橋梁伸縮縫混凝土損壞形式及修復(fù)方法

李莉 唐雙美

摘要：橋梁伸縮縫混凝土質(zhì)量對(duì)于橋梁壽命具有直接影響。在各種因素影響下，橋梁伸縮縫混凝土極易產(chǎn)生不同形式的損壞。對(duì)此，要深入分析橋梁伸縮縫混凝土損壞的形式和原因，在此基礎(chǔ)上采取有效方法對(duì)橋梁伸縮縫混凝土損壞進(jìn)行修復(fù)。文章簡(jiǎn)述了橋梁伸縮縫混凝土的損壞形式，淺析了橋梁伸縮縫混凝土損壞的原因，探究了橋梁伸縮縫混凝土損壞的修復(fù)方法，以期為橋梁伸縮縫混凝土損壞修復(fù)提供借鑒。

關(guān)鍵詞：橋梁伸縮縫;混凝土;損壞;修復(fù)

The concrete quality of bridge expansion joints has a direct impact on bridge life.Under the influence of various factors，bridge expansion joint concrete is prone to different forms of damage.Thus it is necessary to deeply analyze the form and cause of concrete damage of bridge expansion joints，then，on this basis，an effective method can be adopted to repair the concrete damage of bridge expansion joints.This article briefly describes the concrete damage form of bridge expansion joints，analyzes the causes for concrete damage of bridge expansion joints，and explores the repair method for concrete damage of bridge expansion joints，hoping to provide reference for concrete damage repair of bridge expansion joints.

Bridge expansion joint;Concrete;Damage;Repair

0 引言

橋梁伸縮縫混凝土極易受到各類損害，諸如磨耗、振動(dòng)等，極易形成各種形式的混凝土損壞，嚴(yán)重影響橋梁的使用壽命和行車舒適度。對(duì)此，要深入考察橋梁伸縮縫混凝土損壞的形式，并采取針對(duì)性的方法加以修復(fù)。同時(shí)，要根據(jù)橋梁伸縮縫混凝土損壞的實(shí)際情況，合理選取修復(fù)材料，有效增強(qiáng)橋梁伸縮縫混凝土的修復(fù)效果。

1 橋梁伸縮縫混凝土損壞形式

1.1 表面塑性開裂

在施工期間，橋梁伸縮縫混凝土由于失水干縮以及冷縮等現(xiàn)象形成的拉應(yīng)力相對(duì)超出混凝土具備的抗拉強(qiáng)度，導(dǎo)致混凝土發(fā)生開裂，形成塑性裂縫?；炷粱旌狭纤乃殖霈F(xiàn)快速蒸發(fā)，造成混凝土急劇冷卻，從而導(dǎo)致伸縮縫混凝土產(chǎn)生較低的水化溫度，引發(fā)塑性收縮以及干縮現(xiàn)象，進(jìn)而產(chǎn)生裂縫[1]。當(dāng)混凝土具備合理的配合比，并對(duì)之加強(qiáng)養(yǎng)護(hù)，能有效預(yù)防塑性裂縫。

1.2 橫橋向斷裂

橋梁通常在其梁端構(gòu)造相對(duì)薄弱的部位設(shè)置伸縮縫裝置，直接承受車輛荷載。伸縮縫裝置長(zhǎng)期在自然環(huán)境中暴露，極易受諸多因素影響。在橋梁寬度方向，混凝土極易出現(xiàn)斷裂。瀝青混合料以及橋梁伸縮縫相應(yīng)的界面部位極易出現(xiàn)啃邊現(xiàn)象，發(fā)生網(wǎng)狀碎裂，并引發(fā)伸縮縫出現(xiàn)局部翹曲。伸縮縫混凝土與橋梁路面鋪筑的瀝青混凝土以及伸縮縫鋼板相應(yīng)的接縫位置發(fā)生損壞，極易形成橫向裂紋[2]。接縫處存在的各類材料具有不同的力學(xué)性能，導(dǎo)致混凝土發(fā)生損壞，各類雜物，諸如雨水、砂、泥等侵入破損部位，進(jìn)而引發(fā)變形斷裂。而對(duì)伸縮縫進(jìn)行支撐，極易引發(fā)不均勻沉降，加上行車壓力，導(dǎo)致伸縮縫混凝土出現(xiàn)橫橋向斷裂。

1.3 局部網(wǎng)裂

局部混凝土缺乏密實(shí)振搗、漏振等導(dǎo)致大量空洞產(chǎn)生于連續(xù)澆筑的混凝土內(nèi)部，進(jìn)而形成網(wǎng)裂。當(dāng)采用的水泥缺乏良好的安定性時(shí)，澆筑混凝土即會(huì)大面積出現(xiàn)龜裂?；炷寥狈α己玫膹?qiáng)度時(shí)，受溫度作用以及輪載荷影響，將導(dǎo)致交叉裂縫的產(chǎn)生。

2 橋梁伸縮縫混凝土損壞的原因分析

2.1 混凝土材料品質(zhì)差

混凝土材料缺乏良好的品質(zhì)，將導(dǎo)致伸縮縫混凝土形成損壞。水泥實(shí)際用量少，或者使用的各類原材料質(zhì)量不合格，如骨料含有雜質(zhì)等，將影響混凝土具備良好的強(qiáng)度。受車輪碾壓，橋面鋪裝極易形成裂縫、破碎以及剝落等現(xiàn)象。對(duì)此，要嚴(yán)格控制原材料質(zhì)量，避免采用過細(xì)的砂，防止混凝土出現(xiàn)過大泌水形成開裂。在混凝土中采用含泥量過大的砂石，將導(dǎo)致局部出現(xiàn)坑洞，受車輛荷載影響，極易發(fā)生嚴(yán)重破碎[3]。水泥砂漿層缺乏良好強(qiáng)度，集料缺乏良好的耐磨性，極易磨光。集料具有過大的含泥量，或者混凝土內(nèi)存在各類雜物，將導(dǎo)致孔洞以及坑槽等各類破損。

2.2 施工質(zhì)量差

混凝土施工質(zhì)量差，極易引發(fā)裂縫，并降低混凝土使用性能，引發(fā)早期破壞。具體體現(xiàn)在如下幾個(gè)方面：（1）伸縮縫混凝土缺乏良好保護(hù)。通常，完成瀝青混凝土面層施工后，才對(duì)伸縮縫進(jìn)行安裝。對(duì)瀝青面層進(jìn)行攤鋪前，大量混合料運(yùn)輸車輛會(huì)從橋面通過。若缺乏良好的保護(hù)措施，會(huì)導(dǎo)致預(yù)埋在伸縮縫中的鋼筋裸露在外，車輛對(duì)預(yù)埋的錨固鋼筋造成反復(fù)沖擊，極易導(dǎo)致伸縮縫混凝土出現(xiàn)拉裂，并可能被撞傷[4]。（2）在橋面鋪裝瀝青混合料前，需對(duì)伸縮縫混凝土進(jìn)行澆筑，在工期限制的影響下，如混凝土缺乏良好的澆筑質(zhì)量，且缺乏良好的養(yǎng)護(hù)，將導(dǎo)致混凝土出現(xiàn)過早破壞。（3）封閉交通的實(shí)際時(shí)間過短，加上工期對(duì)混凝土養(yǎng)護(hù)造成的限制性影響，會(huì)嚴(yán)重影響澆筑質(zhì)量和養(yǎng)護(hù)效果，導(dǎo)致混凝土出現(xiàn)過早破壞。

2.3 保護(hù)層厚度離散大

鋼筋被腐蝕，極易導(dǎo)致混凝土出現(xiàn)破損而混凝土保護(hù)層能有效延遲鋼筋被腐蝕。若在保護(hù)層施工中，允許過大的厚度偏差，將對(duì)其耐久性造成不良影響。施工誤差將導(dǎo)致保護(hù)層厚度存在較大離散，超出允許誤差的實(shí)際范圍，鋼筋將被腐蝕。

2.4 混凝土遭受頻繁震動(dòng)

橋梁伸縮縫混凝土遭受頻繁震動(dòng)，極易導(dǎo)致混凝土出現(xiàn)破壞。橋梁伸縮縫混凝土長(zhǎng)期承受車輛荷載帶來的沖擊，加上橋梁伸縮縫本身即存在缺口，車輛經(jīng)過橋梁伸縮縫時(shí)，極易對(duì)其造成震動(dòng)沖擊，進(jìn)而破壞伸縮縫混凝土。另外，橋梁伸縮縫部位極易出現(xiàn)變形，并形成高差，車輛經(jīng)過伸縮縫時(shí)，極易出現(xiàn)跳車現(xiàn)象，加劇沖擊能量，加大對(duì)橋梁伸縮縫混凝土的破壞作用。

3 橋梁伸縮縫混凝土損壞的修復(fù)方法

3.1 環(huán)氧樹脂混凝土修復(fù)

對(duì)環(huán)氧樹脂混凝土進(jìn)行配制，主要采用環(huán)氧樹脂作為粘結(jié)劑，采用石材和砂作為骨料，并添加速凝劑、稀釋劑等，通過固定配合比進(jìn)行配制。相對(duì)于普通混凝土，環(huán)氧樹脂混凝土具有更為優(yōu)越的技術(shù)性能，對(duì)于伸縮縫混凝土存在的裂縫和局部破損，能取得良好的修復(fù)效果。在施工現(xiàn)場(chǎng)科學(xué)配制而成的稀釋料能實(shí)現(xiàn)對(duì)混凝土表面的有效深入，粘結(jié)作用良好。通過環(huán)氧樹脂混凝土修復(fù)伸縮縫損壞，具有如下優(yōu)點(diǎn)：（1）所需養(yǎng)護(hù)時(shí)間相對(duì)較短，能減少封閉交通的實(shí)際時(shí)間。在夏季，10 ℃以上的高溫，需實(shí)施2～3 h的養(yǎng)護(hù);在冬季，10 ℃以下的低溫，需要相對(duì)較長(zhǎng)的養(yǎng)護(hù)時(shí)間。而通過電熱毯實(shí)施保溫養(yǎng)護(hù)，僅需4 h，即可恢復(fù)通車，能有效降低養(yǎng)護(hù)費(fèi)用。（2）具有較高的強(qiáng)度和良好的耐磨性。環(huán)氧樹脂混凝土采用環(huán)氧樹脂作為膠凝材料，強(qiáng)度相對(duì)較高，其吸水率較小，且具有較強(qiáng)的粘結(jié)力、耐磨性以及耐腐蝕性[5]。（3）能實(shí)現(xiàn)與舊混凝土的良好結(jié)合。（4）操作工藝相對(duì)簡(jiǎn)單，且便于維修，可隨時(shí)修補(bǔ)。但環(huán)氧樹脂極易發(fā)生紫外老化，且現(xiàn)場(chǎng)配制較為繁瑣，耗費(fèi)的材料和施工成本相對(duì)較大。

3.2 磷酸鹽水泥混凝土修復(fù)

磷酸鹽水泥混凝土的主要材料是磷酸鹽水泥，還有少量石英砂。此類水泥粘結(jié)強(qiáng)度較高，耐久性強(qiáng)，收縮變形較低，且快硬、早強(qiáng)。其優(yōu)點(diǎn)如下：（1）具有良好的力學(xué)性能。其抗壓強(qiáng)度可>800 MPa，能與舊混凝土實(shí)現(xiàn)良好粘結(jié)，相對(duì)原混凝土具有較高的彎拉強(qiáng)度;澆筑完成2 h之后，其實(shí)際抗壓強(qiáng)度即可>200 MPa，對(duì)混凝土局部修復(fù)具有較強(qiáng)的適用性。（2）收縮變形量小。此類混凝土具有較低的水膠比和較小的收縮率，且耐磨性良好，具有較強(qiáng)的體積穩(wěn)定性。（3）具有較強(qiáng)的抗鹽凍性和耐銹蝕性。此類混凝土需通過人工方式進(jìn)行拌制，在施工過程中，可適量添加緩凝劑，實(shí)現(xiàn)對(duì)凝結(jié)時(shí)間的有效調(diào)節(jié)。

3.3 硫鋁酸鹽水泥混凝土修復(fù)

硫鋁酸鹽水泥的抗?jié)B性、抗凍性、耐腐蝕性較強(qiáng)，堿度較低，在冬季施工中得到了廣泛應(yīng)用，且對(duì)于補(bǔ)修工程具有較強(qiáng)的適用性。硫鋁酸鹽水泥主要具有如下優(yōu)點(diǎn)：（1）快硬、早強(qiáng)，且能有效控制凝結(jié)時(shí)間?；跇?biāo)準(zhǔn)條件，在6～12 h，此類水泥呈現(xiàn)出最快的強(qiáng)度發(fā)展速率。采用此類水泥對(duì)橋梁伸縮縫損壞的混凝土進(jìn)行修復(fù)，僅需封閉交通6 h。（2）耐久性良好。此類混凝土具有良好的致密結(jié)構(gòu)，且化學(xué)侵蝕內(nèi)因相對(duì)較少，抗?jié)B性、抗硫酸鹽腐蝕性以及抗凍性良好。（3）脹縮特性能良好匹配于混凝土結(jié)構(gòu)。在潮濕環(huán)境中，此類混凝土呈現(xiàn)出微膨脹特性，在干燥環(huán)境下，此類混凝土呈現(xiàn)出較小收縮。對(duì)伸縮縫混凝土的損壞，能取得良好的修復(fù)效果，且施工便捷，具有較高的修復(fù)效率，同時(shí)具有良好的抗拔力和耐磨性。但此類混凝土價(jià)格較高，且強(qiáng)度等級(jí)偏低。在施工早期，混凝土的水化放熱量相對(duì)集中，極易引發(fā)溫度裂縫，對(duì)于大體積混凝土缺乏良好的適用性。對(duì)橋梁伸縮縫混凝土損壞進(jìn)行修復(fù)，要盡量對(duì)混凝土實(shí)際用量進(jìn)行減少。另外，此類混凝土的水化液相具有較低的堿度，難以在鋼筋表面形成良好的鋼筋鈍化膜，不利于保護(hù)鋼筋。

4 結(jié)語

橋梁伸縮縫混凝土損壞的形式主要包括表面塑性開裂、橫橋向斷裂、局部網(wǎng)裂等。橋梁伸縮縫混凝土損壞的原因主要是混凝土材料品質(zhì)差、施工質(zhì)量差、保護(hù)層厚度離散大等。通常，可通過環(huán)氧樹脂混凝土修復(fù)、磷酸鹽水泥混凝土修復(fù)、硫鋁酸鹽水泥混凝土修復(fù)等方法對(duì)橋梁伸縮縫混凝土損壞進(jìn)行修復(fù)。

參考文獻(xiàn)：

[1]關(guān)鳳宇.橋梁伸縮縫混凝土損壞形式及修復(fù)方法[J].建材與裝飾，2017（13）：268.

[2]甘 勇.橋梁伸縮縫預(yù)應(yīng)力水泥混凝土破損分析及修補(bǔ)技術(shù)[J].四川水泥，2014（7）：52.

[3]宋承哲.淺析橋梁伸縮縫水泥混凝土破損修補(bǔ)技術(shù)[J].建材與裝飾，2015（47）：223.

[4]王 凱，葛翠翠，李柏殿，等.公路橋梁伸縮縫過渡區(qū)混凝土修復(fù)技術(shù)研究[J].硅酸鹽通報(bào)，2017，36（8）：2 838-2 843.

[5]劉明軍.論橋梁伸縮縫混凝土破損成因機(jī)理及設(shè)計(jì)施工技術(shù)措施[J].黑龍江交通科技，2014（12）：112-113.