工程建設(shè)青藏鐵路混凝土結(jié)構(gòu)耐久性修補(bǔ)及防護(hù)技術(shù)課件

1、青藏鐵路中混凝土耐久性修補(bǔ)及防護(hù)青藏鐵路全長1956km，翻越唐古拉山的線路最高點位于海拔5072m，全線約有960km線路位于海拔4000m以上，550km的線路穿越連續(xù)多年凍土區(qū)。除格爾木的拉薩外，沿線年平均氣溫-2-6，極端最高氣溫25，極端最低氣溫-45。此外，沿線氣候干燥，干濕交替頻繁，年正負(fù)溫天數(shù)180d左右。青藏鐵路設(shè)計使用預(yù)應(yīng)力后張梁3259孔，其中青藏07-32m梁2505孔，專橋2051-32m梁471孔，專橋2051-24m梁283孔。2004年初發(fā)現(xiàn)青藏鐵路后張梁沿預(yù)應(yīng)力管道裂紋后，部領(lǐng)導(dǎo)非常重視，指示青藏總指展開科研工作查找原因、加強(qiáng)施工控制、進(jìn)行跟蹤觀測。青藏鐵路概

2、況 根據(jù)部領(lǐng)導(dǎo)的指示，青藏總指相關(guān)單位從2005年11月到12月共調(diào)查了4442片后張梁的裂紋情況。從統(tǒng)計分析的情況看，后張梁沿預(yù)應(yīng)力管道裂紋呈現(xiàn)以下特點：裂紋梁的比例隨時間延伸在增長。各年度生產(chǎn)梁的總比例為53.6%，其中，2002年生產(chǎn)的梁71.9%，2003年59.3%，2004年52.4%，2005年18.2%；多數(shù)裂紋出現(xiàn)在梁體腹板沿預(yù)應(yīng)力管道位置。梁的外側(cè)比內(nèi)側(cè)裂紋要多。受陽面和背陰面的裂紋嚴(yán)重程度不同，受陽面更為嚴(yán)重。迎風(fēng)面的裂紋較多一些。 青藏鐵路中混凝土耐久性修補(bǔ)及防護(hù)青藏鐵路概況 從梁體受力分析看，專家們比較一致看法是該裂紋對承載力不構(gòu)成短期危害，但對長期耐久性（壽命）有較

3、大影響。其表現(xiàn)是：裂紋加速混凝土中性化進(jìn)程和鋼筋銹蝕 由于青藏線相對濕度較低（50%以下），而混凝土碳化正好在此條件下發(fā)生。由于開裂則波紋管及鋼筋可能首先受到銹蝕危害。一旦鋼筋、預(yù)應(yīng)力筋發(fā)生銹蝕，則梁體壽命就會急劇降低。 裂紋可能引發(fā)二次凍脹 由于裂紋的存在，一旦發(fā)生外界雨水滲入聚結(jié)，當(dāng)氣候溫度低于零度以下時可能引發(fā)后期沿裂紋的凍脹破壞。裂紋可能降低梁體剛度疲勞強(qiáng)度 當(dāng)橋梁處于營運期，由于裂紋存在，大量列車荷重作用下梁體剛度和疲勞應(yīng)力降低。加上大溫差、正負(fù)溫交變作用、干縮等長期使裂紋進(jìn)一步發(fā)展，進(jìn)而使梁體剛度和強(qiáng)度降低，影響行車安全。 青藏鐵路中混凝土耐久性修補(bǔ)及防護(hù)裂縫修補(bǔ)的必要性 根據(jù)鐵道

4、部建設(shè)管理司“建技200486號文件”精神，青藏總指和部科技司于2005年1月7日在北京召集了有關(guān)專家就落實該文件內(nèi)容召開了專門討論會，會議提出要將“適用于青藏高原高寒、大溫差、強(qiáng)輻射、干燥、大風(fēng)沙惡劣環(huán)境的混凝土裂紋修補(bǔ)材料及修補(bǔ)技術(shù)”作為下一階段的重點科研攻關(guān)項目。 基本確定了主要修補(bǔ)工藝方法：裂紋注漿+表面涂層封閉的主導(dǎo)思想。如何確保上述修補(bǔ)材料及修補(bǔ)工藝方法能滿足青藏鐵路惡劣氣候條件，則是本項研究的重中之重。其研究試驗成果要達(dá)到如下目的： 滿足青藏鐵路惡劣氣候條件的修補(bǔ)材料；良好的施工性，適合現(xiàn)場條件下施工，容易保證施工質(zhì)量；良好的水密性，有效降低混凝土碳化及鋼筋銹蝕；適中的價格，能得

5、到大面積推廣。青藏鐵路中混凝土耐久性修補(bǔ)及防護(hù)立項背景4.1 研究內(nèi)容試驗研究適應(yīng)青藏線環(huán)境的注漿材料和工藝；試驗研究適應(yīng)青藏線環(huán)境的預(yù)應(yīng)力混凝土梁保護(hù)涂裝材料和工藝；通過青藏線不同地區(qū)橋梁的現(xiàn)場實際施工和考核進(jìn)行不同涂裝材料和工藝的選擇研究；制定修補(bǔ)工藝、涂裝工藝及驗收技術(shù)條件。4.2 關(guān)鍵技術(shù)注漿材料的延性、耐低溫性及與混凝土的粘結(jié)性能等；防護(hù)涂料的延性、耐低溫性、耐紫外線輻射性等；注漿及涂裝材料的施工性能。 青藏鐵路中混凝土耐久性修補(bǔ)及防護(hù)研究內(nèi)容及關(guān)鍵技術(shù)4.3 要達(dá)到的技術(shù)指標(biāo)注漿材料達(dá)到的技術(shù)指標(biāo)延性80%，按GB/T 2568-1995標(biāo)準(zhǔn)進(jìn)行；可灌性0 .05mm；可操作時間1

6、h；粘結(jié)強(qiáng)度3.0Mpa，按GB/T 521085標(biāo)準(zhǔn)進(jìn)行；低溫柔性按JC 500-92標(biāo)準(zhǔn)進(jìn)行，篩選綜合性能最好的注漿料；耐溫變性按JG/T 26-2002標(biāo)準(zhǔn)進(jìn)行，其中低溫由-26降低到-45，循環(huán)次數(shù)由5次提高到10次。青藏鐵路中混凝土耐久性修補(bǔ)及防護(hù)研究內(nèi)容及關(guān)鍵技術(shù)4.3 要達(dá)到的技術(shù)指標(biāo)涂裝材料達(dá)到的技術(shù)指標(biāo)使用壽命不低于10年，耐紫外老化12000h后，保光率不低于70%，按GB/T 14522中的熒光紫外線試驗進(jìn)行；附著力3.0Mpa，按GB/T 5210標(biāo)準(zhǔn)進(jìn)行；斷裂延伸率100%，按TB/T 2965-1999標(biāo)準(zhǔn)進(jìn)行；低溫柔性在-45條件下進(jìn)行，按GB/T 173193標(biāo)

7、準(zhǔn)進(jìn)行；耐溫變性按JG/T 26-2002標(biāo)準(zhǔn)進(jìn)行，其中低溫由-26降低到-45，循環(huán)次數(shù)由5次提高到10次。 青藏鐵路中混凝土耐久性修補(bǔ)及防護(hù)研究內(nèi)容及關(guān)鍵技術(shù)青藏鐵路中混凝土耐久性修補(bǔ)及防護(hù)部分注漿膠的試驗情況青藏鐵路中混凝土耐久性修補(bǔ)及防護(hù)部分注漿膠的試驗情況青藏鐵路中混凝土耐久性修補(bǔ)及防護(hù)部分涂料的試驗情況青藏鐵路中混凝土耐久性修補(bǔ)及防護(hù)部分涂料的試驗情況青藏鐵路中混凝土耐久性修補(bǔ)及防護(hù)部分涂料的試驗情況青藏鐵路中混凝土耐久性修補(bǔ)及防護(hù)部分涂料的試驗情況青藏鐵路中混凝土耐久性修補(bǔ)及防護(hù)部分涂料的試驗情況青藏鐵路中混凝土耐久性修補(bǔ)及防護(hù)混凝土梁修補(bǔ)前的裂縫情況青藏鐵路中混凝土耐久性修補(bǔ)及

8、防護(hù)混凝土梁修補(bǔ)前的裂縫情況青藏鐵路中混凝土耐久性修補(bǔ)及防護(hù)混凝土梁修補(bǔ)前的裂縫情況青藏鐵路中混凝土耐久性修補(bǔ)及防護(hù)混凝土梁修補(bǔ)前的裂縫情況 根據(jù)室內(nèi)實驗結(jié)果，結(jié)合青藏鐵路混凝土構(gòu)件的裂縫情況及青藏鐵路所處地區(qū)自然環(huán)境惡劣的實際情況，確定采用的防治方案如下： 對于0.05mm以上的裂縫采用硬度低、柔性好的新型改性環(huán)氧注漿料進(jìn)行注漿密封處理，為了保證裂縫內(nèi)漿液飽滿，在采用壓力注漿的同時，均采用增壓自動注漿器保壓注漿，保壓時間1小時，以保證梁的整體性和裂縫部位的密封性； 對于0.1mm以下且長度小于1m的小裂縫可采用水性環(huán)氧多次刷涂，讓漿液靠毛細(xì)作用滲入裂縫中，以保證對裂縫的封閉； 其余部位均先用

9、水性環(huán)氧封閉底漆進(jìn)行封閉處理，然后再在表面噴涂斷裂伸長率大于100%的JHRF柔性氟碳涂料，以保證混凝土梁的抗侵蝕能力，并保證混凝土梁的美觀和抗紫外老化性能。 青藏鐵路中混凝土耐久性修補(bǔ)及防護(hù)修補(bǔ)方案青藏鐵路中混凝土耐久性修補(bǔ)及防護(hù)混凝土梁的修補(bǔ)工藝青藏鐵路中混凝土耐久性修補(bǔ)及防護(hù)混凝土梁的修補(bǔ)工藝青藏鐵路中混凝土耐久性修補(bǔ)及防護(hù)混凝土梁的修補(bǔ)工藝 我們嚴(yán)格按照注漿和涂裝作業(yè)程序在各試驗梁進(jìn)行了灌漿和涂裝作業(yè)。從這次現(xiàn)場試驗結(jié)果看： 用柔性環(huán)氧灌縫料增壓自動注漿，裂縫的注漿效果達(dá)到預(yù)期目的，注漿料的滲透性良好。其取芯結(jié)果如圖所示。 青藏鐵路中混凝土耐久性修補(bǔ)及防護(hù)混凝土梁的修補(bǔ)工藝青藏鐵路中混

10、凝土耐久性修補(bǔ)及防護(hù)修補(bǔ)后的實際效果青藏鐵路中混凝土耐久性修補(bǔ)及防護(hù)修補(bǔ)后的實際效果青藏鐵路中混凝土耐久性修補(bǔ)及防護(hù)修補(bǔ)后的實際效果青藏鐵路中混凝土耐久性修補(bǔ)及防護(hù)修補(bǔ)后的實際效果采用柔性注漿材料注漿后，可以有效地封閉裂縫、防止有害介質(zhì)的侵入，防止混凝土的進(jìn)一步劣化及混凝土中鋼筋的銹蝕，將開裂的混凝土膠結(jié)合在一起，恢復(fù)混凝土的整體性，防止混凝土的二次凍脹； 由于注漿材料具有100%左右的斷裂伸長率，可以有效地防止由于列車的荷載作用引起的裂縫擴(kuò)展，防止混凝土的二次開裂，提高混凝土的耐久性； 采用水性環(huán)氧和JHRF柔性氟碳的涂裝體系進(jìn)行表面涂裝后，水性環(huán)氧底漆可以有效地封閉0.1mm以下注漿材料無法注入的細(xì)裂縫和混凝土表面的毛細(xì)孔，JHRF柔性氟碳涂料則可以有效地防止空氣、水份及其它有害介質(zhì)的侵入而導(dǎo)致混凝土劣化及鋼筋的銹蝕；青藏鐵路中混凝土耐久性修補(bǔ)及防護(hù)試驗研究結(jié)論JHRF柔性氟碳涂料的斷裂伸長率達(dá)到160%，低溫柔性可達(dá)45，因此當(dāng)混凝土梁出現(xiàn)新的裂縫時，仍可以保證涂裝體系的完整性，防止有害介質(zhì)的侵入，從而提高混凝土的耐久性；