中国铁路济南局集团有限公司济南工务段
提要：梁体裂损病害在很多铁路混凝土桥梁中都存在。该病害的存在，严重影响铁路运输的安全畅通。本文对铁路混凝土桥梁体裂损病害采用多种方法进行整治，以期对类似病害的整治有所启示。
关键词：铁路 混凝土梁体 裂损 病害 整治
我段管内由德国人修建于1911年以前的桥涵设备196座,建国前的桥涵设备324座,现普遍存在设备老化,梁体钢筋锈蚀,混凝土破损、脱落严重,梁体表面泛白浆,混凝土粉化等病害问题。随着使用寿命的到期,病害问题逐步凸显。以往采用的修补技术不能满足现有病害发展的需要,为了进一步做好桥梁维修工作,且更好的利用好有限的成本,我段在铁路混凝土梁体裂损病害整治作业流程方面做了一些探索研究。
一、喷涂LGT胶
（一）主要工序
破损修补—裂缝处理—梁体打磨—喷涂聚合物修补砂浆—喷涂LGT002胶与水泥拌合物—喷涂LGT003胶—喷涂滴水檐胶。
（二）梁体破损修补
1.使用手持式凿毛器凿除圬工表面损坏部位处所,并对锈胀钢筋进行除锈,要将损坏圬工凿除彻底、除锈彻底,在用水冲洗干净(外漏钢筋除锈并涂上钢筋阻锈剂)。
2．摊铺聚合物水泥砂浆[配合比为水泥:砂子: LGT002:水=1:(1-3): (0.05-0.20): 0.22-0.4)。其修补表面要平顺，角棱修补美观。
（三）梁体裂缝处理
1.梁体裂纹在小于1.5mm时用LGT002号胶加入适量水泥拌合成浆液涂刷表面,粘贴一层玻璃丝纤维布,再涂刷一层浆液。
2.梁体裂纹在大于1.5mm裂纹时,在裂纹处凿以小口用注浆器注胶再粘贴一层玻璃丝纤维布进行封闭,再涂刷一层浆液。
(1)主要工序：
找缝----裂缝处理----粘贴注浆座----封闭裂缝----试风----补漏----调配注浆液----一次注浆----二次注浆----铲除封缝材料----粘贴玻璃丝纤维布
(2)材料采用LGT002聚合物胶与水泥按一定比例进行拌合而成。备注：胶粉比为1:1.15,涂膜厚度不小于0.45mm。
（四）梁体打磨及清洗
用电动打磨机进行梁体整体打磨，清除梁体表面其他剥落、疏松、蜂窝、腐蚀等劣化的混凝土,露出混凝土新鲜层,再使用高压清洗机喷射清水冲洗梁体表面，浮渣、灰尘等要彻底进行清洗干净。
（五）喷涂混凝土专用砂浆
1．将混凝土专用砂浆加到其重量约25%的清水中,用搅拌器在搅拌桶内搅拌,搅拌均匀后静置5分钟再搅拌均匀即可使用。
其要求如下:
（1）材料经稀释后需搅拌均匀,无结块;
（2）搅拌后材料悬浮均匀,无沉淀,不分层。
2.将搅拌均匀的混凝土专用砂浆倒入送料斗内。
3.开启喷浆机,朝桶内扣动喷枪扳机。当喷嘴上出现浆体时,将喷枪移到送料斗上并让其循环,直到出现稳定的浆体喷出。
4.喷射角度:喷射角度可在45°-90°范围内倾斜。
5.喷浆嘴到喷浆面的距离以30cm-50cm为宜。
6.喷射时,横向往复移动,依次喷射,要一次喷涂完成,喷涂厚度要达3-4mm。
7.在完成喷浆之后
(1)将剩余材料排入桶内,直到将大部分材料从送料斗中排空；
(2)给送料斗注满清水,让水从喷枪中通过并流出,一直到将喷枪冲洗干净为止,并清洗喷枪的内部及喷嘴；
(3)将海绵球放入料管内,再将清水倒入送料斗内,让水通过喷浆泵进行循环,直至球从软管中流出,拾取球并用清水进行清洗；
(4)最后清洗所有的部件。可用一把软刷帮助清除表面上任何已变干的材料。要确保送料斗清洁且没有余料。
（六）喷涂LGT002修补胶与水泥拌合物、LGTO03罩面胶及滴水檐胶
1．喷涂混凝土修补专用砂浆静置约1分钟后及时压平,喷涂LGT002修补胶与水泥拌合物一度并压平。
2.待梁体涂膜彻底干透后,在其上喷涂LGT003罩面胶一度。
3.梁体罩面材料干透后在梁体上翼缘喷涂滴水檐胶,用于替代老式的滴水檐檐条工艺。
二、粘贴碳纤维布加固
(一)适用范围
梁体局部出现钢筋锈蚀、保护层脱落、纵向不规则裂缝等严重病害现象。
（二）材料
环氧灌浆料（固特邦）、聚合物修补料、保护性涂覆材料（LGT002、LGT003、滴水檐胶）、钢筋阻锈剂（MCI）、柔性注缝胶、裂缝封闭材料、注浆工具。
（三）梁体混凝土锈胀病害处理
人工用手锤、钎子逐步清理疏松混凝土，清理至露出锈蚀钢筋，用钢丝刷打磨除锈，然后涂刷钢筋阻锈剂。
混凝土锈胀较深、面积较大时，为防止修补混凝土脱层需要化学植筋，植筋φ6圆钢，深度7cm即可；修补层面积大，深度不超过5cm时采用挂设聚合物方格网抗裂防脱落。
大面积混凝土脱落需要支模板修补加固，灌注早强无收缩灌浆料，灌注时从高处设置灌注孔和排气孔，通过自重压力排出空气，防止新旧混凝土出现脱层和缝隙。
蜂窝麻面修补材料采用高分子聚合物材料。
（四）梁体裂缝清理、注胶
找缝→裂缝清理→粘贴注浆座→封闭裂缝→试风→补漏→调配注浆液→一次注浆→二次注浆→铲除封缝材料
材料性能要求：所选浆材要粘度低可灌性好，能够灌入裂缝并充填饱满；低温条件能固化；与混凝土裂缝有足够的粘结强度。灌入后能达到补强、防渗加固的目的。有良好的耐久性，在使用环境条件下性能稳定，不易被浸蚀或溶蚀破坏。
找缝：在照明良好的条件下，对结构物表面进行全面认真、仔细直观检查，对发现的裂缝进行标注、编号，注明裂缝宽度、长度、走向、深度等，用读数显微镜观测，绘制详细的裂缝平面展开图，有条件时可拍照或录像。分析裂缝产生原因，判断裂缝是否活动。
裂缝清理：用钢丝刷或电动打磨机等工具，将混凝土结构物表面沿裂缝走向宽度10cm范围内的污物、灰尘、油污等，除去并清擦干净。
粘贴注浆座：用封缝膏将注浆座骑缝粘贴在裂缝的中心，并用封缝膏将注浆座周围彻底封闭。注浆座的间距视裂缝的宽度和深度而定，一般间距15-20cm之间，每条裂缝至少设两个注浆座。注意防止把注浆口及注浆座孔眼堵死。
用自压式注浆器注浆，注浆顺序从左至右、自下而上，依次进行。当相邻注浆座出浆时，应及时堵塞，用恒压继续注浆，当进浆率小于1ml / min时，应保持压力10～15min后停止注浆，以利浆液扩散、渗透。 持续注浆，直到裂缝压满为止。
（五）粘贴碳纤维加固施工方案
1.施工前应按设计图纸在需加固部位放线、定位。梁底满贴2层纤维布，U型箍绕过梁底粘贴双层碳纤维布，U型箍长度1.4米，U型箍端部粘贴双层20cm宽碳纤维压条，压条长度同梁体长度。
2.构件表面处理：
将混凝土构件表面残缺、破损部分剔凿、清除干净，达到结构密实部位，裂缝注浆、钢筋阻锈、缺陷修补完成后方可粘贴碳纤维布。
将构件表面凸出部分(混凝土构件交接部位、模板的段差等)打磨平整。修整后的段差要平顺。
对构件的纵横向棱角的部位，用磨光机按规定磨成圆角。圆角半径最小不得小于20mm。清洗打磨过的构件表面，并使其充分干燥。
3.粘贴碳纤维布
碳纤维片纵向接头必须搭接10厘米以上，该部位应多涂粘结树脂。碳纤维片横向不需要搭接。
贴片：贴片时，在碳纤维片和树脂之间不应残留空气形成气泡造成空鼓。为此可用罗拉(专用工具)沿着纤维方向在碳纤维片上滚压多次，对角隅处应向着角隅滚压，对拱起的部位要向相反的方向滚压，以去除气泡，使粘结树脂均匀地充分渗浸入碳纤维片的碳纤维束中。
三、粘贴钢板加固
(一)适用范围
钢筋锈蚀、混凝土保护层脱落，大面积空响、局部不规则裂缝等病害，该类病害仍在持续发展，严重影响梁体结构耐久性。
（二）材料
钢板（Q345qD）、界面剂、灌注粘钢胶、FISAP胶枪、FISV360S慧鱼植筋胶、钢筋阻锈剂（MCI）、封缝膏、裂缝探测仪、保护性涂覆材料（LGT002、LGT003、滴水檐胶）、柔性注缝胶、裂缝封闭材料、注浆工具。
（三）主要施工工序
1.裂缝开槽注浆
因既有裂缝已经被水渍堵住，直接注浆难以有效施工，沿裂缝位置开槽，槽深2.0cm，宽3.0cm，找出裂缝开裂方向，骑缝钻孔，埋设注浆针头，孔深不低于15cm，注浆针头埋深不超过10cm，将开槽处用环氧找平材料修补平整，然后用高压注浆机压注柔性环氧树脂。
2.人工用手锤、钎子逐步清理疏松混凝土，清理至露出锈蚀钢筋，用钢丝刷打磨除锈，然后涂刷MCI钢筋阻锈剂。
混凝土锈胀较深，面积较大时为防止修补混凝土脱层需要化学植筋，植筋φ6圆钢，深度7cm即可；修补层面积大，深度不超过5cm时采用挂设聚合物方格网抗裂防脱落。
大面积混凝土脱落需要支模板修补加固，灌注早强无收缩灌浆料，灌注时从高处设置灌注孔和排气孔，通过自重压力排出空气，防止新旧混凝土出现脱层和缝隙。
蜂窝麻面修补材料采用高分子聚合物材料。
3．空洞病害处理
3.1用检查锤确定空洞位置和范围，划线明确标注范围。
3.2钻孔埋设注浆管和排气管
3.3压注高强无收缩灌浆树脂。
3.4粘贴钢板部位放线
梁底平面范围粘贴钢板，钢板长1.9米（顺线路方向），钢板宽度1.0米。植筋钻孔使用Φ18mm的钻头在标示好的位置进行垂直钻孔，钻孔深度不低于120mm。 锚栓采用M16 高强度特制镀锌化学锚栓，可根据现场盖板结构强度和混凝土状态适当调整锚栓位置和深度。
3.5清孔
用毛刷刷净孔内残渣，使用清孔器进行彻底清理，最后用吹风机吹净孔内残渣，并保持孔内干燥。
3.6植筋
锚固螺栓采用Φ16mm定型化学锚栓。使用前确认玻璃管锚固包无外观损坏、药剂凝固等异常现象，将其圆头朝内放入锚固孔，并推至孔地，然后用专用工具将螺杆强力旋至孔底，已达到击碎玻璃管并强力混合锚固剂的目的。
当旋至孔底或者锚栓上的标注位置时立刻停止旋转，取下安装工具，凝胶后至完全固化前避免扰动，超时旋转将导致胶液流出影响锚固力。
锚栓处的原混凝土强度等级不应低于C20级，且对原结构加固处的破、损、松、污等混凝土部分均应彻底清除。
3.7基面处理
首先清除基面松动混凝土、锈痕、污油痕迹，外漏钢筋进行除锈。
原表面进行凿毛打磨处理，直至露出坚实的基面。在凹缺部分用聚合物纤维砂浆（细石混凝土）修补，粘贴钢板前用酒精或者丙酮将混凝土结构表面擦洗干净。
3.8紧固、粘结钢板
主要工序为:在碳纤维板表面重新按原放线控制点进行粘钢位置放线→钢板预加工→钢板就位，调整注胶层厚度→做压力注浆准备，配料，压胶→检查注胶效果→养护→表面防护
粘钢加固采用的长钢板条，切割钢板时必须采取措施保证钢板条整齐、无毛刺、反口、缺肉及翘曲等缺陷，必要时优先采用精密切割或者自动、半自动切割，实际操作时顺钢板长条方向间断切割的方法能比较有效地防止翘曲的发生。钢板条加压后（采用锚固螺栓方式）必须使钢板条保持平整，防止初变形。
关于钢板粘贴面预处理:应用角磨机进行粗糙、除锈处理，直至打磨出现光泽，使用前若洁净仅用干布擦拭即可。否则可用棉布沾丙酮拭净表面，待完全干燥后备用。
注胶准备：用聚合物胶粘剂对钢板周边进行封闭，并预设注浆通道（注浆座或注浆管）。
配胶、灌注：灌注粘钢胶为双组分，按产品说明书要求，分别精确称量配置，并经充分搅拌达到均匀后备用。使用专用高压注浆器按操作规程进行注浆，根据注浆情况再进行第二次注浆，达到注浆饱满。
结构胶操作性能极好，正常操作可达到100%的饱满度。检验时可用小锤轻击粘贴钢板，从音响判断粘贴效果，也可采用超生仪检测。若锚固区有效粘结面积少于90%，非锚固区有效粘结面积少于70%，应剥离钢板，重新粘贴。
养护:钢板粘贴后，需自然养护24h达到初期固化，并保证固化期间不受干扰。胶粘剂施工完成后养护期为7天（20℃），环境温度低则养护期相应延长。（养护时间长短也可依产品说明书为准。）
3.9涂装、保护
采用《铁路钢桥保护涂装》（GB/T1527-2004）第V体系，即环氧富锌底漆（2×40μm）+环氧云鉄中间漆（1×40μm）+灰铝粉石墨醇酸面漆（2×35μm）
裸露位置涂刷LGT系列保护性材料。
四、混凝土梁加固及整体涂装后达到的效果
因铁路桥涵建筑物结构复杂，修建困难，造价较高，混凝土梁体裂损病害整治比更换新混凝土梁，即节约了大修投资，又降低对铁路运输干扰。充分体现了桥梁“综合维修与经常保养相结合的方式，整治既有病害”的这一项原则，不仅解决了病害，还延长了设备使用寿命。
姓名：戴传洋
单位：中国铁路济南局集团有限公司济南工务段
职称：工程师
论文作者:戴传洋
论文发表刊物:《防护工程》2019年16期
论文发表时间:2019/12/16
标签：混凝土论文; 裂缝论文; 注浆论文; 病害论文; 钢板论文; 碳纤维论文; 材料论文; 《防护工程》2019年16期论文;