浅析公路桥梁混凝土结构裂缝修补方法
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摘要：公路桥梁、涵洞通道等混凝土构造物为交通运输的枢纽，直接影响着交通的流量和荷载。当它投入使用一定时间后，往往由于设计的局限和施工的欠缺，使其难以适应日益繁重的交通量，而且随着运输设备的高速发展和车轮负载的不断增长，桥梁、涵洞等混凝土结构物常常处于超负荷运行的状态，经常会出现各种裂缝，因此裂缝也成为混凝土结构最常见的病害。
关键词：公路桥梁 混凝土结构原因分析裂缝修补
裂缝的产生将直接导致混凝土结构内部钢筋的腐蚀，对结构物的耐久性产生影响，甚至影响其使用寿命，因此，加强对公路桥涵混凝土构造物裂缝调查、分析裂缝成因并及时予以修补，是桥涵构造物日常养护的重点，也是保证桥涵构造物正常使用年限的重要措施。
1.裂缝形成原因分析
影响混凝土结构开裂的因素是复杂的，涉及到材料使用不当、配合比设计不合理、施工质量低劣、结构设计失误、运营中超负荷工作以及结构物所处的自然环境不良等几项原因。分析裂缝成因根据危害性制定相应的修补处理方式，若不经分析或忽视原因分析就进行裂缝处理，往往会导致修补、加固无效而不得不再次修补及加固。
2.裂缝的主要危害性
裂缝对结构物危害主要表现在对结构强度和耐久性的降低。钢筋混凝土结构物一旦产生裂缝，对本身会产生安全上及使用上的影响。外部环境的有害成分侵入，会使裂缝部分持续扩大及劣化，造成使用性能的降低，而导致使用寿命的缩短，甚至会影响结构物的安全性。
2.1对结构强度的影响
结构物裂缝发生后，其本身的刚性、剪力强度、拉力强度、抗弯强度都会降低，并可能导致结构行为发生应力重分配，造成进一步的破坏。裂缝严重时，可能会使构材掉落而造成危害。
2.2对耐久性能的影晌
裂缝对耐久性的影响，最主要的是加速混凝土中性化，使钢筋腐蚀速度变快，并因漏水、渗水，造成发霉、渗斑而使得保护层剥落，而缩短结构物的使用年限。
3.裂缝修补技术
修补裂缝的目的在于使结构因开裂而降低的功能和耐久性得以恢复。对于因承载能力不足所产生的裂缝，单纯修补已很不够，尚需进行补强加固。裂缝修补的根据是裂缝调查、原因分析及危害性评定。
裂缝修补方法主要有表面修补法，灌浆封堵法，结构加固法，混凝土置换法，电化学防护法等。目前根据裂缝部位及裂缝大小主要使用表面修补法、灌浆法、结构加固法。
3.1表面处理法
表面处理法是针对小于0.15mm的微细裂缝，采用环氧类封缝胶，涂刷于裂缝表面，达到恢复其防水性及耐久性的一种常用裂缝修补方法。该法施工简单，但胶体无法深入到裂缝内部。在表面防护的同时为了防止混凝土受各种作用的影响继续开裂，通常可以采用在裂缝的表面粘贴碳纤维布等措施。
表面处理法的施工要点是，先用钢丝刷将混凝土表面刷毛，清除表面附着污物，用水冲洗干净，干燥后再用封缝胶涂抹于混凝土表面缺损处，涂覆应均匀，不得有气泡。
3.2灌浆法
灌浆法是指施加一定的压力，将封缝胶灌入结构物内部裂缝深部，以达到封闭裂缝，恢复结构整体性、耐久性及防水性的目的。适用于裂缝宽度较大、深度较深的裂缝修补，尤其是受力裂缝的修补。主要施工程序如下
3.2.1埋设灌浆嘴
对于细而浅的裂缝，可用钢丝刷沿缝进行表面刷毛和清洁处理，然后骑缝用环氧胶泥粘贴灌浆嘴：对于宽而深的裂缝，宜沿缝开凿“V”槽，然后骑槽粘埋灌浆嘴；对于大体积混凝土结构上的很深裂缝，应骑缝钻孔或斜向钻孔至裂缝深部，然后在孔内埋设灌浆管。灌浆盒、灌浆嘴及灌浆管设于裂缝交叉处、较宽处、端部及裂缝贯穿处等部位。
3.2.2封缝
封缝目的在于使裂缝形成一个密闭的空间。对于不凿槽裂缝可用环氧胶泥封缝，先沿裂缝刷一道环氧树脂基液，后抹一层环氧胶泥。对于凿“V”型槽裂缝，可用水泥砂浆封缝，为加强砂浆与界面的粘着力，应先于槽面上刷一层环氧树脂浆液，然后才嵌填水泥砂浆。
3.2.3密封检查
为保证密闭缝体的密闭性及承受灌浆压力作用，应对封缝密封效果进行检查。办法是，待封缝胶泥或水泥砂浆固化后，沿缝涂一层肥皂水，并从灌浆嘴向缝中通入压缩空气，若无冒泡现象，表示密封效果良好，否则应予修补。
3.2.4配制浆液
灌浆材料要求粘结力强，可灌性好，目前长使用的是环氧树脂类胶液；胶液根据不同情况进行混合调制，稠度过大往往会使注胶的压力也大，粘稠度大影响注胶效果，持压时间也大影响施工进度。因此胶液的配置要结合实际情况灵活掌握。
3.2.5灌浆
启灌之前，先接通管道，打开灌浆嘴上气阀，用气压为0.2Mpa以上的压缩空气将管道及裂缝吹干净。灌浆顺序自下而上，由一端向另一端依次连续进行。灌浆压力以0.2～0.4Mpa为宜，压力逐渐升高，防止骤然加压对管道造成破坏。
3.2.6封口
灌浆后待缝内浆液初凝而不外流时，可拆除灌浆嘴，用环氧胶泥对灌浆孔进行封口抹平。进行灌浆封闭的缝要进行抽样开孔检查，以保证灌浆封闭质量。
3.2.7灌浆质量检查
灌浆密实情况，一般可采用钻芯法取样检查浆体的外观质量，测试浆体的力学性能。
3.3结构加固法
当裂缝影响到混凝土结构的性能时，就要考虑采取加固法对混凝土结构进行处理。结构加固中常用的主要有以下几种方法：加大混凝土结构的截面面积、粘贴钢板加固、粘贴碳纤维布、增设支点加固以及喷射混凝土补强加固。其中粘贴钢板包括：注入法粘贴钢板和压粘法粘贴钢板。注入法粘贴钢板这种方法是在混凝土表面与钢板之间加垫块等使两者之间保持一定空隙，并用环氧树脂胶泥封闭四周，而后从注入口注入环氧树脂，同时排出空隙中的空气，由于是从一方注入因而容易残留气泡，施工时一般用木槌随时敲打钢板来确定是否灌实，这种施工法虽然费时，但即使混凝土表面不平整也可进行施工。压粘法粘贴钢板。这种施工方法是在混凝土表面及钢板表面各涂上1～2mm厚的环氧树脂，然后利用巳固定在混凝土中的锚杆把钢板压紧在混凝土面上，随着环氧树脂被挤出，粘贴面之间的空气也被排出，用这种方法几乎不会残留气泡，粘结效果也好，此法适用于混凝土表面平整的场合。
3.4混凝土置换法
混凝土置换法是处理严重损坏混凝土的一 种有效方法，此方法是先将损坏的混凝土剔除，然后再置换人新的混凝土或其他材料。常用的置换材料有：普通混凝土或水泥砂浆、聚合物或改性聚合物混凝土或砂浆。
3.5电化学防护法
电化学防腐是利用施加电场在介质中的电化学作用，改变混凝土或钢筋混凝土所处的环境状态。钝化钢筋，以达到防腐的目的。
4.预防和减少混凝土裂缝产生的措施
虽然现在混凝土裂缝修补的方法越来越多，效果也越来越好，但还是要在混凝土设计、施工、运营中做到以预防为主。设计单位应根据预测的运营情况、结构物所处的环境设计出相符合使用要求的结构形式；混凝土施工中温度控制要有具体要求，确定外加剂的品种和掺量，确保混凝土收缩与膨胀相抵消；混凝土配合比控制要求严格，计量要准确，坍落度抽检工作要加强，不能流于形式；混凝土振捣要密实，拆模后须及时养护；施工过程中还应经常观察模板的位移和混凝土浇捣的密实情况，不能漏振、过振；混凝土结构物运营过程中应避免超负荷工作，根据混凝土所处的环境还应做好混凝土防腐保护工作。
结束语；
公路桥涵混凝土结构裂缝形式多样，裂缝成因复杂，只有在全面调查、认真分析之后，结合实际情况，制定出经济、可行高效的的修补方案，精心组织施工，方能确保裂缝修补成功、保证结构耐久性及安全性。
参考文献：
[1]《公路桥涵施工技术规范》JTJ041-2000。
[2]《桥梁检测与加固手册》张劲泉 王文涛北京：人民交通出版社.2007.2。
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