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摘 要：实时监控桥梁运营状态，并定期进行检查修复，桥梁维修加固技术不仅可以预防安全事故，还可以有效地提高桥梁的使用寿命，实现桥梁最大的经济价值。目前大多数钢筋混凝土桥梁的主要病害为混凝土裂缝以及混凝土缺陷，采用本文中所述方法，对郧县汉江大桥梁内、塔内混凝土表层缺陷以及裂缝进行封缝、灌缝修复，取得了预期效果，为桥梁的持续运營提供了有力的保障。
关键词：桥梁维修加固；混凝土裂缝修复；灌浆；封缝
引言
二十世纪八九十年代，我国进入经济快速发展阶段，基础设施大量建设，特别是各种公路、铁路桥梁的建设。在使用了二十多年以后，很多桥梁相继出现了各种各样的病害，比如混凝土出现大面积裂缝、斜拉桥斜拉索内部钢筋锈蚀、钢桁架桥钢板焊接部位开焊等。这些病害严重影响桥梁的使用安全，亟待进行修复，特别是混凝土裂缝[1]。在使用过程中荷载、温度、气候、地基变形等因素的影响，混凝土结构裂缝不停地产生、扩展，进而引起混凝土碳化、钢筋保护层剥落，使混凝土结构的强度、刚度降低，严重影响结构的正常使用[2-3]。一般混凝土桥的设计使用寿命为50年，但是二十年左右混凝土就会发生较严重的裂缝，混凝土裂缝对桥梁结构有非常大的危害，直接影响桥梁结构的耐久性[4]。因此，为了使桥梁尽可能的延长使用寿命，在桥梁的运营过程中，实时监控桥梁运营状态，混凝土裂缝定期修复显得尤为重要。
郧县汉江大桥于1989年11月开工建设，1994年2月建成通车，公路等级为山岭区二级公路。至今已运营工作超过二十二年。是我国上个世纪90年代初期首先设计、建成的主跨400m以上的特大型斜拉桥工程之一，系同期修建的亚洲最大、世界第二跨度的地锚式预应力混凝土斜拉桥，如图1所示。
1 桥梁运行状况
受业主委托，中交第二公路勘察设计研究院有限公司试验检测中心、湖北省公路工程咨询监理公司分别于2012年、2014年对该桥进行技术状况检测及综合评定，并提交了《湖北省郧县郧县汉江公路大桥技术状况检测评定成果报告》[5]、《G209 郧县汉江大桥技术状况评定报告》[6]，报告显示：普查发现大桥混凝土结构存在大面积开裂现象，如图所示，严重影响桥梁行车安全，亟需进行修复。
2 混凝土裂缝修复方法
根据评定报告[5-6]中关于裂缝的结果，结合相关规范[7-8]以及以往的施工经验，确定了郧县汉江大桥的混凝土缺陷和裂缝的修复方案。
2.1 混凝土表层缺陷修复
（1）浅层缺陷处理
将缺陷表面及周围松散混凝土凿除，采用微膨胀的环氧砂浆进行缺陷修复。环氧砂浆终凝前，应采取保护措施，避免表面受雨水、风及阳光直射影响。
（2）深层缺陷处理
将缺陷表面及周围松散混凝土凿除，采用C60微膨胀混凝土或与结构主体同标号砼对缺陷部位进行修补，确保修补混凝土密实平整。
（3）钢筋外露以及裂缝较多区域
外露钢筋必须除锈，表面用环氧砂浆涂抹；为防止开裂处和存在细微裂缝处钢筋的锈蚀，对混凝土表面涂刷阻锈剂。
2.2 裂缝修复
2.2.1宽度> 0.15 mm裂缝的封闭
根据裂缝修复方法，对于裂缝宽度>0.15mm的裂缝采用灌缝[9]处理，其步骤如下：
（1）所采用的灌缝树脂必须符合规范[10]的要求，如表1所示。往裂缝里灌注化学浆液，根据裂缝病态状况及现场实际施工条件的不同，分别采用手压泵灌注和注射器灌胶两种施工工艺。在灌注0.15mm<宽度<0.3mm裂缝选用注射器灌胶；手压泵灌胶在灌注≥0.3mm以上裂缝时候，效果良好，并且灌注时间也较快。
（2）灌胶施工步骤：裂缝处理→设计布嘴图→埋灌胶嘴→封缝→密封检查→配置胶液→灌浆→封口结束→检查灌胶效果→取下灌胶嘴→表面修复→取芯[10]。
（3）梁体裂缝化学灌胶采用注浆法施工。即将裂缝构成一个密闭空腔，有控制地预留进出口，借助专用注射器将胶液压入缝隙并使之填满。
（4）灌胶前先对裂缝进行处理，其处理方法为：对混凝土构件上的裂缝，用钢丝刷等工具，清理裂缝表面的灰尘、白灰、浮渣及松散层等污物；清理时注意不要将裂缝堵塞，然后再用毛刷蘸丙酮、酒精等有机溶液，把沿裂缝两侧20～30mm处擦洗干净并保持干燥。
（5）采用表面灌胶处理的裂缝，用灌胶嘴作为注胶口，本工程一律采用埋设灌胶嘴灌注。当采用注射器灌胶时，灌胶嘴必须要选用嘴内带有丝口的灌胶嘴，否则注射器灌胶将无法施工。布嘴原则为：沿缝长每30～40cm布置一个，宽缝稀布，窄缝密布。每道裂缝至少有1个进浆口和一个排气孔。埋设时，先在灌胶嘴的底盘上抹一层厚约2mm的环氧树脂胶泥将灌浆嘴的进胶孔骑缝粘贴在裂缝的位置上。
（6）为使混凝土缝隙完全充满浆液，并保持压力，同时又保持胶液不大量外渗，必须对已处理过的裂缝（除孔眼及注胶口外）表面用环氧浆液沿裂缝走向均匀涂刷两遍进行封闭，形成封闭带，宽度3～5cm，即将裂缝表面封闭。在涂刷封闭胶体时一定要注意将灌胶嘴四周全部涂刷一到兩遍，以免在灌胶过程中灌胶嘴四周漏胶。环氧封闭带硬化后（温度>15℃需要一天，温度<15℃需要两天），需进行压气试验，以检查封闭带是否封严。压缩气体通过灌浆嘴，气压控制在0.2～0.4MPa，此时，在封闭带上及注胶口周围可涂上肥皂水，如发现通气后封闭带上有气泡出现，说明该部位漏气，对漏气部位可再次封闭。
（7）闭气试验合格后，根据现场环境温度和施工条件，按比例调配胶液，每次调配不宜过多（500ml左右），搅拌均匀后应立即使用，配好的胶液需在30min内用完，如果发现胶液大量放热应立即倒掉，以免胶液凝胶堵塞灌胶设备。
（8）用手压泵灌胶时将胶压入多头注胶器，注胶器一般可同时安装3～5个注胶软管，胶可同时从这些软管中输出。每个注胶软管在进胶口处都设有泵门开关，通过注胶软管将胶由灌胶嘴注入到混凝土裂缝中。从每条裂缝的第一个注胶嘴开始，待相临的灌胶嘴出胶后，将注胶胶管的泵门关闭，再将后面的注胶软管泵门打开注胶，按以上方法循环压胶，直至完成。此方法在灌胶过程中一定要稳住压力，慢慢的通过灌胶嘴向裂缝内注入胶体。 （9）采用注射器灌胶时，首先将注射器的弹簧拉紧，将注射器内部的胶囊取出，然后将配制好的灌缝胶慢慢倒入胶囊之中，胶囊灌满胶体后放入注射器内，最后将注射器慢慢旋转到灌胶嘴内部拧紧，安装到位后，松开弹簧，由弹簧压力将灌縫胶慢慢注入到裂缝内部。用注射器灌胶时，可采用多台注射器同时灌注，但每条裂缝上还是必须要留有一到两个灌胶嘴作为出气口使用。
（10）待裂缝全部注满后应按材料要求进行养护，待灌浆液固化以后，拆除灌浆嘴，并对混凝土表面进行修整。
2.2.2 宽度<0.15mm裂缝的封闭
裂缝封闭就是将宽度<0.15mm的裂缝采用环氧胶泥进行封闭以达到恢复并提高结构耐久性和抗渗性的目的。具体施工工序为：
（1）依据裂缝的检查报告中所标记的需修补部位的位置，现场核实其裂缝数量、长度及宽度，标注出需要进行封闭的裂缝。
（2）用角磨机沿裂缝切宽5mm，深5～10mm的V型槽。先用高压风枪吹去V型槽内及四周的粉尘，再用丙酮对槽内进行仔细清洗，并对缝两边5～6cm内进行清洗。
（3）按照配比：环氧树脂：乙二胺：邻苯二甲酸二丁脂：水泥为100：10：25：400对材料进行力学试验，要求：试件抗压强度大于60MPa，抗压弹性模量大4.0×104MPa，抗剪强度大于11MPa，粘结抗拉强度大于3.4MPa。
（4）在裂缝V型槽上（宽度30mm）均匀涂刷一层环氧树脂胶液；待环氧树脂胶液半干时，用配置好的环氧树脂胶泥填入V型槽内，压实、将外表面抹平。胶泥厚度不得小于1mm，宽度不小于30mm。
（5）表面封缝材料固化后应均匀、平整，不出现裂缝，无脱落。如达不到要求，需铲除重新封闭。
3 结果与讨论
图4分别为修复前后混凝土裂缝照片通过照片我们可以看到，上述裂缝修复方法效果較为理想，对于延长桥梁使用寿命有很好的作用。
结束语
综上所述，采用本文所述之裂缝修复方法对郧县汉江大桥混凝土缺陷以及裂缝进行修复工作取得了预期效果，有效地避免了内部钢筋腐蚀。对延长桥梁的使用寿命、保证桥梁行车安全具有重要的意义，并对其他桥梁混凝土病害修复工作有着一定的参考作用。
参考文献
[1]林慧东.PC梁桥混凝土裂缝主动修复技术研究[D].重庆：重庆交通大学， 2015.
[2]王燚，李振国，罗兴国.混凝土裂缝的修复技术简述[J].混凝土，2006（3）：91～93.
[3]王志平.浅析混凝土裂缝的成因、预防与处理[J].建筑经济，2007（S1）：81～83.
[4]张腾.桥梁工程混凝土裂缝原因及修复措施[J].交通世界（建养机械），2015（25）：44～45.
[5]湖北省郧县郧县汉江公路大桥技术状况检测评定成果报告[R].中交第二公路勘察设计研究院有限公司，2012.
[6]G209郧县汉江大桥技术状况评定报告[R].湖北省公路工程咨询监理公司，2014.
[7]中交第一公路勘察设计研究有限公司，JTG/TJ22-2008，公路桥梁加固设计规范[S].北京：人民交通出版社，2008.
[8]中交第一公路勘察设计研究有限公司，JTG/TJ23-2008，公路桥梁加固施工技术规范[S].北京：人民交通出版社，2008.
[9]王勇，刘书奇，赵瑜等.化学灌浆技术在大花水电站大坝混凝土裂缝处理中的应用[J].华北水利水电学院学报，2009，30（5）：44～47.
[10]CJJ2-2008，城市桥梁工程施工与质量验收规范[S].北京：中国建筑工业出版社，2009.
作者简介：彭哲，男，助理工程师，学士学位，2008～2012武汉理工大学 自动化专业。
阮荣涛（1989-），男，湖北咸宁，助理工程师，硕士研究生，2009～2013，西安科技大学，工程力学专业，2013～2016武汉理工大学，固体力学专业。
关键词：桥梁维修加固；混凝土裂缝修复；灌浆；封缝
引言
二十世纪八九十年代，我国进入经济快速发展阶段，基础设施大量建设，特别是各种公路、铁路桥梁的建设。在使用了二十多年以后，很多桥梁相继出现了各种各样的病害，比如混凝土出现大面积裂缝、斜拉桥斜拉索内部钢筋锈蚀、钢桁架桥钢板焊接部位开焊等。这些病害严重影响桥梁的使用安全，亟待进行修复，特别是混凝土裂缝[1]。在使用过程中荷载、温度、气候、地基变形等因素的影响，混凝土结构裂缝不停地产生、扩展，进而引起混凝土碳化、钢筋保护层剥落，使混凝土结构的强度、刚度降低，严重影响结构的正常使用[2-3]。一般混凝土桥的设计使用寿命为50年，但是二十年左右混凝土就会发生较严重的裂缝，混凝土裂缝对桥梁结构有非常大的危害，直接影响桥梁结构的耐久性[4]。因此，为了使桥梁尽可能的延长使用寿命，在桥梁的运营过程中，实时监控桥梁运营状态，混凝土裂缝定期修复显得尤为重要。
郧县汉江大桥于1989年11月开工建设，1994年2月建成通车，公路等级为山岭区二级公路。至今已运营工作超过二十二年。是我国上个世纪90年代初期首先设计、建成的主跨400m以上的特大型斜拉桥工程之一，系同期修建的亚洲最大、世界第二跨度的地锚式预应力混凝土斜拉桥，如图1所示。
1 桥梁运行状况
受业主委托，中交第二公路勘察设计研究院有限公司试验检测中心、湖北省公路工程咨询监理公司分别于2012年、2014年对该桥进行技术状况检测及综合评定，并提交了《湖北省郧县郧县汉江公路大桥技术状况检测评定成果报告》[5]、《G209 郧县汉江大桥技术状况评定报告》[6]，报告显示：普查发现大桥混凝土结构存在大面积开裂现象，如图所示，严重影响桥梁行车安全，亟需进行修复。
2 混凝土裂缝修复方法
根据评定报告[5-6]中关于裂缝的结果，结合相关规范[7-8]以及以往的施工经验，确定了郧县汉江大桥的混凝土缺陷和裂缝的修复方案。
2.1 混凝土表层缺陷修复
（1）浅层缺陷处理
将缺陷表面及周围松散混凝土凿除，采用微膨胀的环氧砂浆进行缺陷修复。环氧砂浆终凝前，应采取保护措施，避免表面受雨水、风及阳光直射影响。
（2）深层缺陷处理
将缺陷表面及周围松散混凝土凿除，采用C60微膨胀混凝土或与结构主体同标号砼对缺陷部位进行修补，确保修补混凝土密实平整。
（3）钢筋外露以及裂缝较多区域
外露钢筋必须除锈，表面用环氧砂浆涂抹；为防止开裂处和存在细微裂缝处钢筋的锈蚀，对混凝土表面涂刷阻锈剂。
2.2 裂缝修复
2.2.1宽度> 0.15 mm裂缝的封闭
根据裂缝修复方法，对于裂缝宽度>0.15mm的裂缝采用灌缝[9]处理，其步骤如下：
（1）所采用的灌缝树脂必须符合规范[10]的要求，如表1所示。往裂缝里灌注化学浆液，根据裂缝病态状况及现场实际施工条件的不同，分别采用手压泵灌注和注射器灌胶两种施工工艺。在灌注0.15mm<宽度<0.3mm裂缝选用注射器灌胶；手压泵灌胶在灌注≥0.3mm以上裂缝时候，效果良好，并且灌注时间也较快。
（2）灌胶施工步骤：裂缝处理→设计布嘴图→埋灌胶嘴→封缝→密封检查→配置胶液→灌浆→封口结束→检查灌胶效果→取下灌胶嘴→表面修复→取芯[10]。
（3）梁体裂缝化学灌胶采用注浆法施工。即将裂缝构成一个密闭空腔，有控制地预留进出口，借助专用注射器将胶液压入缝隙并使之填满。
（4）灌胶前先对裂缝进行处理，其处理方法为：对混凝土构件上的裂缝，用钢丝刷等工具，清理裂缝表面的灰尘、白灰、浮渣及松散层等污物；清理时注意不要将裂缝堵塞，然后再用毛刷蘸丙酮、酒精等有机溶液，把沿裂缝两侧20～30mm处擦洗干净并保持干燥。
（5）采用表面灌胶处理的裂缝，用灌胶嘴作为注胶口，本工程一律采用埋设灌胶嘴灌注。当采用注射器灌胶时，灌胶嘴必须要选用嘴内带有丝口的灌胶嘴，否则注射器灌胶将无法施工。布嘴原则为：沿缝长每30～40cm布置一个，宽缝稀布，窄缝密布。每道裂缝至少有1个进浆口和一个排气孔。埋设时，先在灌胶嘴的底盘上抹一层厚约2mm的环氧树脂胶泥将灌浆嘴的进胶孔骑缝粘贴在裂缝的位置上。
（6）为使混凝土缝隙完全充满浆液，并保持压力，同时又保持胶液不大量外渗，必须对已处理过的裂缝（除孔眼及注胶口外）表面用环氧浆液沿裂缝走向均匀涂刷两遍进行封闭，形成封闭带，宽度3～5cm，即将裂缝表面封闭。在涂刷封闭胶体时一定要注意将灌胶嘴四周全部涂刷一到兩遍，以免在灌胶过程中灌胶嘴四周漏胶。环氧封闭带硬化后（温度>15℃需要一天，温度<15℃需要两天），需进行压气试验，以检查封闭带是否封严。压缩气体通过灌浆嘴，气压控制在0.2～0.4MPa，此时，在封闭带上及注胶口周围可涂上肥皂水，如发现通气后封闭带上有气泡出现，说明该部位漏气，对漏气部位可再次封闭。
（7）闭气试验合格后，根据现场环境温度和施工条件，按比例调配胶液，每次调配不宜过多（500ml左右），搅拌均匀后应立即使用，配好的胶液需在30min内用完，如果发现胶液大量放热应立即倒掉，以免胶液凝胶堵塞灌胶设备。
（8）用手压泵灌胶时将胶压入多头注胶器，注胶器一般可同时安装3～5个注胶软管，胶可同时从这些软管中输出。每个注胶软管在进胶口处都设有泵门开关，通过注胶软管将胶由灌胶嘴注入到混凝土裂缝中。从每条裂缝的第一个注胶嘴开始，待相临的灌胶嘴出胶后，将注胶胶管的泵门关闭，再将后面的注胶软管泵门打开注胶，按以上方法循环压胶，直至完成。此方法在灌胶过程中一定要稳住压力，慢慢的通过灌胶嘴向裂缝内注入胶体。 （9）采用注射器灌胶时，首先将注射器的弹簧拉紧，将注射器内部的胶囊取出，然后将配制好的灌缝胶慢慢倒入胶囊之中，胶囊灌满胶体后放入注射器内，最后将注射器慢慢旋转到灌胶嘴内部拧紧，安装到位后，松开弹簧，由弹簧压力将灌縫胶慢慢注入到裂缝内部。用注射器灌胶时，可采用多台注射器同时灌注，但每条裂缝上还是必须要留有一到两个灌胶嘴作为出气口使用。
（10）待裂缝全部注满后应按材料要求进行养护，待灌浆液固化以后，拆除灌浆嘴，并对混凝土表面进行修整。
2.2.2 宽度<0.15mm裂缝的封闭
裂缝封闭就是将宽度<0.15mm的裂缝采用环氧胶泥进行封闭以达到恢复并提高结构耐久性和抗渗性的目的。具体施工工序为：
（1）依据裂缝的检查报告中所标记的需修补部位的位置，现场核实其裂缝数量、长度及宽度，标注出需要进行封闭的裂缝。
（2）用角磨机沿裂缝切宽5mm，深5～10mm的V型槽。先用高压风枪吹去V型槽内及四周的粉尘，再用丙酮对槽内进行仔细清洗，并对缝两边5～6cm内进行清洗。
（3）按照配比：环氧树脂：乙二胺：邻苯二甲酸二丁脂：水泥为100：10：25：400对材料进行力学试验，要求：试件抗压强度大于60MPa，抗压弹性模量大4.0×104MPa，抗剪强度大于11MPa，粘结抗拉强度大于3.4MPa。
（4）在裂缝V型槽上（宽度30mm）均匀涂刷一层环氧树脂胶液；待环氧树脂胶液半干时，用配置好的环氧树脂胶泥填入V型槽内，压实、将外表面抹平。胶泥厚度不得小于1mm，宽度不小于30mm。
（5）表面封缝材料固化后应均匀、平整，不出现裂缝，无脱落。如达不到要求，需铲除重新封闭。
3 结果与讨论
图4分别为修复前后混凝土裂缝照片通过照片我们可以看到，上述裂缝修复方法效果較为理想，对于延长桥梁使用寿命有很好的作用。
结束语
综上所述，采用本文所述之裂缝修复方法对郧县汉江大桥混凝土缺陷以及裂缝进行修复工作取得了预期效果，有效地避免了内部钢筋腐蚀。对延长桥梁的使用寿命、保证桥梁行车安全具有重要的意义，并对其他桥梁混凝土病害修复工作有着一定的参考作用。
参考文献
[1]林慧东.PC梁桥混凝土裂缝主动修复技术研究[D].重庆：重庆交通大学， 2015.
[2]王燚，李振国，罗兴国.混凝土裂缝的修复技术简述[J].混凝土，2006（3）：91～93.
[3]王志平.浅析混凝土裂缝的成因、预防与处理[J].建筑经济，2007（S1）：81～83.
[4]张腾.桥梁工程混凝土裂缝原因及修复措施[J].交通世界（建养机械），2015（25）：44～45.
[5]湖北省郧县郧县汉江公路大桥技术状况检测评定成果报告[R].中交第二公路勘察设计研究院有限公司，2012.
[6]G209郧县汉江大桥技术状况评定报告[R].湖北省公路工程咨询监理公司，2014.
[7]中交第一公路勘察设计研究有限公司，JTG/TJ22-2008，公路桥梁加固设计规范[S].北京：人民交通出版社，2008.
[8]中交第一公路勘察设计研究有限公司，JTG/TJ23-2008，公路桥梁加固施工技术规范[S].北京：人民交通出版社，2008.
[9]王勇，刘书奇，赵瑜等.化学灌浆技术在大花水电站大坝混凝土裂缝处理中的应用[J].华北水利水电学院学报，2009，30（5）：44～47.
[10]CJJ2-2008，城市桥梁工程施工与质量验收规范[S].北京：中国建筑工业出版社，2009.
作者简介：彭哲，男，助理工程师，学士学位，2008～2012武汉理工大学 自动化专业。
阮荣涛（1989-），男，湖北咸宁，助理工程师，硕士研究生，2009～2013，西安科技大学，工程力学专业，2013～2016武汉理工大学，固体力学专业。