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桥面裂缝修补之低压环氧注射法

【摘要】

桥面出现裂缝是桥梁上面常见的问题。如何经济高效的修复桥面裂缝,较好的解决裂缝困扰,保证经济性与安全性,则成了桥梁工程领域一直关注的重心。本文深入分析了桥面裂缝的产生根源,指出了如何从源头上预防裂缝的产生以及如何经济、安全、高效的解决裂缝困扰。

 

【关键词】

桥面裂缝 修补 低压环氧注射法 湿法喷砂 裂缝测量 桥面处理

 

前言

进行桥面裂缝修补时,需要针对裂缝产生的原因、裂缝的程度及桥梁交通量等综合考虑,设计合理的解决方案。

 

桥面裂缝原因分析及影响

桥面出现裂缝的原因有多种,包括桥梁荷载在设计、施工及服役期间没有按照相关的规范进行,所使用的施工工艺不合理及所采用的材料质量存在问题,以及温度变化等,都会引起桥面出现裂缝。而对桥面裂缝影响较大的几个因素分别是:桥面所用材料的老化特性、桥面受热量和水分影响而产生的应力与张力、桥面所用材料的粘弹性、桥面所受约束力、桥面混凝土的膨胀与收缩情况、桥面浇筑顺序、桥面浇筑所用模子、材料特性以及桥面所处外界环境。而桥面早期的裂缝一般是由于塑性收缩、温度影响、自收缩及干缩等。

桥面裂缝会大大降低桥面的耐用性,减少桥面的实用性,让桥面刚度受损,最终危及桥梁结构安全。同时桥面裂缝还会大大影响美观。因此要及时处理桥面裂缝。

 

桥面裂缝修补原则

进行桥面裂缝修补时需考虑三个方面的问题。首先,判定裂缝是结构性开裂还是非结构性开裂;其次,确定桥面板及桥梁结构件在化学方面和防水方面的具体要求;最后,判断修补之后是否会影响桥面车道质量。之后再根据这些判断去选择修补工艺。

 

桥面裂缝测量

首先用裂缝测宽仪(本文在研究中使用上海法赫的 FH-GH1127-裂缝测宽仪)测量裂缝的宽度,并记录裂缝的形态、位置、长度和间距等。对于裂缝宽度<0.1mm且裂缝无渗水同时对于外观无要求的桥面,可不对裂缝进行修补;而如果裂缝宽度超过限值(特别是裂缝间距较小的裂缝)、裂缝出现渗水、裂缝的位置、长度和密度对结构安全产生威胁或者裂缝影响外观,则需要进行修补。同时要根据裂缝的整体情况,判断裂缝是结构性裂缝还是非结构性裂缝。


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      使用上海法赫的FH-GH1282-裂缝测宽监测仪进行裂缝测宽


其次用混凝土取芯机(本文在研究中使用上海法赫的FH-G8070-混凝土取芯机)对桥面进行混凝土取样,分析混凝土的化学特性及渗水情况等,作为制定修补方案的数据依据。


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      使用上海法赫的FH-G8070-混凝土取芯机进行混凝土取样分析

 

桥面处理

若桥面仅有少量裂缝,通常最为可行的就是用低压环氧注射法,可有效修补结构性裂缝及非结构性裂缝。而且若此法使用得到,会使桥面的实际可用寿命超过原来的磨损面设计寿命。

妥善进行桥面处理至关重要,但具体的桥面处理要求要因工程而异,因为不同的桥面情况不同。但总归,最终的桥面必须干净、无杂物、干燥且无任何影响粘结性的物质存在。

多数情况下,焊接修补法需要的表面处理工作量相对较小。首先,施工方需要沿着裂缝做表面清洁工作,也可以用抛丸或喷砂法进行表面处理,而喷砂特别是湿式喷砂的效率最高,因为可以直接将喷嘴对准裂缝,针对性最强,本文相关研究使用的是FARROW 150湿法喷砂机,效率明显高于干喷和高压水射流法。

喷砂处理完成后,施工方要用高压气流将裸露出来的裂缝中残留的松散物质和灰尘清理干净,当然也可以用真空吸尘器进行清扫,只是真空吸尘器的清扫效率要低许多,这对于封车道进行修补的工程不太适合,因为时间非常宝贵。

如果整个施工过程中涉及到对桥面进行密封,则最好采用无尘抛丸法进行清理。由于各种清扫方法都有各自的优缺点,建议在选择具体的清扫方法时要全面考虑,这样可节省很多时间和金钱。而邀请清扫机生产厂家代表参与决策则会非常有帮助。

 

产品拌合及修补

充分拌合修补产品至关重要。环氧产品厂家拌制的环氧产品需达到极低的流动性,介于50—75 cps之间,外观类似清澈的柠檬饮料,同时聚合物需100%是固体,不收缩,不可燃,不可溶且不含挥发性有机化合物。

为了加快施工进度,可预先对环氧组分进行测量。施工人员先将一种组份与另一组份进行勾兑,然后用搅拌桨搅拌1分钟。

进行勾兑的位置离工地越近越好。如果从勾兑处步行可达工地,则用5加仑(18.9升)的桶运送勾兑后的环氧料。而如果勾兑处离工地较远,则可使用平板手推车运送,以防产品溅出。

在相对较平坦的桥面上,施工人员可直接将环氧混合物浇在清理干净的混凝土表面,覆盖裂缝。然后用橡胶辊轴或扫帚摊铺环氧混合物,填满所有的裂缝空隙。根据施工温度来看,一般温度下10分钟以内环氧混合物即可渗入桥面。而如果裂缝较深,施工人员可重复上述工序,直到所有空隙都被填满。


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面裂缝修补示意图

对于粗糙的及有纹理的混凝土表面,以及宽度小于1/32英寸的混凝土裂缝,施工人员可以用带绒的小滚漆筒向后滚压环氧,环氧产品会向下挤入裂缝中并将空气挤出。在环氧不断下渗的过程中,施工人员要不断用橡胶滚筒或扫帚将环氧材料推向下渗表面,确保所有裂缝都填充完整。

一旦环氧材料停止向下或侧向流动,便会在裂缝上方积聚并胶化。而如果浇在桥面的环氧材料继续减少,则并不意味着环氧材料漏到桥面底部,而是表示环氧材料在填充钢筋周围的空隙、脱层而产生的空隙以及未产生粘结性的混凝土表面部分。

 

桥面撒沙

裂缝填满之后、环氧胶化之前,施工人员用20目筛向施工面均匀撒角粒沙,且撒沙的时间一定要把握,即一定要在环氧材料形成干燥无粘性层之前撒沙。然后静待环氧表面形成无粘性层,之后即可移除多余沙子。路面便可通行。

 

结论

低压环氧注射法在一般的桥面裂缝修补中非常有效,但应注意使用正确的施工材料、遵循正确的施工工艺方可取得最好的效果。特别是一般的粗放型施工,即不在乎裂缝是结构性还是非结构性、也不在乎是否要对裂缝宽度进行测量、更不在乎要选择哪种具体的施工工艺,都简单粗放的使用低压环氧注射法,而且工序不一定完整,都给施工效果带来了很大的阻碍。遵循正确的施工工序至关重要。

 

参考文献

[1]  李晓霞,《桥梁裂缝养护施工工艺的研究》,科技视界。

[2]  Floyd SR.,《桥面裂缝修补》,混凝土施工杂志。


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