行封縫、灌縫修復(fù)，取得了預(yù)期效果，為橋梁的持續(xù)運(yùn)營(yíng)提供了有力的保障。

關(guān)鍵詞：橋梁維修加固；混凝土裂縫修復(fù)；灌漿；封縫

引言

二十世紀(jì)八九十年代，我國(guó)進(jìn)入經(jīng)濟(jì)快速發(fā)展階段，基礎(chǔ)設(shè)施大量建設(shè)，特別是各種公路、鐵路橋梁的建設(shè)。在使用了二十多年以后，很多橋梁相繼出現(xiàn)了各種各樣的病害，比如混凝土出現(xiàn)大面積裂縫、斜拉橋斜拉索內(nèi)部鋼筋銹蝕、鋼桁架橋鋼板焊接部位開焊等。這些病害嚴(yán)重影響橋梁的使用安全，亟待進(jìn)行修復(fù)，特別是混凝土裂縫[1]。在使用過(guò)程中荷載、溫度、氣候、地基變形等因素的影響，混凝土結(jié)構(gòu)裂縫不停地產(chǎn)生、擴(kuò)展，進(jìn)而引起混凝土碳化、鋼筋保護(hù)層剝落，使混凝土結(jié)構(gòu)的強(qiáng)度、剛度降低，嚴(yán)重影響結(jié)構(gòu)的正常使用[2-3]。一般混凝土橋的設(shè)計(jì)使用壽命為50年，但是二十年左右混凝土就會(huì)發(fā)生較嚴(yán)重的裂縫，混凝土裂縫對(duì)橋梁結(jié)構(gòu)有非常大的危害，直接影響橋梁結(jié)構(gòu)的耐久性[4]。因此，為了使橋梁盡可能的延長(zhǎng)使用壽命，在橋梁的運(yùn)營(yíng)過(guò)程中，實(shí)時(shí)監(jiān)控橋梁運(yùn)營(yíng)狀態(tài)，混凝土裂縫定期修復(fù)顯得尤為重要。

鄖縣漢江大橋于1989年11月開工建設(shè)，1994年2月建成通車，公路等級(jí)為山嶺區(qū)二級(jí)公路。至今已運(yùn)營(yíng)工作超過(guò)二十二年。是我國(guó)上個(gè)世紀(jì)90年代初期首先設(shè)計(jì)、建成的主跨400m以上的特大型斜拉橋工程之一，系同期修建的亞洲最大、世界第二跨度的地錨式預(yù)應(yīng)力混凝土斜拉橋，如圖1所示。

1 橋梁運(yùn)行狀況

受業(yè)主委托，中交第二公路勘察設(shè)計(jì)研究院有限公司試驗(yàn)檢測(cè)中心、湖北省公路工程咨詢監(jiān)理公司分別于2012年、2014年對(duì)該橋進(jìn)行技術(shù)狀況檢測(cè)及綜合評(píng)定，并提交了《湖北省鄖縣鄖縣漢江公路大橋技術(shù)狀況檢測(cè)評(píng)定成果報(bào)告》[5]、《G209 鄖縣漢江大橋技術(shù)狀況評(píng)定報(bào)告》[6]，報(bào)告顯示：普查發(fā)現(xiàn)大橋混凝土結(jié)構(gòu)存在大面積開裂現(xiàn)象，如圖所示，嚴(yán)重影響橋梁行車安全，亟需進(jìn)行修復(fù)。

2 混凝土裂縫修復(fù)方法

根據(jù)評(píng)定報(bào)告[5-6]中關(guān)于裂縫的結(jié)果，結(jié)合相關(guān)規(guī)范[7-8]以及以往的施工經(jīng)驗(yàn)，確定了鄖縣漢江大橋的混凝土缺陷和裂縫的修復(fù)方案。

2.1 混凝土表層缺陷修復(fù)

（1）淺層缺陷處理

將缺陷表面及周圍松散混凝土鑿除，采用微膨脹的環(huán)氧砂漿進(jìn)行缺陷修復(fù)。環(huán)氧砂漿終凝前，應(yīng)采取保護(hù)措施，避免表面受雨水、風(fēng)及陽(yáng)光直射影響。

（2）深層缺陷處理

將缺陷表面及周圍松散混凝土鑿除，采用C60微膨脹混凝土或與結(jié)構(gòu)主體同標(biāo)號(hào)砼對(duì)缺陷部位進(jìn)行修補(bǔ)，確保修補(bǔ)混凝土密實(shí)平整。

（3）鋼筋外露以及裂縫較多區(qū)域

外露鋼筋必須除銹，表面用環(huán)氧砂漿涂抹；為防止開裂處和存在細(xì)微裂縫處鋼筋的銹蝕，對(duì)混凝土表面涂刷阻銹劑。

2.2 裂縫修復(fù)

2.2.1寬度> 0.15 mm裂縫的封閉

根據(jù)裂縫修復(fù)方法，對(duì)于裂縫寬度>0.15mm的裂縫采用灌縫[9]處理，其步驟如下：

（1）所采用的灌縫樹脂必須符合規(guī)范[10]的要求，如表1所示。往裂縫里灌注化學(xué)漿液，根據(jù)裂縫病態(tài)狀況及現(xiàn)場(chǎng)實(shí)際施工條件的不同，分別采用手壓泵灌注和注射器灌膠兩種施工工藝。在灌注0.15mm<寬度<0.3mm裂縫選用注射器灌膠；手壓泵灌膠在灌注≥0.3mm以上裂縫時(shí)候，效果良好，并且灌注時(shí)間也較快。

（2）灌膠施工步驟：裂縫處理→設(shè)計(jì)布嘴圖→埋灌膠嘴→封縫→密封檢查→配置膠液→灌漿→封口結(jié)束→檢查灌膠效果→取下灌膠嘴→表面修復(fù)→取芯[10]。

（3）梁體裂縫化學(xué)灌膠采用注漿法施工。即將裂縫構(gòu)成一個(gè)密閉空腔，有控制地預(yù)留進(jìn)出口，借助專用注射器將膠液壓入縫隙并使之填滿。

（4）灌膠前先對(duì)裂縫進(jìn)行處理，其處理方法為：對(duì)混凝土構(gòu)件上的裂縫，用鋼絲刷等工具，清理裂縫表面的灰塵、白灰、浮渣及松散層等污物；清理時(shí)注意不要將裂縫堵塞，然后再用毛刷蘸丙酮、酒精等有機(jī)溶液，把沿裂縫兩側(cè)20～30mm處擦洗干凈并保持干燥。

（5）采用表面灌膠處理的裂縫，用灌膠嘴作為注膠口，本工程一律采用埋設(shè)灌膠嘴灌注。當(dāng)采用注射器灌膠時(shí)，灌膠嘴必須要選用嘴內(nèi)帶有絲口的灌膠嘴，否則注射器灌膠將無(wú)法施工。布嘴原則為：沿縫長(zhǎng)每30～40cm布置一個(gè)，寬縫稀布，窄縫密布。每道裂縫至少有1個(gè)進(jìn)漿口和一個(gè)排氣孔。埋設(shè)時(shí)，先在灌膠嘴的底盤上抹一層厚約2mm的環(huán)氧樹脂膠泥將灌漿嘴的進(jìn)膠孔騎縫粘貼在裂縫的位置上。

（6）為使混凝土縫隙完全充滿漿液，并保持壓力，同時(shí)又保持膠液不大量外滲，必須對(duì)已處理過(guò)的裂縫（除孔眼及注膠口外）表面用環(huán)氧漿液沿裂縫走向均勻涂刷兩遍進(jìn)行封閉，形成封閉帶，寬度3～5cm，即將裂縫表面封閉。在涂刷封閉膠體時(shí)一定要注意將灌膠嘴四周全部涂刷一到兩遍，以免在灌膠過(guò)程中灌膠嘴四周漏膠。環(huán)氧封閉帶硬化后（溫度>15℃需要一天，溫度<15℃需要兩天），需進(jìn)行壓氣試驗(yàn)，以檢查封閉帶是否封嚴(yán)。壓縮氣體通過(guò)灌漿嘴，氣壓控制在0.2～0.4MPa，此時(shí)，在封閉帶上及注膠口周圍可涂上肥皂水，如發(fā)現(xiàn)通氣后封閉帶上有氣泡出現(xiàn)，說(shuō)明該部位漏氣，對(duì)漏氣部位可再次封閉。

（7）閉氣試驗(yàn)合格后，根據(jù)現(xiàn)場(chǎng)環(huán)境溫度和施工條件，按比例調(diào)配膠液，每次調(diào)配不宜過(guò)多（500ml左右），攪拌均勻后應(yīng)立即使用，配好的膠液需在30min內(nèi)用完，如果發(fā)現(xiàn)膠液大量放熱應(yīng)立即倒掉，以免膠液凝膠堵塞灌膠設(shè)備。

（8）用手壓泵灌膠時(shí)將膠壓入多頭注膠器，注膠器一般可同時(shí)安裝3～5個(gè)注膠軟管，膠可同時(shí)從這些軟管中輸出。每個(gè)注膠軟管在進(jìn)膠口處都設(shè)有泵門開關(guān)，通過(guò)注膠軟管將膠由灌膠嘴注入到混凝土裂縫中。從每條裂縫的第一個(gè)注膠嘴開始，待相臨的灌膠嘴出膠后，將注膠膠管的泵門關(guān)閉，再將后面的注膠軟管泵門打開注膠，按以上方法循環(huán)壓膠，直至完成。此方法在灌膠過(guò)程中一定要穩(wěn)住壓力，慢慢的通過(guò)灌膠嘴向裂縫內(nèi)注入膠體。

（9）采用注射器灌膠時(shí)，首先將注射器的彈簧拉緊，將注射器內(nèi)部的膠囊取出，然后將配制好的灌縫膠慢慢倒入膠囊之中，膠囊灌滿膠體后放入注射器內(nèi)，最后將注射器慢慢旋轉(zhuǎn)到灌膠嘴內(nèi)部擰緊，安裝到位后，松開彈簧，由彈簧壓力將灌縫膠慢慢注入到裂縫內(nèi)部。用注射器灌膠時(shí)，可采用多臺(tái)注射器同時(shí)灌注，但每條裂縫上還是必須要留有一到兩個(gè)灌膠嘴作為出氣口使用。

（10）待裂縫全部注滿后應(yīng)按材料要求進(jìn)行養(yǎng)護(hù)，待灌漿液固化以后，拆除灌漿嘴，并對(duì)混凝土表面進(jìn)行修整。

2.2.2 寬度<0.15mm裂縫的封閉

裂縫封閉就是將寬度<0.15mm的裂縫采用環(huán)氧膠泥進(jìn)行封閉以達(dá)到恢復(fù)并提高結(jié)構(gòu)耐久性和抗?jié)B性的目的。具體施工工序?yàn)椋?/p>

（1）依據(jù)裂縫的檢查報(bào)告中所標(biāo)記的需修補(bǔ)部位的位置，現(xiàn)場(chǎng)核實(shí)其裂縫數(shù)量、長(zhǎng)度及寬度，標(biāo)注出需要進(jìn)行封閉的裂縫。

（2）用角磨機(jī)沿裂縫切寬5mm，深5～10mm的V型槽。先用高壓風(fēng)槍吹去V型槽內(nèi)及四周的粉塵，再用丙酮對(duì)槽內(nèi)進(jìn)行仔細(xì)清洗，并對(duì)縫兩邊5～6cm內(nèi)進(jìn)行清洗。

（3）按照配比：環(huán)氧樹脂：乙二胺：鄰苯二甲酸二丁脂：水泥為100：10：25：400對(duì)材料進(jìn)行力學(xué)試驗(yàn)，要求：試件抗壓強(qiáng)度大于60MPa，抗壓彈性模量大4.0×104MPa，抗剪強(qiáng)度大于11MPa，粘結(jié)抗拉強(qiáng)度大于3.4MPa。

（4）在裂縫V型槽上（寬度30mm）均勻涂刷一層環(huán)氧樹脂膠液；待環(huán)氧樹脂膠液半干時(shí)，用配置好的環(huán)氧樹脂膠泥填入V型槽內(nèi)，壓實(shí)、將外表面抹平。膠泥厚度不得小于1mm，寬度不小于30mm。

（5）表面封縫材料固化后應(yīng)均勻、平整，不出現(xiàn)裂縫，無(wú)脫落。如達(dá)不到要求，需鏟除重新封閉。

3 結(jié)果與討論

圖4分別為修復(fù)前后混凝土裂縫照片通過(guò)照片我們可以看到，上述裂縫修復(fù)方法效果較為理想，對(duì)于延長(zhǎng)橋梁使用壽命有很好的作用。

結(jié)束語(yǔ)

綜上所述，采用本文所述之裂縫修復(fù)方法對(duì)鄖縣漢江大橋混凝土缺陷以及裂縫進(jìn)行修復(fù)工作取得了預(yù)期效果，有效地避免了內(nèi)部鋼筋腐蝕。對(duì)延長(zhǎng)橋梁的使用壽命、保證橋梁行車安全具有重要的意義，并對(duì)其他橋梁混凝土病害修復(fù)工作有著一定的參考作用。

參考文獻(xiàn)

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[9]王勇，劉書奇，趙瑜等.化學(xué)灌漿技術(shù)在大花水電站大壩混凝土裂縫處理中的應(yīng)用[J].華北水利水電學(xué)院學(xué)報(bào)，2009，30（5）：44～47.

[10]CJJ2-2008，城市橋梁工程施工與質(zhì)量驗(yàn)收規(guī)范[S].北京：中國(guó)建筑工業(yè)出版社，2009.

作者簡(jiǎn)介：彭哲，男，助理工程師，學(xué)士學(xué)位，2008～2012武漢理工大學(xué) 自動(dòng)化專業(yè)。

阮榮濤（1989-），男，湖北咸寧，助理工程師，碩士研究生，2009～2013，西安科技大學(xué)，工程力學(xué)專業(yè)，2013～2016武漢理工大學(xué)，固體力學(xué)專業(yè)。