压力灌浆\粘贴碳纤维布在桥梁裂缝处理中的应用

摘要：结合某公路桥空腹拱产生的裂缝现状，介绍应用无损压力灌浆及碳纤维布粘贴的技术对裂缝进行加固及控制裂缝发展的施工方法。

关键词：裂缝；无损压力灌浆；碳纤维布粘贴；施工方法

Abstract: This paper combine with a highway bridge fasting arch cracks status quo, introduced the application of non-destructive pressure grouting paste and carbon fiber cloth reinforcement and control the construction of the crack development of the cracks.Key words: crack; non-destructive pressure grouting; paste carbon fiber cloth; construction methods

中图分类号：U445文献标识码： A 文章编号：2095-2104（2012）04-0020-02

一、工程概况

某公路桥在使用过程中发现该桥空腹拱拱顶处产生裂缝宽0.5―2mm，裂缝贯穿整个空腹拱。该桥梁形式为上部采用单孔60m双曲拱桥，下部为箱形镦基础，桥宽5.56m，汽车载荷等级为公路―Ⅱ级。

二、施工方案

对该公路桥发现的空腹拱裂缝按旧桥加固技术要求及时进行加固，以控制裂缝继续发展。现对其进行施工处理：采用无损压力灌浆，及粘贴碳纤维布（3层胶2层布）的方式进行加固。

三、施工机具与材料

施工机具：砂轮机、0.5m3空压机、储压集料灌、压力表、发电机、灌胶嘴、各种刷胶抹平工具等。

灌浆材料：裂缝加固环氧树脂灌浆料，型号OYD-800，具有树脂本体收缩小、强度高、韧性好等特点，可适用于干燥或潮湿环境下，灌注>0.5mm的结构性裂缝，产地北京。性能指标见下表

封堵裂缝材料：堵漏灵配合环氧树脂胶进行裂缝封堵

粘贴材料：北京中丽牌碳纤维布，采用PAN基12k或12k以下的小丝束编织而成，型号TCS-I-300，及配套专用粘贴环氧树脂胶（浸渍树脂）。碳纤维布及粘贴胶性能见下表

四、无损压力灌浆施工步骤

①打磨：用砂轮机沿裂缝的两边各打磨15--20m的宽度，清除混凝土表面的杂物，以免影响注浆嘴的粘贴及封缝效果。

②冲洗：用高压水冲洗裂缝，以保证缝口无杂物。

③贴嘴：刘庄桥宽5.56m由4块预制空腹拱拼接而成，每块空腹拱宽1.39m，在每块空腹拱1/3、2/3处各贴一个。将ECH―1型抹在注浆嘴底板上，贴嘴时用定位针穿过注浆管对准缝口插上，然后将注浆嘴压在混凝土表面抽出定位针，定位针未粘附胶认定粘贴合格。

④封缝：贴嘴后3h后，对裂缝用堵漏灵配环氧树脂胶泥将裂缝口封堵住，在裂缝尾端预留1―2cm裂缝作用出胶口。

⑤压风检查：封缝完成后并养护2h，进行压风检查各孔的贯通情况，风压0.2Mpa，对于不串通的孔应查明原因进行处理。

⑥灌浆：采用裂缝加固环氧树脂灌浆料，严格按配比进行称量，充分搅拌后倒入压力容器内，每次配胶不宜过多保证在2L内。采用多点同步灌胶方式，从下到上，从宽至窄，逐步推进。灌胶压力0.2―0.6Mpa，开罐压力0.2―0.3 Mpa，视现场情况逐步加压，待出胶口和另一个灌胶嘴均有胶液流出后保持压力延续灌胶5-10min后结束灌胶，封堵出胶口。

⑦灌浆嘴的清除：灌浆结束24h后铲除灌胶嘴及封缝，打磨平整。

五、碳纤维布加固处理施工步骤

①基底处理：将混凝土构件表面的残缺，破损及碳化层部分清除干净，达到结构密实部位；将构件表面突出部分（模板的段差等）打磨平整，修复后的段差尽量平顺，用磨光机把棱角磨成半径30mm的圆角；清洗打磨过的构件表面，并使其充分干燥。

②胶粘剂的配置：将原材料按不同配合比称量准确，分别配置底涂胶料，整平胶料和粘结胶料。先将稀释剂加入聚合物主料内搅拌均匀，再将填料加入继续搅拌至均匀，最后加入固化剂，充分搅拌后即可使用。

配合胶料时应注意以下事项：底涂料每次配置量以1～2公斤为宜；整平胶料每次配置量以0.5～1公斤为宜；胶结胶料每次配置量以1～2公斤为宜，所有的胶料要求于1小时内施工完毕。

③底层涂刷

底层涂料应具有较强的渗透性，可以渗入混凝土表面内，采用碳纤维布配套环氧树脂胶。

把底层涂料的主剂和固化剂按规定比例称量准确后放入容器内，用搅拌器搅均匀，一次调和量应在可使用时间内用完为准。

用滚筒刷或毛刷将胶均匀涂抹于混凝土构件表面，厚度不超过0.4mm，并不得漏刷或有流淌，气泡，等胶固化后（固化时间视现场气温而定，以手指触感干燥为宜，一般不小于2时），将表面有凸起部分用角磨机磨平。

④用整平胶料找平：混凝土表面凹陷部位用刮刀嵌刮整平胶料修补填平，模板接头等出现高度差的部位应用整平胶料填补，尽量减少高差。转角的处理，用整平胶料将其修补为光滑的圆弧，半径不小于10mm。整平胶料须固化后（固化时间视现场气温而定，以手指触感干燥为宜，一般不小于2时）方可进行下一道工序。

⑤粘贴碳纤维布：按要求的尺寸裁剪碳纤维布，空腹拱跨径方向粘贴的碳纤维布宽30cm，碳纤维长度应在3m以内。配置，搅拌粘贴胶料，然后用滚筒刷均匀的涂抹于粘贴部位，在搭接，拐角部位适当多涂抹一些。固化时间视现场气温而定，以手指触感干燥为宜。方可进行碳纤维布的粘贴。

粘贴时纤维方向与裂缝方向垂直，碳纤维布沿纤维方向的搭接长度不小于100mm.碳纤维端部固定用横向碳纤维或粘钢固定，碳纤维布沿桥宽方向粘贴横向压条，压条间距为10cm。用特制光滑滚子在碳纤维布表面沿同一方向反复滚压至胶料渗出碳纤维外表面，以去除气泡，是碳纤维充分浸润胶料。第二层碳纤维布粘贴应重复以上步骤， 两层碳纤维布接头处错开。最后在第2层碳纤维布的表面均匀涂抹一层粘贴胶料。

⑥养护：粘贴碳纤维片后，需自然养护24h达到初期固化，并保证固化期不受干扰。养护期间的温度不低于环氧树脂的允许使用温度，养护期一般在1～2周内。加固后的碳纤维布表面应采取不低于M15水泥砂浆保护层进行保护。

六、碳纤维布加固质量控制要点

①严格控制施工现场的温度和湿度。施工宜在5℃以上的环境温度条件下进行，并应符合配套结构胶的施工使用温度。当混凝土表面含水率大于4%时，会影响结构较与混凝土表面的粘合，此时不得施工。

②为防止碳纤维受损，在碳纤维片运输，存储，裁切，粘贴过程中，严禁受弯折，扭曲和变形。

③碳纤维布顺长方向必须搭接10cm以上，该部位应多涂树脂，脱泡，树脂操作按正常进行，横向方向不需要搭接。

④施工结束后的现场验收以评定碳纤维复合材料和混凝土之间的粘结质量为主。用小木锤等工具轻轻敲击碳纤维复合材料表面，以回音判断粘结效果。

⑤如出现空鼓等粘结不密实的现象，可以用针管注胶的方法进行补救。粘结面积若少于90%，则判断粘结无效，需重新施工。

七、安全施工

本施工项目特点是高空作业及防落网、使用材料均为易燃品，所以安全控制以防坠落和防火为重点。

施工前对作业人员进行安全交底，告知作业人员本施工项目的特点及防护知识。工程施工期间必须配备专职安全员最少2名，施工期间必须有安全员监护；施工人员必须带好安全帽、挂好安全带；脚手架外侧挂好安全网；施工区域内严禁吸烟，施工区配备灭火器；非施工人员严禁进入。

八、结语

混凝土裂缝一直是严重影响混凝土工程质量及美观的要求，应在施工时采取必要的措施有效的避免裂缝的产生，对已产生的裂缝有效的加固控制裂缝的发展，是每一个施工单位都面对的问题。实践证明无损压力灌浆及粘贴碳纤维布的施工方法，能有效加固和控制裂缝的发展。

参考文献：

[1]黄腾，建筑施工新技术应用概述，管理观察，2009

[2]SDJ207-82《水工混凝土施工规范》

注：文章内所有公式及图表请以PDF形式查看。