桥涵裂缝分类、成因及修补方法的选用

桥涵裂缝分类、成因及修补方法的选用

叶茂权

叶茂权

湖南省公路设计有限公司贵州分公司贵阳市550081

【摘要】本文介绍了公路及市政道路桥梁和涵洞常见的裂缝分类、产生的成因，介绍了各类裂缝的修补方法、选用原则、施工注意事项及材料性能，并结合工程实例介绍部分常用方法的施工工艺，为类似工程提供一定的参考。

【关键词】桥涵；裂缝；分类；修补；材料；实例

一、概述

近几年，随着我国对基础设施建设力度的加大，各地的公路和市政道路的建设有了长足的发展，桥梁和涵洞作为道路主要构筑物，关系到道路建成后的运营安全。混凝土结构裂缝是桥梁和涵洞较常见的质量问题，在满足结构安全的前提下，如何将混泥土裂缝进行有效的修补，阻止裂缝继续发展，消除安全隐患，美化外观，消除社会影响，是广大桥梁建设需要考虑的问题

二.桥涵裂缝成因及分类

按裂缝产生的原因可以分为以下几类：

⑴荷载裂缝

①直接应力裂缝

由荷载引起的直接应力产生的裂缝。包括弯、剪、拉、压、扭产生的裂缝；

②次应力裂缝

由荷载引起的次应力产生的裂缝。例如：结构体系转换引起的次应力所产生的裂缝；

⑵温度裂缝

因温差、日照、骤然降温、水化热、冬季施工措施不当等原因而产生的裂缝；

⑶收缩裂缝，包括砼收缩、徐变引起的裂缝；

⑷基础变形裂缝，包括约束条件变化引起的裂缝；

⑸钢筋锈蚀裂缝，因钢筋锈蚀膨胀引起的裂缝；

⑹冻胀裂缝；

⑺施工材料质量不佳引起的裂缝；

⑻施工工艺粗劣引起的裂缝；

⑼养护管理不善引起的裂缝。

三．裂缝修补的基本方法

⑴裂缝宽度δ≤0.1mm时，用SHO-BOND101#高分子树脂对裂缝进行封闭，也可以用环氧树脂封闭。

⑵0.1mm＜δ≤0.5mm时，用BL-GROUT高分子树脂灌注裂缝，即用“壁可”法进行修补。在缝中有水情况下，宜用甲基丙烯酸酯类灌浆粘接料。

⑶0.5mm＜δ≤1mm时，用甲基丙烯酸酯类灌浆粘接材料或改性环氧树脂类灌浆粘接材料，对裂缝进行灌缝修补。对于重要结构宜用“壁可”法。

⑷1mm＜δ≤10mm时，用环氧树脂灌浆粘接材料，对裂缝进行灌缝修补。

⑸δ＞10mm时，用无机灌浆粘接材料，对裂缝进行灌缝修补。无机灌浆材料常用的有以下几种[2]：

①水玻璃（硅酸盐）无机固定胶。以改性的水玻璃为主体（改性即是将水玻璃的耐水性提高），掺入石英砂及固化剂等；

②早强特种水泥砂浆。以快于高强水泥为基料，掺入石英砂及流平剂、催干剂等；

③CJ型无机粘胶剂。锚固φ12钢筋时，锚固深度18cm，试验拔拉力达到75KN。

四．“壁可”法修补裂缝

⑴主要特点

①材料性能稳定、硬化强度耐久、修补效果可靠、施工操作简便；

②在浆液注入过程中，橡胶管始终保持约0.4MPa的压力，能将浆液压入到0.02mm宽的裂缝末端，灌缝饱满；

③在均匀缓慢的压力作用下，可以将裂缝中积存的空气压入混凝土的毛细孔中，并通过混凝土的自然“呼吸”作用排出，可有效地避免混凝土内产生气阻，确保修补质量；

④专用灌缝胶液，具有强大的渗透能力和粘结力。

⑵BL-GROUT高分子树脂

专用灌缝胶液为BL-GROUT高分子树脂，具有以下优点：

①强大的粘结力。具有优异的物理、力学性能（见表1）和稳定的化学性能，保证混凝土裂缝实现一体化的修复；

②很强的渗透能力。作为专门用于混凝土裂缝的灌注材料，具有超低粘度和特强的渗透能力，可达到的最小缝宽为0.02mm；

③最佳的柔韧性。固化后仍能保持韧性，能承受冲击和振动。

表1BL-GROUT高分子树脂物理力学性能

④不含挥发性性溶剂。由主剂和硬化剂组成，不含溶剂，因此固化后不会发生收缩；

⑤较好的耐久性。固化后具有极强的化学稳定性，不易受雨水、海水、二氧化碳、强酸的破坏；

⑥操作方便，瞬间固化，材料在达到临界点以前，始终以液体存在，达到临界点时，以极短的时间固化，并立即达到最终强度的70%以上。因此，在修补过程中受到振动不会影响修补的效果。

⑶SHO-BOND101#高分子树脂

101#高分子树脂具有极强的粘结力，较好的耐磨损性和良好的耐磨蚀性，可用于封闭裂缝，并广泛用于混凝土、金属、石材、木材及硬塑料等的粘结。

⑷“壁可”法修补裂缝的工艺

参阅文献[3]、[4]

五．甲基丙烯酸酯类灌浆粘接材料

简称“甲凝”，主要特点是固化较快，综合性能好。可以灌注最小宽度为0.05mm左右的裂缝，渗透深度可达到混凝土体内4～6mm，可配制成粘度很小的浆液。修补后的混凝土，承载力高，优化配方后，可带水、带油灌注。

“甲凝”的主剂为甲基丙烯酸酯（即有机玻璃的单体）。“甲凝”灌浆粘接植被的基本性能见表2。

表2甲凝灌浆粘接材料的基本性能[1]

七．丙烯酸环氧树脂灌浆材料

在要求快速固化的构件补强工程中，可以采用丙烯酸环氧树脂灌浆材料。

表4丙烯酸环氧树脂灌浆材料主要性能

丙烯酸环氧树脂灌浆材料的组成详见文献[1]。

八．混凝土结构裂缝修补实例

贵阳市某互通式立交匝道桥，20+2×30+20m单箱双室PC连续梁。箱梁顶宽15.5m，底宽9.5m，梁高1.7m。墩顶箱内横隔板厚1.5m，设有横向预应力筋，2号墩为独柱。检查发现，2号墩上横隔板两侧出现裂缝，最大缝宽分别为2.25mm和2mm，两侧已互相贯通；横隔板附近箱梁底板上也有裂缝。在底板、腹板和横梁混凝土浇筑过程中，支架发生不均匀沉降、产生横梁上的裂缝。

采取的修补措施：

先对裂缝采用SHO-BONP公司开发的“壁可”法压力灌浆修补裂缝，横隔梁两侧粘贴钢板进行抗剪加强，经静、动载试验表明，达到预期的效果。

参考文献：

[1]贺曼罗，建筑结构胶粘剂施工应力技术[M]，化学工业出版社，2001

[2]贺曼罗，建筑胶粘剂[M]，化学工业出版社，1999

[3]黄锡明、陈新产，江门大桥裂缝修复方法介绍[J]，中外公路，2006，⑹

[4]蒋玉富，广西某空心板梁桥裂缝修补技术[J]，世界桥梁，2006，⑶

[5]齐武生、腾燕宁，箱梁裂缝成因分析与“壁可法”加固技术应用[J]。公路