混凝土橋梁缺損維修與裂縫修補(bǔ)技術(shù)

1、1混凝土橋梁缺損維修與裂縫修補(bǔ)技術(shù)26.1 混凝土橋梁缺損的維修混凝土材料主要缺陷混凝土質(zhì)量缺陷：蜂窩、麻面、孔洞或空洞、掉角混凝土表面缺陷：風(fēng)化、磨損、剝落（露筋）裂縫：彎曲裂縫、垂直裂縫、斜裂縫、斷裂裂縫、扭曲裂縫、局部應(yīng)力裂縫、溫度裂縫、收縮裂縫等溫度裂縫受力裂縫36.1 混凝土橋梁缺損的維修結(jié)構(gòu)類別裂縫部位容許最大寬度（mm）其他要求鋼筋混凝土梁主筋附近豎向裂縫0.25腹板斜向裂縫0.3組合梁結(jié)合面0.5不容許貫通結(jié)合面橫隔板與梁體端部0.3支座墊石0.5全預(yù)應(yīng)力梁梁體豎向裂縫不容許梁體橫向裂縫不容許梁體縱向裂縫0.2A類預(yù)應(yīng)力混凝土梁梁體豎向裂縫不容許梁體橫向裂縫不容許梁體縱向裂縫0

2、.2B類預(yù)應(yīng)力混凝土梁梁體豎向裂縫0.15梁體橫向裂縫0.15梁體縱向裂縫0.2磚、石、混凝土拱拱圈橫向0.3裂縫高小于截面高一半拱圈縱向0.5裂縫長(zhǎng)小于跨徑的1/8拱波與拱肋結(jié)合處0.2墩臺(tái)墩臺(tái)帽0.3不容許貫通墩臺(tái)身截面的一半墩臺(tái)身經(jīng)常受侵蝕性環(huán)境影響有筋0.2無(wú)筋0.3常年有水，但無(wú)侵蝕性影響有筋0.25無(wú)筋0.35干溝或季節(jié)性有水河流0.4有凍結(jié)作用部分0.2橋梁結(jié)構(gòu)受力裂縫限值4缺陷產(chǎn)生的原因混凝土表層缺陷原因：設(shè)計(jì)、施工、維修養(yǎng)護(hù)不善、交通事故、地震和結(jié)構(gòu)老化等6.1 混凝土橋梁缺損的維修缺陷名稱產(chǎn) 生 原 因發(fā)生的部位蜂窩1施工原因：混凝土澆筑時(shí)振搗不密實(shí)，分層澆筑 違反操作規(guī)則

3、，混凝土離析、水泥漿 流失等；2結(jié)構(gòu)不合理、鋼筋設(shè)置的不當(dāng)，混凝土骨料粒大，坍落度不正確等結(jié)構(gòu)各個(gè)部位都可能發(fā)生露筋鋼筋保護(hù)層太薄、或者不密實(shí)等結(jié)構(gòu)各個(gè)部位都可能發(fā)生麻面模板表面不光滑、模板濕潤(rùn)不充分導(dǎo)致混凝土表面失漿結(jié)構(gòu)各個(gè)部位都可能發(fā)生空洞鋼筋布置太密、或者漏漿、振搗不密實(shí)等結(jié)構(gòu)各個(gè)部位都可能發(fā)生磨損混凝土強(qiáng)度不夠、表面細(xì)骨料太多，車輪磨耗、水流夾雜物沖刷等橋面和橋墩沖刷處腐蝕、老化、剝落保護(hù)層太薄、結(jié)構(gòu)出現(xiàn)裂縫、鋼筋銹蝕膨脹引起剝落、融凍影響、化學(xué)腐蝕等結(jié)構(gòu)各個(gè)部位都可能發(fā)生表層成塊脫落外界沖擊作用的結(jié)果橋面、欄桿、墩柱、主梁面構(gòu)件變形、接縫不平施工事故、荷載作用主梁及墩臺(tái)56.1 混凝

4、土橋梁缺損的維修內(nèi)部缺陷原因設(shè)計(jì)方面：結(jié)構(gòu)受力分析錯(cuò)誤、布筋不當(dāng)、結(jié)構(gòu)不合理、計(jì)算上出現(xiàn)差錯(cuò)、圖紙不完整，而造成結(jié)構(gòu)強(qiáng)度不足、穩(wěn)定性不好、剛度不足等施工不當(dāng)：施工質(zhì)量不好，施工中所使用材料的規(guī)格與性能不符合要求，操作違反規(guī)程。鋼筋綁扎不規(guī)范、模板支立不當(dāng)、骨料過密、振搗不實(shí)營(yíng)運(yùn)中的外部因素：交通量增加、荷載重量加大、地震、洪水、泥石流等自然災(zāi)害的影響，以及海水、污水和化學(xué)物的侵蝕作用等66.1 混凝土橋梁缺損的維修混凝土橋梁結(jié)構(gòu)缺陷的危害混凝土橋梁總是常年累月受到外界各種因素的影響，隨著年長(zhǎng)日久，缺陷不斷擴(kuò)大。由于表層損壞，使保護(hù)層減薄或鋼筋外露，導(dǎo)致鋼筋銹蝕，嚴(yán)重時(shí)就會(huì)削弱結(jié)構(gòu)的強(qiáng)度和剛度，

5、致使橋梁結(jié)構(gòu)破壞。有些表層損壞還會(huì)向深度發(fā)展，造成混凝土強(qiáng)度逐漸降低，危及結(jié)構(gòu)安全使用，從而縮短橋梁的壽命，常說(shuō)三分建橋七分養(yǎng)護(hù)就是這個(gè)道理。76.1 混凝土橋梁缺損的維修混凝土橋梁結(jié)構(gòu)表層缺陷檢查和修補(bǔ)材料 表層缺陷檢查及分析表層缺陷檢查：實(shí)施修補(bǔ)前，應(yīng)對(duì)缺陷做實(shí)地檢查，收集材料、進(jìn)行材料取樣；對(duì)缺陷產(chǎn)生的原因、現(xiàn)狀、發(fā)展趨勢(shì)等進(jìn)行周密的調(diào)查研究，確定缺陷的程度和性質(zhì)。量測(cè)構(gòu)件的截面，調(diào)查周圍環(huán)境、影響因素及其特殊要求，做好施工前的資料匯集、整理工作。確定缺陷部位、位置、形式、走向、深度、寬度（或面積）及發(fā)生的時(shí)間。了解構(gòu)件的施工時(shí)間，查看施工記錄，分析原材料組成、物理力學(xué)性能，考查交通量狀

6、況養(yǎng)護(hù)措施、維修方法等。86.1 混凝土橋梁缺損的維修表層缺陷分析：根據(jù)結(jié)構(gòu)受力狀況、缺陷產(chǎn)生原因與發(fā)展趨勢(shì)，用以分析缺陷對(duì)結(jié)構(gòu)影響程度。特別要注意，缺陷的存在僅對(duì)結(jié)構(gòu)表面產(chǎn)生了影響，對(duì)功能無(wú)大礙，還是結(jié)構(gòu)受到了損失，不同程度地降低了使用功能？這就要認(rèn)真進(jìn)行分析。修補(bǔ)方案應(yīng)在分析比較的基礎(chǔ)上，認(rèn)真選擇。方案一經(jīng)確定，應(yīng)做好各項(xiàng)有關(guān)準(zhǔn)備工作，做好施工組織和施工計(jì)劃。表層損壞混凝土的清除 方法：人工鑿除：適用于淺層或損壞面積較小的構(gòu)件 氣動(dòng)工具鑿除：適用于損壞面積較大，且有一定深度的缺陷 高速射水清除法：適用于淺顯損壞層，且面積較大的缺陷96.1 混凝土橋梁缺損的維修表層缺陷修補(bǔ)常用材料混凝土材料

7、水泥砂漿混凝土膠黏劑環(huán)氧樹脂類有機(jī)粘結(jié)材料、環(huán)氧樹脂類材料 常用修補(bǔ)材料：有機(jī)環(huán)氧膠液、環(huán)氧砂漿、環(huán)氧混凝土等106.1 混凝土橋梁缺損的維修環(huán)氧樹脂 類別很多，最常用的是雙酚A型環(huán)氧樹脂，它的分子量為3407000的環(huán)氧樹脂，低分子值在常溫下流動(dòng)性較好，適宜作粘結(jié)劑；高分子值的機(jī)械性能大，但是較脆，它們可溶于丙酮、二甲苯、酒精等有機(jī)溶液。名 稱原牌號(hào)外 觀粘度（PaS）軟化點(diǎn)（）環(huán)氧值（當(dāng)量100g）E44E42E35610l634637黃色至琥珀色高粘度液體同上同上20401220212720350.410.470.380.450.300.40常用的環(huán)氧樹脂116.1 混凝土橋梁缺損的維修

8、組成：主劑環(huán)氧樹脂、固化劑、固化促進(jìn)劑、增韌劑、稀釋劑、填料、偶聯(lián)劑等名 稱簡(jiǎn) 稱外 觀用量（樹脂g/100g）固化條件性 能乙二胺DEA無(wú)色、刺激臭味液體12115，1.5h揮發(fā)性大、毒性較大、使用期短；三乙烯四胺TTA無(wú)色粘稠液體1012室溫，48h；或100，2h毒性較小，使用期較長(zhǎng)；四乙烯五胺TPA棕色粘稠液體1115同上同上多乙烯多胺PEPA淺黃色透明液體1415同上同上間苯二胺MPD白色晶體141580，2h；150，2h要預(yù)熱方法溶解，使 用期長(zhǎng)間苯二甲胺MXDA透明液體1620室溫，24h；70，3h脂肪族胺類、芳香族胺類固化劑126.1 混凝土橋梁缺損的維修名 稱合 成 原

9、理狀 態(tài)一般用量（g/l00g樹脂）性能590固化劑591固化劑593固化劑由間苯二胺與環(huán)氧丙烷基醚反應(yīng)而得的一種衍生物；二乙烯三胺與丙烯反應(yīng)及氰化反應(yīng)的產(chǎn)物黃至棕黑色粘稠體1520改性胺類固化劑136.1 混凝土橋梁缺損的維修常見增韌劑類別名 稱簡(jiǎn)稱外 觀密度g/cm用量（%）性 能非活性磷苯二甲酸二丁脂磷苯二甲酸二辛脂磷苯三苯脂磷酸三甲酚脂DBPDOPTTPTCP無(wú)色液體無(wú)色液體白色晶體無(wú)色液體1.050.9871.1851.167520520520520固化時(shí)會(huì)游離出來(lái)，造成老化，加入量過多會(huì)降低強(qiáng)度活性聚酰胺樹脂聚酰胺樹脂聚酰胺樹脂聚酰胺樹脂200304650651棕紅粘稠狀深棕黃色粘

10、稠狀棕色流體棕色流體20303045常溫下可以與環(huán)氧樹脂反應(yīng)，有較好彈性和附著力聚硫橡膠聚硫橡膠聚硫橡膠LP-2LP-3LP-8黃色流體黃色流體黃色流體305030503050不同配方下有不同的硬度和狀態(tài)，反應(yīng)慢，需加人固劑146.1 混凝土橋梁缺損的維修常用稀釋劑及用量類別名 稱型號(hào)沸點(diǎn)外 觀用量%性 能非活性丙酮環(huán)異酮苯甲苯二甲苯56.0156.080.3110.8144易揮發(fā)無(wú)色液體無(wú)色或淡黃色油狀液體無(wú)色易燃液體無(wú)色易燃液體無(wú)色易燃液體515515515515515僅起降底粘度作用，在樹脂固化時(shí)，增加收縮率，降低粘結(jié)力活性環(huán)氧丙烷丁基醚501170無(wú)色透明液增強(qiáng)作用、毒性低、提高沖擊能

11、力環(huán)氧丙烷苯基醚環(huán)氧氯丙烷690245117無(wú)色透明液無(wú)色透明液毒性底，對(duì)人體有過敏反應(yīng)甘油環(huán)氧樹脂662300無(wú)色透明液毒性、刺激最小156.1 混凝土橋梁缺損的維修填料的最大填加量名 稱最大填加量（g/100樹脂）名 稱最大填加量（g/100樹脂）氧化鐵氧化鋁鋁粉水泥300200150200石英砂炭酸鈣硅粉中砂300305300166.1 混凝土橋梁缺損的維修（干燥）環(huán)氧砂漿配比組 分名 稱配 比1234主劑環(huán)氧樹脂E-44或E-42100100100100增韌劑不飽和聚脂樹脂304磷苯二甲酸二丁脂301520稀釋劑環(huán)氧丙基丁基醚501501152010151520101515201015

12、15201015固化劑間苯二胺591或593聚酰胺650或351乙二胺168102025708080或5060填料中砂石英粉或滑石粉600750100150600750100150400600150600750100150176.1 混凝土橋梁缺損的維修組 分配 比1234環(huán)氧樹脂E-44或E-42100100100100磷苯二甲酸二丁脂5510乙二胺10125酮亞胺1625水05乙二醇胺+水楊酸10+3煤焦油25煤瀝青20生石灰或水泥100100200200石棉1510氯苯05砂100200100200500600適量環(huán)氧樹脂6101（kg）增韌劑（kg）稀釋劑（kg）硬化劑（kg）水泥（k

13、g）二甲苯501乙二胺59110015203010158102025150200環(huán)氧樹脂膠漿配比（水下）環(huán)氧砂漿配比186.1 混凝土橋梁缺損的維修混凝土橋梁表層缺陷修補(bǔ)混凝土修補(bǔ)鑿除蜂窩、孔洞或破損混凝土修補(bǔ)部位鑿毛處理，保持濕潤(rùn)，清潔涂抹一層水泥漿液，澆筑或噴射新的混凝土19水泥砂漿修補(bǔ)人工涂抹：局部高壓噴射：大面積，必要時(shí)需掛網(wǎng)水泥砂料臺(tái)噴漿機(jī)集氣罐水 箱空氣壓縮機(jī)高 壓 水 泵噴 槍噴射層6.1 混凝土橋梁缺損的維修20混凝土膠結(jié)劑修補(bǔ)表面封涂修補(bǔ)澆筑混凝土膠結(jié)劑修補(bǔ)缺陷表面處理膠粘劑拌制缺陷封嵌封涂處養(yǎng)護(hù)表面處理立模板備料澆筑潮濕養(yǎng)護(hù)人工表面封涂流程圖澆筑修補(bǔ)流程圖6.1 混凝土橋梁

14、缺損的維修21環(huán)氧樹脂膠修補(bǔ)1. 無(wú)水濕、無(wú)油漬、無(wú)灰塵和其他污物，無(wú)軟弱帶2. 涂抹環(huán)氧樹脂基液3. 壓抹環(huán)氧砂漿，或澆筑環(huán)氧混凝土注意：環(huán)氧樹脂的固化與溫度、濕度有關(guān)6.1 混凝土橋梁缺損的維修22混凝土表面防腐涂裝 處于嚴(yán)重腐蝕環(huán)境下的混凝土橋梁，其混凝土表面可進(jìn)行防腐涂裝。選擇防腐材料型號(hào)時(shí)，應(yīng)綜合考慮橋梁所處環(huán)境的溫度、濕度及養(yǎng)護(hù)條件等因素，采用能有效抵抗外部不良因素侵害的、經(jīng)檢驗(yàn)符合國(guó)家有關(guān)標(biāo)準(zhǔn)要求的材料?；炷翗蛄和垦b前應(yīng)除去混凝土表面模板殘?jiān)?、油污及雜物等，金屬外露的銳邊、尖角和毛刺應(yīng)打磨圓順。涂裝前應(yīng)使混凝土表面保持干燥、清潔。在混凝土表面處理檢查合格后4小時(shí)內(nèi)進(jìn)行施工。6.

15、1 混凝土橋梁缺損的維修236.1 混凝土橋梁缺損的維修鋼筋銹蝕的處理銹蝕的原因 在鋼筋混凝土結(jié)構(gòu)中，鋼筋處于水泥水化時(shí)所生成的強(qiáng)堿介質(zhì)中（pH=12-14），鋼筋表面會(huì)形成鈍化膜，可以抑制鋼筋的銹蝕過程。如果有其他因素的影響，如混凝土不密實(shí)、保護(hù)層遭受破壞、太薄、混凝土碳化、裂縫或者外加劑的原因，將會(huì)導(dǎo)致鋼筋銹蝕。從鋼筋銹蝕機(jī)理上講，鋼筋在水、氧的條件下，會(huì)產(chǎn)生一系列的電化學(xué)反應(yīng)，鋼筋處于陽(yáng)極，釋放出電子e：246.1 混凝土橋梁缺損的維修鋼筋銹蝕檢測(cè)原理及儀器256.1 混凝土橋梁缺損的維修鋼筋銹蝕的檢測(cè)方法 半電池電位法是目前國(guó)內(nèi)外混凝土中鋼筋銹蝕狀況的主要檢測(cè)方法。這種檢測(cè)法是利用混凝

16、土中銹筋的電化學(xué)反應(yīng)引起的電位變化來(lái)測(cè)定鋼筋銹蝕狀態(tài)，通過測(cè)定鋼筋混凝土做為一個(gè)電極與在混凝土表面的銅/硫酸銅參考電極之間的電位差，評(píng)定鋼筋的銹蝕狀態(tài)。鋼筋銹蝕對(duì)混凝土結(jié)構(gòu)產(chǎn)生影響鋼筋的銹蝕可分為紅色銹蝕和黑色銹蝕。氫氧化鐵在水的作用下，進(jìn)一步生成紅銹（鐵銹），一部份氧化不完全生成Fe3O4 （黑銹），在鋼筋表面形成銹層。紅銹體積可大到原來(lái)體積的266.1 混凝土橋梁缺損的維修4倍，黑銹體積可大到原來(lái)的2倍，從而使混凝土開裂、剝離，破壞了混凝土的受力性能，降低了材料的耐久性，影響橋梁的使用壽命，削弱了鋼筋的受力截面。鐵銹層及其引起的混凝土裂縫，削弱了鋼筋和混凝土的共同作用效果。鋼筋銹蝕的修補(bǔ)

17、鑿除破碎的混凝土，鋼筋防銹處理，涂抹環(huán)氧樹脂基液，噴涂或澆筑環(huán)氧混凝土276.2 圬工橋梁缺損的維修砌體表層損壞：抹灰層、砌縫脫落、砌體表面麻面、起皮、起鼓、粉化和剝落等勾縫修補(bǔ)抹漿、噴漿修補(bǔ)磚石表面風(fēng)化表面局部修補(bǔ)鑲面石修補(bǔ)286.2 圬工橋梁缺損的維修常用勾縫形式29裂縫修補(bǔ)方法分類6.3 橋梁裂縫修補(bǔ)技術(shù)30土木建筑學(xué)院水泥灌漿1. 裂縫檢查2. 鉆孔：騎縫淺孔斜向深孔（30），清潔處理（水沖洗）3. 止?jié){、堵漏處理4. 壓水、壓氣試驗(yàn)：檢查孔眼暢通和止?jié){效果6. 灌漿：灌漿機(jī)，壓漿泵，風(fēng)泵水泥灌漿修補(bǔ)法工藝流程6.3 橋梁裂縫修補(bǔ)技術(shù)31土木建筑學(xué)院化學(xué)灌漿：材料 0.3mm 的裂縫環(huán)氧樹脂類、丙稀酸脂類按照稀釋劑分類丙酮、二甲苯等非活性稀釋劑活性稀釋劑