农村公路桥梁裂缝修补施工技术要点

王立军

（甘肃省酒泉公路事业发展中心，甘肃 酒泉）

1 农村公路桥梁现状

在乡村振兴的大背景下，农村公路越来越受到重视，随着大规模“美丽乡村”的建设，使得农村交通条件越来越便利。与此同时，农村公路也存在着诸多问题，总体发展水平较低，路况也相对较差，管养不到位，并且不同地区之间的状况差异较大。作为最基础的设施之一，农村公路的安全性也受到广泛关注，尤其是跨越障碍物的桥梁工程，其安全性显得尤为重要。研究表明，我国农村公路桥梁具有数量大、标准低、结构型式多样的特点[1]，因此在农村公路桥梁养护施工时，必须采取有针对性的措施进行设计与施工，同时应加强监管，尽早发现并解决桥梁病害。在诸多桥梁病害的类型中，结构裂缝是最常见的桥梁病害之一，桥梁结构产生裂缝后如果放任不管，则必将导致其受损进一步加重，最终导致桥梁使用寿命缩短，严重时甚至导致桥梁坍塌，严重威胁人民生命财产安全。

2 农村公路桥梁裂缝产生的原因分析

研究表明，农村公路桥梁可能出现裂缝的部位主要有腹板和底板[2]，裂缝主要有纵向和竖向裂缝。纵向裂缝产生的原因主要有：a.桥梁整体性较差；b.先张法预制空心板太薄，导致预应力筋附近的混凝土承受的局部应力较大；c.混凝土中氯离子含量超标，导致钢筋锈蚀，沿着钢筋部位产生底板裂缝；d.配筋不足；e.施工时质量把关不严；f.温度、气候等变化过大。竖向裂缝产生的主要原因有：a.梁板跨径过大；b.梁体高度较高；c.施工时质量把关不严；d.长期超负荷运行。无论是竖向裂缝，还是纵向裂缝，均会对桥梁产生严重的危害。梁板竖向和纵向裂缝示意见图1 和图2。

图1 梁板竖向裂缝示意

图2 梁板纵向裂缝示意

3 桥梁裂缝处理措施

某农村公路桥梁有15 榀预制T 梁，混凝土标号为C50，采用预制安装的方式完成上部结构施工。投入使用12 年后，经管养人员检查发现，预制T 梁均存在不同程度的竖向和纵向裂缝，经专业技术人员分析，认为主要原因是该桥长时间承受超负荷荷载，且桥梁施工时，当地气温骤降，气温变化时，未按照变化后的温度适当调整混凝土配合比，造成水化热过大，从而形成裂缝。针对上述情况，采用了灌浆与碳纤维加固的方法，从而解决了裂缝问题，处理完成后，经专业机构检测，其安全性完全满足使用需求。

3.1 碳纤维布加固

3.1.1 施工工艺流程

碳纤维布加固适用于裂缝较多的梁体[3]。其施工工艺主要有7 个步骤，分别为：a.裂缝表面及四周清洁处理。首先应将裂缝处梁体表面的浮渣凿除，然后再用打磨机打磨表面和棱角，表面应平整，棱角部位打磨至圆角，且不得过度打磨。打磨后应擦拭干净，保持表面干燥；b.在待加固梁体处涂刷一层底胶，在拟加固部位表面涂刷一层碳纤维底胶，底胶应平整，厚度均匀一致；c.修补。采用修补胶将梁体表面处较大的凹面、坑洞、漏筋等存在问题的部位进一步找平；d.裁剪碳纤维布和涂刷碳胶。将碳纤维布按照拟加固的梁体尺寸裁剪出合适的尺寸，根据设计比例称取碳胶和水，两者混合后，迅速将其搅拌均匀，直至碳胶溶液色泽一致，且无气泡为宜。碳胶溶液配制好及涂刷的底胶表面充分干燥以后，均匀的涂刷一层配制好的碳胶溶液；e.粘贴。把上述裁剪完成的碳纤维布按照拟定的加固位置粘贴于梁体表面，粘贴完成后，沿顺桥向使用刮板将碳纤维布刮平，切忌不得留有空鼓；f.再次涂刷。碳纤维布干燥后，再次用碳胶溶液涂刷于碳纤维布表面，使碳纤维布充分浸润碳胶，且碳纤维布表面无气泡；g.固化养护。施工完成后见图3。

图3 碳纤维布加固效果

3.1.2 施工注意事项

a.环境温度低于5℃时不宜进行碳纤维布加固施工，否则应采取调整胶粘剂的配合比的措施；b.底胶称量应准确，并应充分搅拌均匀，无色差。底胶应随用随拌，超过规定时间的底胶必须废弃，不得再次使用。若涂刷底胶未涂刷均匀，可用打磨机或砂纸进行打磨，确保底胶表面平整；c.正式粘贴时，为避免可能产生的气泡，可将碳纤维布自中间往两侧展布粘贴；d.原材料储存室应保持干燥，密封，且远离火种，同时应避免遭到太阳直射；e.二次涂刷时，应在上层干燥硬化后再进行涂刷，若表面局部仍然不平整，可采用环氧树脂砂浆在找平后再次涂刷的方法进行处理。

3.1.3 质量检验

质量检验主要包括两方面: 一是粘结强度检验，二是空鼓检验。粘结强度质量检验见表1。

表1 粘结强度质量检验

空鼓质量检验，可以采用锤击法检测。检测时，一般将碳纤维布分为若干区域，逐个测定各区域的空鼓面积。最终有效面积应不低于加固面积的95%，且单区域空鼓面积不小于0.01 m2。若单区域空鼓面积在0.01 m2内时，可采用注射法进行修复，若单区域空鼓面积超过0.01 m2，则应铲除粘贴好的碳纤布重新施工。

3.2 裂缝封闭处理

对于裂缝宽度≤0.10 mm 且未形成贯穿的裂缝，可对裂缝进行开槽处理[4]，然后再在槽内填充环氧树脂砂浆进行处理。处理方法：在裂缝位置使用专用开槽工具，将裂缝凿成“V”字形槽口，槽口宽度以1.5～2 cm，深度2 cm 为宜，开槽示意见图4。

图4 环氧树脂砂浆封闭示意

当裂缝湿度超过6%时，应采用碘钨灯或吹热风的方法对裂缝位置迅速烘干，再使用钢丝刷或其他工具将附近的杂物清理干净，保持表面洁净。开槽完成后，再次采用相同的方法将槽口位置的杂物清理干净，表面露出新鲜的混凝土。裂缝封闭前，应在槽口涂刷一层1～2 mm 厚的环氧树脂胶，涂刷时应保持涂刷均匀一致，且不存在折皱、波浪及气泡等现象。涂刷完成后，进行涂刷环氧树脂砂浆，涂刷应密实，均匀，饱满，无气泡。采用这种工艺对裂缝进行封闭处理时，环氧树脂砂浆可按表2 所示的配合比配制。

表2 环氧树脂砂浆配合比

3.3 压力灌浆法

对于裂缝宽度＞0.1 mm 或已贯穿的裂缝，可采用压力灌浆法进行处理，工程实践证明，该方法对于这种形式的裂缝处理效果好，施工速度快，造价低，是处理这种裂缝的最好方法之一[5]。该方法施工工艺主要包括裂缝表面处理、安装灌浆嘴、裂缝封闭、压气试验、压力灌浆等，施工工艺流程见图5。

图5 压力灌浆法施工工艺流程

3.3.1 灌浆施工

浆液的配置应采用合理的技术参数，可参考裂缝封闭时环氧树脂砂浆的配合比拌制，拌制数量应与浆液凝结时间和灌浆速度综合确定。灌浆施工工艺大致如下：a.正式作业前，首先应检查施工所需机械设备是否能满足施工速度和工艺的要求，保证所有的灌浆嘴阀门能正常开启，确保能正常进行气压试验和灌浆作业；b.若裂缝长度较小，可只设置2 个灌浆嘴，灌浆时，从一侧灌入，另一侧灌浆嘴溢出稠度相同的浆液为止；c.灌浆时，必须保持压力稳定，灌浆压力可保持在0.2 MPa；d.当灌浆作业过程中，浆液吸收率低于0.1 L/min 时，可继续灌注5 min，然后关闭灌浆嘴阀门，停止灌浆；e.灌浆结束后，拆除并清洗灌浆管路，拆除灌浆嘴，然后再使用环氧树脂砂浆对灌浆嘴处的槽口进行封闭，待其干燥、初凝且不漏浆后即可结束灌浆。

3.3.2 施工技术要点

a.开槽方式和裂缝封闭处理方式大致相同，并且也要保证裂缝表面清洁和干燥，区别在于仅仅在安装灌浆嘴的部位开槽；b.安装灌浆嘴时，灌浆嘴的位置选择应合理，间距保持一致，且不大于20 cm；c.除灌浆嘴外，裂缝其余位置应封闭处理，防止灌浆时环氧树脂砂浆过早从裂缝位置溢出，从而使灌浆不饱满。封闭裂缝的具体做法为：在裂缝位置涂刷一层厚1～2 mm的环氧树脂砂浆，砂浆表面不得出现气泡、折皱、凹凸等现象，待其干燥固化后再进行施工；d.裂缝封闭后，必须经气压试验合格后才能进行灌浆作业，如有漏气，可再次涂刷环氧树脂砂浆，直至气压试验合格为止；气压试验时，可在裂缝表面涂刷一层肥皂水，然后再通过灌浆嘴注入压缩空气，裂缝表面不出现肥皂泡为合格。

4 结论

针对农村公路桥梁结构裂缝病害，文中提出了3种处理方法。其一是碳纤维布加固；其二是裂缝封闭处理；其三是压力灌浆法。每种处理方法适用条件各不相同，其效果也不尽相同，在实际工作中，应结合实际，合理选用裂缝处理方法。当梁体裂缝较多时，可采用碳纤维布加固；当裂缝宽度≤0.1 mm 时，采用裂缝封闭处理；当裂缝宽度＞0.1 mm 时，可选择压力灌浆法。