一种桥梁伸缩缝的修复方法与流程

本发明属于公路桥梁结构技术领域，具体涉及一种桥梁伸缩缝的修复方法。

背景技术：

目前，我国公路桥梁伸缩缝以钢制伸缩缝为主，受钢制伸缩缝自身缺陷及行车和环境荷载因素的影响，常出现型钢伸缩缝及其锚固区病害，如：伸缩缝过窄、伸缩缝高差、伸缩缝橡胶损坏、伸缩缝堵塞、锚固区破损、伸缩缝渗水等。钢制伸缩缝病害若不能及时得到处治，在影响行车舒适和行车安全的同时，严重时会引发梁板与墩台的损伤，如：主梁顶起、桥台背墙开裂、支座橡胶老化开裂、钢板锈蚀、墩台混凝土和实心板梁侵蚀麻面、钢结构梁体端头锈蚀等。由伸缩缝病害引发的桥梁主体损伤不断蔓延，最终威胁桥梁服役安全，导致桥毁人亡，故而伸缩缝病害的防治始终受到公路桥梁行业高度重视。

桥梁伸缩缝病害中，对锚固区破损的处治在惯常维护中所占比例较大，并且受修补材料固化特性、施工工艺等的影响，封闭交通时间较长；并且，更多的锚固区破损处治局限于浅、表层材料的替换，处治深度(即：修复材料的摊铺厚度)常凭经验确定，由此常因修不了灌入后受伸缩缝装置的干涉导致修复体内孔洞等问题，易于在通车后不久发生破损，由此，锚固区破损的修复一直是桥梁维修养护中的难题。

针对提高修复施工效率、提高修复后伸缩缝耐久性等方面，国内公开了一些修复方法或工艺，如：cn106906740a公开了一种桥梁伸缩缝的修复方法，其包括：对桥梁伸缩缝破损修复区域放线定位，确定待修补区域；使用切割机对待修补区域进行切割处理；采用风镐对伸缩缝锚固区表层混凝土进行凿除，直至钢筋保护层的表层钢筋外露为止；在伸缩缝锚固区外设置锚固增大区域，采用风镐凿除锚固增大区域的混凝土直至主梁结构基面；然后在锚固增大区域内安装钢筋以及进行植筋；向伸缩缝锚固区和锚固增大区域浇筑环氧树脂混凝土；养护。cn106894332a公开了一种高速公路混凝土桥梁伸缩缝过渡区修复结构及施工方法，其中方法包括1)原充填材料凿除；2)结合面处理；3)桁架定位和安装；4)超高韧性自密实混凝土层浇注；5)界面增强处理；6)高性能罩面磨耗层浇注；7)自然养护。cn104746439a公开一种桥梁伸缩缝槽口破损快速修复方法，包括步骤：s1、对伸缩缝槽口的混凝土进行凿除修边，清除灰尘并烘干水分；s2、在伸缩缝槽口涂刷底涂剂；s3、配制聚氨酯弹性混凝土，在伸缩缝槽口内一边导入聚氨酯弹性混凝土，一边参入骨料，直至填充满伸缩缝槽口；s4、对聚氨酯弹性混凝土进行收面，使其表面平整。cn104404871a公开一种桥梁伸缩缝处治方法，包括：每隔预设时间段对桥梁伸缩缝进行检查；定位伸缩结构中的损伤部件；将支撑横梁吊起，并更换损伤部件。本发明提供的桥梁伸缩缝处治方法，其对桥梁伸缩缝进行定期的检查，并及时发现桥梁伸缩缝中的伸缩结构内的部件是否发生损坏。cn104018424a公开一种桥梁伸缩缝的修复方法，其包括在桥梁伸缩缝修复施工中，首先清除破损橡胶伸缩缝，然后采用如下技术措施：在伸缩沟上方桥面区段砼凹槽内充填弹性混凝土至与桥面持平，伸缩沟与弹性混凝土之间设有具有弹性的橡胶板。

上述发明公开的修复方法均涉及到凿除伸缩缝锚固混凝土，而后或是灌入自密实水泥混凝土、或是环氧树脂混凝土、或是聚氨酯混凝土、或是弹性混凝土材料。但是，均未涉及拆除型钢伸缩缝装置，并且对于锚固区修复施工处治深度和处治宽度均未涉及。

技术实现要素：

针对现有技术存在问题中的一个或多个，本发明提供一种桥梁伸缩缝的修复方法，所述方法适用于桥梁伸缩缝的宽度不大于160mm，包括以下步骤：

s1：根据桥梁伸缩缝的宽度d确定伸缩缝锚固区的处治深度h和宽度b：对于伸缩缝宽度d≤160mm的伸缩缝，锚固区的处治深度h和宽度b为：当80mm≤d≤160mm时，h取150mm、b取600mm；当60mm≤d＜80mm时，h取120mm、b取500mm；当d＜60mm时，h取100mm、b取500mm；

s2：按所确定的伸缩缝锚固区的处治深度h和宽度b，凿除伸缩缝锚固区的锚固混凝土，切除原有伸缩缝装置，作为伸缩缝槽口，并保留伸缩缝槽口内的预埋钢筋至预埋钢筋突出清理后基面不超过20mm，随后在所述伸缩缝槽口的底面涂刷2-3mm后的环氧树脂，作为粘结层，若实际的伸缩缝锚固区宽度b＞b，则实际的伸缩缝锚固区宽度作为b；

s3：在伸缩缝沟内安设支护模板，在步骤s2处治好的伸缩缝槽口边缘沿桥幅宽度方向粘贴布基胶带，所述支护模板顶面超出桥面铺装层表面4mm-6mm，随后向所述伸缩缝槽口内灌入混合料，并整平至与所述支护模板上表面平齐；

s4：夯实在所述伸缩缝槽口内摊铺好的混合料，控制夯实后的标高与桥面铺装层标高一致，完成伸缩缝槽口内混合料的摊铺与夯实；

s5：在夯实完成后的混合料表面涂刷厚度为1-3mm的环氧树脂，而后洒布粒度为2-3mm的机制砂，优选2.36mm的机制砂；

s6：拆除支护模板，随后在伸缩缝沟内安设密封条，而后在伸缩缝沟内两侧沿伸缩缝边缘粘贴布基胶带做以保护，再在伸缩缝沟内灌入密封胶，完成桥梁伸缩缝的修复。

上述步骤s3中所述混合料为骨料与弹性环氧树脂按照质量比为(6.5-7.0)∶1的混合料。

上述骨料为最大公称粒径不超过4.75mm的火成岩类石料，粒径在1.18mm以下骨料的重量百分比不得超过10％，并掺入细度为400目、重量百分比为5％的炭黑；所述弹性环氧树脂为质量比为(1.5-2.0)∶1的a组分和b组分；其中所述a组分包含重量百分比为60～70％的双酚a型树脂基料、14～16％的活性稀释剂、10～15％的增弹剂和2～4％的增韧剂；所述b组分包含重量百分比为70～85％的脂肪胺固化剂、2～5％的促进剂、10～12％的增韧剂和3～5％的抗黄化剂。

上述机制砂的4.75mm方孔筛通过率超过98％、2-3mm方孔筛通过率不大于5％，还包含细度为400目、重量百分比为5％的炭黑。

上述步骤s6中所述密封条为聚硫密封胶条，所述密封胶为硅酮密封胶。

基于以上技术方案，本发明提供一种可取缔型钢桥梁伸缩缝装置的伸缩缝锚固区破损快速修复方法。该方法首先通过伸缩缝宽度确定伸缩缝的锚固区的处治深度和宽度，并拆除原有的型钢伸缩缝装置，采用含有抗光热老化成分的骨料和弹性环氧树脂的混合料代替原有的伸缩缝装置，施工简便，并且更好地克服了环氧树脂混合料的易脆断、易老化等缺陷，由此保证此种桥梁伸缩缝结构的耐久性和强度要求，并且后期容易更换。

附图说明

附图用来提供对本发明的进一步理解，并且构成说明书的一部分，与本发明的实施例一起用于解释本发明，并不构成对本发明的限制。在附图中：

图1为典型型钢伸缩缝及其锚固区的结构示意图；

图2为凿除锚固混凝土、切除原有伸缩缝装置后的伸缩缝槽口顺桥向断面图；

图3为骨料和弹性树脂混合料灌入、摊铺、碾压完成后的顺桥向伸缩缝断面图；

图4为采用本发明方法修复后的顺桥向伸缩缝断面图；

图5为骨料和弹性环氧树脂混合料摊铺、夯实施工中的支护模板的结构示意图。

具体实施方式

在下文中，仅简单地描述了某些示例性实施例。正如本领域技术人员可认识到的那样，在不脱离本发明的精神或范围的情况下，可通过各种不同方式修改所描述的实施例。因此，附图和描述被认为本质上是示例性的而非限制性的。

以下结合具体实施方式详细说明本发明。

如图1所示，示出了现有技术中的型钢伸缩缝装置及其锚固区的结构示意图，其中典型型钢伸缩缝装置由伸缩缝装置主体2、伸缩缝装置盖板3和伸缩缝装置橡胶止水带4组成，并通过固定伸缩缝装置的梁板预埋钢筋1与主梁梁板5连接，伸缩缝装置靠锚固混凝土6(很多为钢纤维水泥混凝土或高强水泥混凝土)固定，锚固混凝土顶面标高与沥青砼桥面铺装层8一致。以下实施例即以图1所示的典型伸缩缝装置及其锚固区为对象进行处治。

s1.搜集待修复桥梁伸缩缝的设计资料，并对相应的实体桥梁伸缩缝进行实地测量，明确其桥梁伸缩缝的宽度、伸缩缝锚固区的宽度、相应单梁板幅宽；而后按下表1所示数据确定伸缩缝修复施工的锚固区处治深度及宽度。

表1桥梁伸缩缝锚固区破损修复参数

s2.如图2所示，按所确定的锚固区处治宽度b和深度h，采用电镐凿除锚固混凝土、清除处治宽度b范围内的沥青砼桥面铺装层8和水泥砼桥面铺装层7，切除伸缩缝装置，形成伸缩缝槽口11，切断固定伸缩缝装置的预埋钢筋1，使其断头12高出清理后基面不超过20mm；清理槽口，要求其基面不得存在松动的混凝土碎块、颗粒和浮尘，在上述施工的同时，配制双组份弹性环氧树脂(以下详细描述)，清理基面后，在基面涂刷厚度约2mm的粘层环氧树脂13。

s3.如图3所示，按伸缩缝宽度d准备u型支护模板15(见图5)，材质宜选用表面粗糙度好、不易变形的不锈钢、塑钢、合金铝等，在伸缩缝沟内安设支护模板15，支护模板15的顶平面超出桥面铺装表面(即沥青砼桥面铺装层8的上表面)约5mm，支护模板15的下端口须深入伸缩缝沟至主梁梁板5厚度位置，与相邻主梁梁板5厚度方向的搭接深度超过100mm，同时在伸缩缝槽口边缘沿桥幅宽度方向粘贴布基胶带16，布基胶带的宽度宜大于100mm；安装支护模板15、粘贴布基胶带16的同时配制骨料和弹性环氧树脂的混合料，而后将配制好的混合料19灌入步骤s2处治好的伸缩缝槽口11内，边灌入混合料、边用整平板整平，以至混合料表面17与支护模板15顶表面平齐；当混合料摊铺长度超过单桥幅宽度的1/3时，开始采用小型平板夯实机夯实摊铺好的混合料，控制夯实后的混合料修补体表面18标高与桥面铺装层(即沥青砼桥面铺装层8的上表面)标高一致，由此完成混合料的摊铺与夯实。选用的平板夯实机为通用型平板夯实机，要求其工作面积宜为500×690mm、激振力不大于30kn，且具备强夯和非强夯两档调节。

该步骤中使用的混合料中弹性环氧树脂包含a组分和b组分，其中a组分中，含有重量百分比为60～70％的双酚a型树脂基料、14～16％的活性稀释剂、10～15％的增弹剂和2～4％的增韧剂；所述b组分包含重量百分比为70～85％的脂肪胺固化剂、2～5％的促进剂、10～12％的增韧剂和3～5％的抗黄化剂。其中双酚a型树脂基料为双酚a型环氧树脂；活性稀释剂是指含有环氧基团的低分子量环氧化合物，它们可以参加环氧树脂的固化反应，成为环氧树脂固化物的交联网络结构的一部分，其可以为hk-66、heloxy11、heloxy48、heloxy62、heloxy505等；增弹剂可以为丁腈橡胶；增韧剂可以为聚硫橡胶、液体硅橡胶、聚醚、聚砜、聚酰亚胺、纳米碳酸钙、纳米二氧化钛等；脂肪胺固化剂可以为tab-800；促进剂是与催化剂或固定剂并用时，可以提高反应速率的一种用量较少的物质，可以为dmp-30、ep-184、三乙醇胺等；抗黄化剂可以为2，2，6，6-四甲基哌啶氮氧自由基等。伸缩缝施工前，按配方预先调制完毕，并进行检测，其技术性能须满足表2所示要求。

表2：本发明使用的弹性环氧树脂技术要求

该步骤中使用的混合料中的骨料为最大公称粒径不超过4.75mm的火成岩类石料，粒径在1.18mm以下骨料的重量百分比不得超过10％，并掺入细度为400目、重量百分比为5％的炭黑；拌制混合料之前，应将骨料中各成分混合均匀。混合料的拌合一般采用小型行星式水泥砼拌合机，环境温度低于15℃时，需在拌合锅外壁裹布加热带对其预热，使拌合锅内的气温超过25℃即可拌合；混合料拌合时，先投入上述的骨料，拌合5min后，投入配制好的弹性环氧树脂，再进行拌合8min，可出料；拌合机摆位距伸缩缝区域距离不得超过10m。拌制的不同配比的弹性环氧树脂和骨料的混合料的力学性能及技术要求如下表3所示。

表3：本发明拌制的混合料的力学性能及技术要求

由上表3结果可知，当混合料中弹性环氧树脂和骨料按照不同配比进行混合时，例如当弹性环氧树脂和骨料的重量配比为6.0∶1时，也即是骨料的含量较多，混合得到的混合料的力学性能不能满足技术要求，当弹性环氧树脂和骨料的重量配比为7.5∶1时，即弹性环氧树脂的含量较多，混合得到的混合料的力学性能也不能满足技术要求，因此，在本发明中选择使用弹性环氧树脂和骨料的重量配比在6.5∶1-7.0∶1的范围之内，混合得到的混合料的力学性能均能满足技术要求。

s4.如图4所示，完成伸缩缝槽口的混合料摊铺夯实后约30～40min，拆除支护模板15，而后在伸缩缝沟内安设弹性韧密封胶条20(聚硫密封胶条)，要求密封胶条的上缘距桥面表面的深度为h/2；安设胶条20后，在伸缩缝两侧修补体表面覆盖塑料布或贴附保鲜膜，而后将高效密封剂21(硅酮密封胶)灌入伸缩缝沟内；完成上述操作后，在修补体表面涂刷厚度约为2mm的弹性环氧树脂，而后将准备好的专用机制砂(粒度2.36mm)洒布在涂刷环氧树脂的表面，再使用平板夯实机在此夯实，夯实时不开强夯，直至涂刷的环氧树脂从机制砂缝隙中反浆，形成修补体表面的保护层22；最后，使用手持式角磨机，用磨片在伸缩缝沟两侧修补体边缘打磨，至直角边长为5mm的45°倒角23。

综上所述，本发明提供的桥梁伸缩缝的修复方法可取缔型钢桥梁伸缩缝装置。该方法首先通过伸缩缝宽度确定伸缩缝的锚固区的处治深度和宽度，并拆除原有的型钢伸缩缝装置，采用含有抗光热老化成分的骨料和弹性环氧树脂的混合料代替原有的伸缩缝装置，施工简便，并且更好地克服了环氧树脂混合料的易脆断、易老化等缺陷，由此保证此种桥梁伸缩缝结构的耐久性和强度要求，并且后期容易更换，可以大范围推广使用。

最后应说明的是：以上所述仅为本发明的优选实施例而已，并不用于限制本发明，尽管参照前述实施例对本发明进行了详细的说明，对于本领域的技术人员来说，其依然可以对前述各实施例所记载的技术方案进行修改，或者对其中部分技术特征进行等同替换。凡在本发明的精神和原则之内，所作的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本发明的保护范围之内。