工程建設(shè)青藏鐵路混凝土結(jié)構(gòu)耐久性修補及防護技術(shù)第1頁/共31頁

根據(jù)部領(lǐng)導(dǎo)的指示，青藏總指相關(guān)單位從2005年11月到12月共調(diào)查了4442片后張梁的裂紋情況。從統(tǒng)計分析的情況看，后張梁沿預(yù)應(yīng)力管道裂紋呈現(xiàn)以下特點：裂紋梁的比例隨時間延伸在增長。各年度生產(chǎn)梁的總比例為53.6%，其中，2002年生產(chǎn)的梁71.9%，2003年59.3%，2004年52.4%，2005年18.2%；多數(shù)裂紋出現(xiàn)在梁體腹板沿預(yù)應(yīng)力管道位置。梁的外側(cè)比內(nèi)側(cè)裂紋要多。受陽面和背陰面的裂紋嚴重程度不同，受陽面更為嚴重。迎風面的裂紋較多一些。

青藏鐵路中混凝土耐久性修補及防護青藏鐵路概況第2頁/共31頁

從梁體受力分析看，專家們比較一致看法是該裂紋對承載力不構(gòu)成短期危害，但對長期耐久性（壽命）有較大影響。其表現(xiàn)是：裂紋加速混凝土中性化進程和鋼筋銹蝕由于青藏線相對濕度較低（50%以下），而混凝土碳化正好在此條件下發(fā)生。由于開裂則波紋管及鋼筋可能首先受到銹蝕危害。一旦鋼筋、預(yù)應(yīng)力筋發(fā)生銹蝕，則梁體壽命就會急劇降低。裂紋可能引發(fā)二次凍脹由于裂紋的存在，一旦發(fā)生外界雨水滲入聚結(jié)，當氣候溫度低于零度以下時可能引發(fā)后期沿裂紋的凍脹破壞。裂紋可能降低梁體剛度疲勞強度當橋梁處于營運期，由于裂紋存在，大量列車荷重作用下梁體剛度和疲勞應(yīng)力降低。加上大溫差、正負溫交變作用、干縮等長期使裂紋進一步發(fā)展，進而使梁體剛度和強度降低，影響行車安全。

青藏鐵路中混凝土耐久性修補及防護裂縫修補的必要性第3頁/共31頁

根據(jù)鐵道部建設(shè)管理司“建技[2004]86號文件”精神，青藏總指和部科技司于2005年1月7日在北京召集了有關(guān)專家就落實該文件內(nèi)容召開了專門討論會，會議提出要將“適用于青藏高原高寒、大溫差、強輻射、干燥、大風沙惡劣環(huán)境的混凝土裂紋修補材料及修補技術(shù)”作為下一階段的重點科研攻關(guān)項目?；敬_定了主要修補工藝方法：裂紋注漿+表面涂層封閉的主導(dǎo)思想。如何確保上述修補材料及修補工藝方法能滿足青藏鐵路惡劣氣候條件，則是本項研究的重中之重。其研究試驗成果要達到如下目的：滿足青藏鐵路惡劣氣候條件的修補材料；良好的施工性，適合現(xiàn)場條件下施工，容易保證施工質(zhì)量；良好的水密性，有效降低混凝土碳化及鋼筋銹蝕；適中的價格，能得到大面積推廣。

青藏鐵路中混凝土耐久性修補及防護立項背景第4頁/共31頁4.1研究內(nèi)容試驗研究適應(yīng)青藏線環(huán)境的注漿材料和工藝；試驗研究適應(yīng)青藏線環(huán)境的預(yù)應(yīng)力混凝土梁保護涂裝材料和工藝；通過青藏線不同地區(qū)橋梁的現(xiàn)場實際施工和考核進行不同涂裝材料和工藝的選擇研究；制定修補工藝、涂裝工藝及驗收技術(shù)條件。4.2關(guān)鍵技術(shù)注漿材料的延性、耐低溫性及與混凝土的粘結(jié)性能等；防護涂料的延性、耐低溫性、耐紫外線輻射性等；注漿及涂裝材料的施工性能。青藏鐵路中混凝土耐久性修補及防護研究內(nèi)容及關(guān)鍵技術(shù)第5頁/共31頁4.3要達到的技術(shù)指標注漿材料達到的技術(shù)指標延性≥80%，按GB/T2568-1995標準進行；可灌性≤0.05mm；可操作時間≥1h；粘結(jié)強度≥3.0Mpa，按GB/T5210－85標準進行；低溫柔性按JC500-92標準進行，篩選綜合性能最好的注漿料；耐溫變性按JG/T26-2002標準進行，其中低溫由-26℃降低到-45℃，循環(huán)次數(shù)由5次提高到10次。青藏鐵路中混凝土耐久性修補及防護研究內(nèi)容及關(guān)鍵技術(shù)第6頁/共31頁4.3要達到的技術(shù)指標涂裝材料達到的技術(shù)指標使用壽命不低于10年，耐紫外老化12000h后，保光率不低于70%，按GB/T14522中的熒光紫外線試驗進行；附著力≥3.0Mpa，按GB/T5210標準進行；斷裂延伸率≥100%，按TB/T2965-1999標準進行；低溫柔性在-45℃條件下進行，按GB/T1731－93標準進行；耐溫變性按JG/T26-2002標準進行，其中低溫由-26℃降低到-45℃，循環(huán)次數(shù)由5次提高到10次。青藏鐵路中混凝土耐久性修補及防護研究內(nèi)容及關(guān)鍵技術(shù)第7頁/共31頁青藏鐵路中混凝土耐久性修補及防護部分注漿膠的試驗情況第8頁/共31頁青藏鐵路中混凝土耐久性修補及防護部分注漿膠的試驗情況第9頁/共31頁青藏鐵路中混凝土耐久性修補及防護部分涂料的試驗情況第10頁/共31頁青藏鐵路中混凝土耐久性修補及防護部分涂料的試驗情況第11頁/共31頁青藏鐵路中混凝土耐久性修補及防護部分涂料的試驗情況第12頁/共31頁青藏鐵路中混凝土耐久性修補及防護部分涂料的試驗情況第13頁/共31頁青藏鐵路中混凝土耐久性修補及防護部分涂料的試驗情況第14頁/共31頁青藏鐵路中混凝土耐久性修補及防護混凝土梁修補前的裂縫情況第15頁/共31頁青藏鐵路中混凝土耐久性修補及防護混凝土梁修補前的裂縫情況第16頁/共31頁青藏鐵路中混凝土耐久性修補及防護混凝土梁修補前的裂縫情況第17頁/共31頁青藏鐵路中混凝土耐久性修補及防護混凝土梁修補前的裂縫情況第18頁/共31頁

根據(jù)室內(nèi)實驗結(jié)果，結(jié)合青藏鐵路混凝土構(gòu)件的裂縫情況及青藏鐵路所處地區(qū)自然環(huán)境惡劣的實際情況，確定采用的防治方案如下：對于0.05mm以上的裂縫采用硬度低、柔性好的新型改性環(huán)氧注漿料進行注漿密封處理，為了保證裂縫內(nèi)漿液飽滿，在采用壓力注漿的同時，均采用增壓自動注漿器保壓注漿，保壓時間>1小時，以保證梁的整體性和裂縫部位的密封性；對于0.1mm以下且長度小于1m的小裂縫可采用水性環(huán)氧多次刷涂，讓漿液靠毛細作用滲入裂縫中，以保證對裂縫的封閉；其余部位均先用水性環(huán)氧封閉底漆進行封閉處理，然后再在表面噴涂斷裂伸長率大于100%的JHRF柔性氟碳涂料，以保證混凝土梁的抗侵蝕能力，并保證混凝土梁的美觀和抗紫外老化性能。青藏鐵路中混凝土耐久性修補及防護修補方案第19頁/共31頁青藏鐵路中混凝土耐久性修補及防護混凝土梁的修補工藝第20頁/共31頁青藏鐵路中混凝土耐久性修補及防護混凝土梁的修補工藝第21頁/共31頁青藏鐵路中混凝土耐久性修補及防護混凝土梁的修補工藝第22頁/共31頁

我們嚴格按照注漿和涂裝作業(yè)程序在各試驗梁進行了灌漿和涂裝作業(yè)。從這次現(xiàn)場試驗結(jié)果看：用柔性環(huán)氧灌縫料增壓自動注漿，裂縫的注漿效果達到預(yù)期目的，注漿料的滲透性良好。其取芯結(jié)果如圖所示。

青藏鐵路中混凝土耐久性修補及防護混凝土梁的修補工藝第23頁/共31頁青藏鐵路中混凝土耐久性修補及防護修補后的實際效果第24頁/共31頁青藏鐵路中混凝土耐久性修補及防護修補后的實際效果第25頁/共31頁青藏鐵路中混凝土耐久性修補及防護修補后的實際效果第26頁/共31頁青藏鐵路中混凝土耐久性修補及防護修補后的實際效果第27頁/共31頁采用柔性注漿材料注漿后，可以有效地封閉裂縫、防止有害介質(zhì)的侵入，防止混凝土的進一步劣化及混凝土中鋼筋的銹蝕，將開裂的混凝土膠結(jié)合在一起，恢復(fù)混凝土的整體性，防止混凝土的二次凍脹；由于注漿材料具有100%左右的斷裂伸長率，可以有效地防止由于列車的荷載作用引起的裂縫擴展，防止混凝土的二次開裂，提高混凝土的耐久性；采用水性環(huán)氧和JHRF柔性氟碳的涂裝體系進行表面涂裝后，水性環(huán)氧底漆可以有效地封閉0.1mm以下注漿材料無法注入的細裂縫和混凝土表面的毛細孔，JHRF柔性氟碳涂料則可以有效地防止空氣、水份及其它有害介質(zhì)的侵入而導(dǎo)致混凝土劣化及鋼筋的銹蝕；青藏鐵路中混凝土耐久性修補及防護試驗研究結(jié)論第28頁/共31頁JHRF柔性氟碳涂料的斷裂伸長率達到160%，低溫柔性可達－45℃，因此當混凝土梁出現(xiàn)新的裂縫時，仍可以保證涂裝體系的完整性，防止有害介質(zhì)的侵入，從而提高混凝土的耐久性；JHRF柔性氟碳涂料具有優(yōu)異的耐紫外老化性能，12000小時耐紫外老化試驗后涂層保光率大于