营运期间桥梁裂缝处治方法研究

1、营运期间桥梁裂缝处治方法研究0引言随着近年来我国国民经济的迅速进展，全国道路的交通量显著增强，桥梁结构在日益增长的车辆荷载作用下，尤其是车辆大型化的进展趋势下消失了越来越多的病害，其中以上部梁体开裂最为常见。造成梁体开裂的缘由有许多，已在营运期间桥梁裂缝成因分析（贵州工业高校学报自然科学版第37卷 第3期）中作了阐述。而通过对梁体裂缝消失的位置、裂缝的进展情况的分析可以推断出病害产生的缘由，从而对梁体实行有针对性的加固措施。但是在对梁体举行主体结构加固前一般都要求对梁体的裂缝举行处治，否则会对结构的耐久性和主体结构的加固效果产生不利的影响。近几年参与了一些运营期间桥梁的检测、加固设计工作，尤其

2、在广东省清连一级大路改造工程和重庆市江津长江大路大桥中，大量的接触到了上部梁体开裂的病害。本文选取重庆市江津长江大路大桥和广东省清连一级大路改造工程中具有代表性的迳口大桥和头巾滩大桥对运营期间的桥梁上部梁体开裂病害的处治方法举行阐述，供同行参考。1 梁体裂缝的处治方法对于梁体裂缝的处治方法主要有封闭法、压浆法、粘贴碳纤维布封闭法三种，实际应用中针对桥梁结构、病害情况等情况的不同，对梁体裂缝采用了不同的处治方法：1.1 封闭法和压浆法江津长江大路大桥建成于1997年，主桥为（140+240+140）m预应力混凝土继续刚构，德感侧引桥为14x50m简支T梁桥，江津侧引桥为4x22.5m继续板桥。主

3、桥桥梁净宽21.5m。主墩采用双薄壁墩身，群桩基础，引桥下部结构采用柱式墩、桩基础、重力式桥台。上部主要病害为：主跨跨中下挠，箱梁顶、底板开裂等病害。其中箱梁顶、底板开裂状况为：主跨跨中段箱梁底板底面裂缝横向贯穿底板，箱梁顶板底面纵向裂缝较多，上、下游腹板与底板交界处均发觉3?宽纵向裂缝，1/32/3跨径范围内上、下游腹板斜裂缝共32条，裂缝宽度均超过规范允许值。病害如下图所示：在江津长江大桥加固工程中，对箱梁裂缝实行了封闭法和压浆法举行裂缝处治，并采用设置体外预应力钢束的方法提高结构的承载能力，防止主桥跨中连续下挠。迳口大桥长263m，桥宽10.75m，跨径布置为1025m，上部结构采用现浇

4、钢筋混凝土继续箱梁，下部桥台采用U型台、扩大基础，桥墩采用柱式墩、桩基础。上部主要病害为：第2、3、5跨箱梁底板在跨中位置消失横向贯穿裂缝，最大缝宽0.2mm；各跨箱梁腹板在桥跨范围内均消失竖向裂缝，最大缝宽0.24mm；各跨箱梁在支点处翼缘板下缘消失横向贯穿裂缝，最大缝宽0.2mm。在清连一级大路改造工程中，对迳口大桥上部箱梁采用了封闭法和压浆法举行裂缝处治，并采用纵向粘贴钢板条的方法提高结构的承载能力。封闭法和压浆法是上部梁体消失裂缝的处治工作中使用最多的方法，这两种方法应用范围广，从微小裂缝到大裂缝均可适用，处理效果好。的通常对于裂缝宽度0.15mm的结构受力裂缝采用压浆法举行修补；非结

5、构受力裂缝和宽度0.15mm的裂缝采用封闭法举行修补。1.1.1 材料特性(1) 裂缝修补胶(注射剂)平安性能指标应符合下表要求： 检验项目 性能指标 实验方法标准 胶体性能 抗拉强度(Mpa) 20 GB/T 2568 受拉弹性模量(Mpa) 1500 GB/T 2568 抗弯强度(Mpa) 30且不得呈脆性(碎裂状)破坏 GB/T 2570 抗压强度(Mpa) 50 GB/T 2569 钢钢拉伸抗剪强度标准值(Mpa) 10 GB/T 7124 不挥发物含量(固体含量) 99% GB/T 14683 可灌注性 在产品使用说明书规定的压力下能注入宽度为0.1mm的裂缝 现场试灌注固化后取芯样

6、检查 (2)修补裂缝用聚合物水泥注浆料平安性能指标应符合下表要求： 检验项目 性能或质量指标 实验方法标准 浆体性能 劈裂抗拉强度(Mpa) 5 抗压强度(Mpa) 40 GB/T 2569 抗折强度(Mpa) 10 注浆料与混凝土的正拉粘结强度(Mpa) 2.5，且为混凝土破坏 1.1.2 施工工艺(1) 裂缝的检查及标注按照裂缝的分布，在现场核实裂缝数量、长度及宽度，并在梁上举行标注，据此举行灌浆材料配量、埋嘴、灌浆等方面的详细计算和安顿。 对于裂缝宽度0.15mm采用聚合物水泥表面封闭法，聚合物水泥是在加固专用的改性环氧浆液配出后按规定比例加入一定量的525水泥搅拌匀称而成，封闭后要考虑

7、梁体表面的美观。 对于裂缝宽度0.15mm采用灌注混凝土裂缝修补胶液封闭裂缝法，将裂缝修补胶浆液压注入结构物内部裂缝中去，以达到封闭裂缝，恢复并提高结构强度、耐久性和抗渗性的目的，使混凝土构件恢复整体性。(2) 钻孔在裂缝表面举行骑缝钻孔，以此作为灌浆导向孔。腹板及顶、底板裂缝：沿裂缝走向钻孔，孔深5厘米，孔径8毫米，孔距35厘米，凡裂缝交错处应在交错地方钻孔。(3) 清孔及裂缝表面处理全部孔眼务必使用高压空气吹洗整洁，使其不让灰渣堵塞，之后沿裂缝从上而下将两边3cm4cm范围内的灰尘、浮浆用小锤、手铲、钢刷、砂纸、毛刷依次处理整洁，将构件表面整平，凿除突出部分，然后用丙酮擦洗，清除裂缝四周的

8、油污，清洗时应留意不要将裂缝阻塞。(4) 粘贴灌浆嘴及裂缝表面封闭 粘贴灌浆嘴底盘的铁锈务必除净，并用丙酮擦洗整洁，然后将专用胶泥匀称的抹在底盘四周，厚度12毫米，与孔眼对准粘贴在裂缝上。灌浆嘴的间距按照缝长及裂缝的宽窄以3.54.0厘米为宜，一般宽缝可稀，窄缝宜密，每一道裂缝至少须各有一个进浆孔的排气孔。留意，灌浆孔眼务必对中保证导流畅通，灌浆嘴应粘贴可靠，周围抹成鱼脊状举行封闭。 裂缝表面封闭为使混凝土缝隙彻低布满浆液，并保持压力，同时又保证浆液不大量外渗，务必对已处理过的裂缝表面(除孔眼及嘴子外)用聚合物水泥砂浆浆液沿裂缝走向从上至下匀称涂刷两遍举行封闭(宽度68cm)，并在上面分段紧密

9、贴上一层玻璃丝布(宽度57cm)，形成封闭带。(5) 压气试验封闭带硬化后，需举行压气实验，以检查封闭带是否封严，压缩气体通过灌浆嘴，气压控制在0.20.4MPa，此时，在封闭带上及灌浆嘴四周可涂上肥皂水，如发觉通气后封闭带上有泡沫消失，说明该部位漏气，对漏气部位可再次封闭。试气对于竖向缝可从下向上，水平向缝由低端往高端举行。(6) 灌浆操作 灌注裂缝采用空气泵压注法，压浆罐与灌浆嘴用聚氯乙烯高压透亮管相衔接，衔接要严密，不能漏气。 在灌浆过程中应留意控制压力，裂缝宽度较大的，倘若进浆通畅时，压力宜控制在0.2MPa；倘若裂缝进浆不畅，可把泵压控制在0.4MPa。 灌注的次序：对于水平裂缝，宜

10、由低端渐渐压向高端；对于竖向腹板裂缝由下向上渐渐压注；从一端开头压浆后，另一端的灌浆嘴在排出裂缝内的气体后喷出浆液与压入的浆液浓度相同时，可停止压浆，在保持压力下封堵灌浆嘴。贯穿缝倘若单面灌后另一面未见出浆，可在另一面压灌一次。 对于未贯穿腹板缝务必见到邻近嘴子喷浆。 其它工作对于已灌完的裂缝，待浆液固化后将灌浆嘴一一拆除，并将粘贴灌浆嘴处用专用树脂胶泥抹平，最后对每一道裂缝表面再涂一层聚合物水泥浆，确保封闭严实，并使其色彩与原混凝土结构表面尽量保持全都；灌浆工作完毕后，用压缩空气将压浆罐和注浆管中残液吹净，并用丙酮冲洗管路及工具，以备下次使用。1.2粘贴碳纤维布封闭法头巾滩大桥长365m，桥

11、宽22m，斜交角度110，跨径布置为9x20+10+9x20m，上部结构采用预制预应力混凝土空心板+现浇异型钢筋混凝土空心板，下部桥台采用肋式台、U型台，桩基础、扩大基础，桥墩采用柱式墩，桩基础。上部主要病害为：全桥近半数空心板板底存在纵向裂缝，缝长1m贯穿，最大缝宽0.44mm；个别板梁在逼近桥墩2m7m范围内底板消失横向贯穿裂缝，裂缝宽度0.060.2mm；左幅桥现浇板底发觉11条纵向裂缝，缝长介于1.1m贯穿，宽0.1mm0.16mm。在清连一级大路改造工程中，对头巾滩大桥梁体采用了梁底粘贴碳纤维布封闭法举行裂缝处治。碳纤维布具有适应性好、耐腐蚀、几乎不增强结构自重、施工简便等优点。采用

12、粘贴碳纤维布的方法对梁体裂缝举行封闭不仅能够满意修补裂缝的要求，还能提高结构承载能力，对结构构件举行局部补强。尤其在现在我国的国产碳纤维布质量不断提高，市场价格不断下降的大环境下，粘贴碳纤维布封闭法的使用前景将会越发广泛。1.2.1 材料特性(1) 碳纤维布碳纤维复合材平安性能指标 类别 项目 单向织物(布) 条形板 高强度级 高强度级 高强度级 高强度级 抗拉强度标准值ff,k(MPa) 3400 3000 2400 2000 受拉弹性模量Ef(MPa) 2.4105 2.1105 1.6105 1.4105 伸长率() 1.7 1.5 1.7 1.5 弯曲强度ffb(MPa) 700 60

13、0 层间剪切强度(MPa) 45 35 50 40 仰贴条件下纤维复合材与混凝土正拉粘结强度(MPa) 2.5，且为混凝土内聚破坏 纤维体积含量() 65 55 单位面积含量() 300 300 (2) 粘贴碳纤维用胶黏剂碳纤维浸渍、粘接用胶粘剂平安性能指标 性能项目 性能要求 A级胶 胶体性能 抗拉强度(MPa) 40 抗拉弹性模量(MPa) 2500 抗弯强度(MPa) 50 且不得呈脆性破坏 抗压强度(MPa) 70 伸长率() 1.5 粘结能力 钢钢拉伸抗剪强度标准值(MPa) 14 钢钢不匀称扯离强度(kN/m) 20 与混凝土的正拉粘结强度(MPa) 2.5，且为混凝土内聚破坏 不

14、挥发物含量(固体含量)() 99 底胶及修补胶的平安性能指标 性能项目 性能要求 A级胶 底胶 钢钢拉伸抗剪强度标准值(MPa) 14 与混凝土的正拉粘结强度(MPa) 2.5，且为混凝土内聚破坏 不挥发物含量(固体含量)() 99 混合后初粘度(23时)(Mpas) 6000 修补胶 胶体抗拉强度(MPa) 30 胶体抗弯强度(MPa) 40，且不得呈脆裂破坏 与混凝土的正拉粘结强度(MPa) 2.5，且为混凝土内聚破坏 1.2.2 施工工艺(1) 施工打算 仔细阅读设计施工图，充分理解设计意图和要求。 熟识施工现场和被加强部位混凝土的实际情况，拟定出施工方案和施工规划。 对所使用碳纤维布、

15、配套树脂、机具等作好施工前的打算工作。(2) 表面处理 清除被补强范围内表面混凝土的剥落、疏松、蜂窝、腐蚀等劣化混凝土，露出混凝土结构层，并用修复材料将表面修复平整。 按设计要求对裂缝举行灌缝或封闭处理。 被粘贴混凝土表面应打磨平整，除去表层浮浆、油污等杂质，彻低露出结构断面。 将混凝土表面清理整洁并保持干燥。(3) 胶粘剂配制 预配制包装：在各自容器中搅动混合。将B组分加入A组分，用手持式低速电动搅拌器(最大500rpm)搅拌3分钟，使其外观匀称全都，尽可能少的带入空气。 大量包装，非预配制包装：将两组分以正确的比例放入合适的混合容器中，用低速电动搅拌器正确的搅拌。当树脂和固化剂混合即为使用

16、期的开头。混合量越大，使用时光越短。为了在较高温度下，得到更长的使用时光，可将混合的胶粘剂分成几个部分，或是在混合之前降低A、B组分的温度。(4) 找平处理 配制找平材料。 混凝土表面凹陷部位用找平材料填补平整，且不应有楞角。 转角处应用找平材料修复为光洁的圆弧，半径不小于20mm。 待找平材料表面指触干燥时即举行下一步工序施工。(5) 粘贴碳纤维布 按设计要求的尺寸裁剪碳纤维布。 用滚筒刷将底层树脂匀称涂抹于混凝土表面。待树脂表面指触干燥时即举行下一步工序施工。 将碳纤维布用清洁剂清洁后，用抹灰刮刀将胶粘剂涂在其表面，用特制的滚筒沿纤维方向多次滚压，挤除气泡，并使浸渍树脂充分浸透碳纤维布。滚压时不得损伤碳纤维布。 在粘接剂允许的裸露时光内(视温度不同而定)，将碳纤维布置于混凝土表面上。用橡皮滚筒将板压到环氧胶粘剂中，直到胶粘剂由板两边被挤出。 粘贴碳纤维布时，各层碳纤维布应错开布置，各层的错开间距应为510cm，且应保证各层碳纤维布的接缝错开。 当胶粘剂固化后，可以清除流出在层压板上的粘接剂的膜，最后，轻