CN106012873A - 一种后张预应力孔道灌浆空洞修补技术 - Google Patents

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Abstract

本发明涉及一种后张预应力孔道灌浆空洞修补技术，采用热流动灌浆材料如天然沥青、石油沥青或改性沥青对后张有粘结预应力混凝土桥梁结构、框架结构或者闸室结构等的灌浆空洞进行修复，在低温甚至极低温环境下不会对结构产生冻胀破坏；热流动灌浆料具有很好的流动性，通过直径6～20mm开孔即可进行修补灌浆，热流动灌浆料能很容易灌注到不密实位置，并充满整个孔洞；热流动灌浆料在正常使用温度下形成一个密实、不透水的固体保护层，保护预应力筋免遭腐蚀，提高预应力结构的耐久性。

Description

一种后张预应力孔道灌浆空洞修补技术
技术领域
本专利涉及一种后张预应力混凝土结构维修保养技术，应用于桥梁、框架结构、水利工程闸室等后张预应力混凝土工程，为土木工程和水利工程技术领域，具体地说是一种应用于修补既有后张预应力灌浆孔道出现的空洞的技术，对预应力结构进行结构耐久性加固。
背景技术
目前，造成后张预应力混凝土结构耐久性失效、使用寿命远远低于其设计使用寿命的技术原因主要是预应力筋腐蚀问题。预应力筋腐蚀是由结构裂缝控制不当及结构内部缺陷导致的。后张预应力结构施工中广泛采用的孔道灌浆料为水泥灌浆料，易产生泌水，水泥浆硬化后不能充满整个灌浆孔道，内部缺陷存在长期影响整个预应力结构的耐久性，导致预应力筋腐蚀严重，在高应力作用下的预应力筋崩断的风险大大增加。
对于既有后张预应力混凝土构件，绝大多数加固及维修保养措施都仅停留在结构表层，通过粘结材料密封混凝土裂缝或整体喷涂环氧涂层等措施防预应力筋腐蚀。虽然能一定程度上保护普通构造钢筋免于锈蚀，但是不能从根本上解决灌浆不密实预应力筋的防腐蚀问题，且外贴材料易于剥落，必须频繁更换。采用水泥浆用于修补后张预应力结构将对预应力筋产生二次伤害且水分可能顺着钢绞线钢丝间缝隙渗入其他部分，造成其他部分预应力筋腐蚀。另外，水泥灌浆料流动性较差，对施工条件要求较高，低温环境下施工对结构可能产生冻胀破坏。
热流动灌浆料用于修复既有预应力混凝土构件预应力孔道灌浆空洞问题，热流动灌浆料为天然沥青、石油沥青或改性沥青。其中，改性沥青是掺加橡胶、树脂、高分子聚合物、磨细的橡胶粉或其他填料等外掺剂，或采取对沥青轻度氧化加工等措施，使沥青或沥青混合料的性能得以改善制成的沥青结合料。
发明内容
本专利的目的就是提供一种后张预应力孔道灌浆空洞修补技术，它可以有效地修复既有后张预应力孔道灌浆空洞缺陷，采用热流动灌浆材料可以避免现有水泥基灌浆材料作为修补填充材料所产生的二次损伤，且能保护预应力筋免遭腐蚀。
本专利的技术方案如下：
1、一种后张预应力孔道灌浆空洞修补技术，包括连续梁1-1、简支梁1-2、框架结构1-3、闸室结构1-4、预应力孔道2-1、预应力孔道2-2、预应力孔道2-3、预应力孔道2-4、灌浆空洞3-1、灌浆空洞3-2、灌浆空洞3-3、灌浆空洞3-4、灌浆空洞3-5、灌浆空洞3-6、灌浆料灌注孔4-1、灌浆料灌注孔4-2、灌浆料灌注孔4-3、灌浆料灌注孔4-4、灌浆料灌注孔4-5、灌浆料灌注孔4-6、出气孔5-1、出气孔5-2、出气孔5-3、出气孔5-4、出气孔5-5、出气孔5-6、热流动灌浆料6-1、热流动灌浆料6-2、热流动灌浆料6-3、热流动灌浆料6-4、热流动灌浆料6-5、热流动灌浆料6-6，其特征在于：使用加热熔化的热流动灌浆料6-1对灌浆空洞3-1进行填充；或使用加热熔化的热流动灌浆料6-2对灌浆空洞3-2进行填充；或者使用加热熔化的热流动灌浆料6-3对灌浆空洞3-3进行填充；或者使用加热熔化的热流动灌浆料6-4对灌浆空洞3-4进行填充；或者使用加热熔化的热流动灌浆料6-5对灌浆空洞3-5进行填充；或者使用加热熔化的热流动灌浆料6-6对灌浆空洞3-6进行填充；热流动灌浆料6-1、热流动灌浆料6-2、热流动灌浆料6-3、热流动灌浆料6-4、热流动灌浆料6-5、热流动灌浆料6-6在正常使用温度下形成固体保护层，保护预应力筋免遭腐蚀，提高结构的耐久性。
2、灌浆料灌注孔4-1的直径为6～20mm，灌浆料灌注孔4-2的直径为6～20mm，灌浆料灌注孔4-3的直径为6～20mm，灌浆料灌注孔4-4的直径为6～20mm，灌浆料灌注孔4-5的直径为6～20mm，灌浆料灌注孔4-6的直径为6～20mm；出气孔5-1的直径为3～20mm，出气孔5-2的直径为3～20mm，出气孔5-3的直径为3～20mm，出气孔5-4的直径为3～20mm，出气孔5-5的直径为3～20mm，出气孔5-6的直径为3～20mm。
3、热流动灌浆料6-1、热流动灌浆料6-2、热流动灌浆料6-3、热流动灌浆料6-4、热流动灌浆料6-5、热流动灌浆料6-6是天然沥青、或者是石油沥青、或者是改性沥青。
4、该技术可修复的预应力结构包括后张有粘结预应力混凝土桥梁结构，或者是后张有粘结预应力混凝土框架结构，或者是后张有粘结预应力混凝土闸室结构。
附图说明
图1连续梁灌浆孔缺陷修补后示意图
图2连续梁灌浆孔缺陷开孔示意图
图3简支梁灌浆孔缺陷修补后示意图
图4简支梁灌浆孔缺陷开孔示意图
图5框架结构灌浆孔缺陷修补后示意图
图6框架结构灌浆孔缺陷开孔示意图
图7闸室结构灌浆孔缺陷修补后示意图
图8闸室结构灌浆孔缺陷开孔示意图
图中：1-1—连续梁；1-2—简支梁；1-3—框架结构；1-4—闸室结构；2-1—预应力孔道；2-2—预应力孔道；2-3—预应力孔道；2-4—预应力孔道；3-1—灌浆空洞；3-2—灌浆空洞；3-3—灌浆空洞；3-4—灌浆空洞；3-5—灌浆空洞；3-6—灌浆空洞；4-1—灌浆料灌注孔；4-2—灌浆料灌注孔；4-3—灌浆料灌注孔；4-4—灌浆料灌注孔；4-5—灌浆料灌注孔；4-6—灌浆料灌注孔；5-1—出气孔；5-2—出气孔；5-3—出气孔；5-4—出气孔；5-5—出气孔；5-6—出气孔；6-1—热流动灌浆料；6-2—热流动灌浆料；6-3—热流动灌浆料；6-4—热流动灌浆料；6-5—热流动灌浆料；6-6—热流动灌浆料。
具体实施方式
下面通过具体实施例对本发明做进一步说明：
实施例一：
对于后张有粘结预应力混凝土连续梁1-1，采用的孔道灌浆料为水泥灌浆料，易产生泌水，水泥浆硬化后不能充满整个灌浆孔道，在端部和中支座上部预应力孔道内形成灌浆空洞3-1、灌浆空洞3-2，如图2。灌浆空洞的存在影响了预应力结构的耐久性，导致预应力筋腐蚀严重，在高应力作用下预应力筋断裂的风险大大增加。
采用石油沥青对该连续梁1-1灌浆空洞3-1、灌浆空洞3-2进行修补，可以避免现有水泥基灌浆材料作为修补填充材料所产生的二次损伤，且能保护预应力筋免遭腐蚀，如图1，其具体实施步骤如下：
1、在连续梁1-1的灌浆空洞3-1、灌浆空洞3-2保护层较薄位置处开孔，灌浆料灌注孔4-1、灌浆料灌注孔4-2的孔径分别为10mm，出气孔5-1、出气孔5-2的直径分别为6mm。
2、清除预应力孔道内残渣及浮浆并采用热油或热风预热灌浆设备及空洞。
3、热流动灌浆料6-1、热流动灌浆料6-2为石油沥青，用热流动灌浆料6-1、热流动灌浆料6-2加热后对灌浆空洞3-1、灌浆空洞3-2进行填充。加热熔化的石油沥青具有很好的流动性，能很容易灌注到预应力孔道内不密实位置处，并充满整个空洞。在正常使用温度下热流动灌浆料6-1、热流动灌浆料6-2形成固体保护层，保护预应力筋，提高连续梁1-1的耐久性。
实施例二：
对于后张有粘结预应力混凝土简支梁1-2，采用的孔道灌浆料为水泥灌浆料，易产生泌水，水泥浆硬化后不能充满整个灌浆孔道，在端部预应力孔道内形成灌浆空洞3-3，如图4。灌浆空洞的存在影响了预应力结构的耐久性，导致预应力筋腐蚀严重，在高应力作用下预应力筋断裂的风险大大增加。
采用天然沥青对该简支梁灌浆空洞3-3进行修补，可以避免现有水泥基灌浆材料作为修补填充材料所产生的二次损伤，且能保护预应力筋免遭腐蚀，如图3，其具体实施步骤如下：
1、在简支梁1-2的灌浆空洞3-3保护层较薄位置处开孔，灌浆料灌注孔4-3的孔径为12mm，出气孔5-3的直径为8mm。
2、清除预应力孔道内残渣及浮浆并采用热油或热风预热灌浆设备及空洞。
3、热流动灌浆料6-3为天然沥青，用热流动灌浆料6-3对灌浆空洞3-3进行填充。加热熔化的天然沥青具有很好的流动性，能很容易灌注到预应力孔道内不密实位置处，并充满整个空洞。在正常使用温度下热流动灌浆料6-3形成固体保护层，保护预应力筋，提高简支梁1-2的耐久性。
实施例三：
对于后张有粘结预应力混凝土框架结构1-3，采用的孔道灌浆料为水泥灌浆料，易产生泌水，水泥浆硬化后不能充满整个灌浆孔道，在端部和柱子上部预应力孔道内形成灌浆空洞3-4、灌浆空洞3-5，如图6。灌浆空洞的存在影响了预应力结构的耐久性，导致预应力筋腐蚀严重，在高应力作用下预应力筋断裂的风险大大增加。
采用改性沥青对该框架结构灌浆空洞3-4、灌浆空洞3-5进行修补，可以避免现有水泥基灌浆材料作为修补填充材料所产生的二次损伤，且能保护预应力筋免遭腐蚀，如图5，其具体实施步骤如下：
1、在框架结构1-3的灌浆空洞3-4、灌浆空洞3-5保护层较薄位置处开孔，灌浆料灌注孔4-4、灌浆料灌注孔4-5的孔径分别为10mm，出气孔5-4、出气孔5-5的直径分别为6mm。
2、清除预应力孔道内残渣及浮浆并采用热油或热风预热灌浆设备及空洞。
3、热流动灌浆料6-4、热流动灌浆料6-5为改性沥青，通过掺加磨细的橡胶粉外掺剂改善沥青的性能制成沥青结合料。用热流动灌浆料6-4、热流动灌浆料6-5加热后对灌浆空洞3-4、灌浆空洞3-5进行填充。加热熔化的改性沥青具有很好的流动性，能很容易灌注到预应力孔道内不密实位置处，并充满整个空洞。在正常使用温度下热流动灌浆料6-4、热流动灌浆料6-5形成固体保护层，保护预应力筋，提高框架结构1-3的耐久性。
实施例四：
对于后张有粘结预应力混凝土闸室结构1-4，采用的孔道灌浆料为水泥灌浆料，易产生泌水，水泥浆硬化后不能充满整个灌浆孔道，在端部和柱子上部预应力孔道内形成灌浆空洞3-6，如图8。灌浆空洞的存在影响了预应力结构的耐久性，导致预应力筋腐蚀严重，在高应力作用下预应力筋断裂的风险大大增加。
采用石油沥青对该框架结构灌浆空洞3-6进行修补，可以避免现有水泥基灌浆材料作为修补填充材料所产生的二次损伤，且能保护预应力筋免遭腐蚀，如图7，其具体实施步骤如下：
1、在闸室结构1-4的灌浆空洞3-6保护层较薄位置处开孔，灌浆料灌注孔4-6的孔径为12mm，出气孔5-6的直径为8mm。
2、清除预应力孔道内残渣及浮浆并采用热油或热风预热灌浆设备及空洞。
3、热流动灌浆料6-6为石油沥青，用热流动灌浆料6-6加热后对灌浆空洞3-6进行填充。加热熔化的石油沥青具有很好的流动性，能很容易灌注到预应力孔道内不密实位置处，并充满整个空洞。在正常使用温度下热流动灌浆料6-6形成固体保护层，保护预应力筋，提高闸室结构1-4的耐久性。
以上所述的具体实施方法，对本专利的目的、技术方案和有益效果进行了说明。所应强调的是，以上所述仅为本专利的具体实施例而已，并不能用于限制本专利的范围。凡在本专利的精神和原则之内，所做的任何修改、等同替换或改进等，均应包含在本专利的保护范围之内。
综上所述，本专利提供了一种后张预应力孔道灌浆空洞修补技术，可以有效地修复既有后张预应力孔道灌浆空洞缺陷，采用热流动灌浆材料可以避免现有水泥基灌浆材料作为修补填充材料所产生的二次损伤，且能保护预应力筋免遭腐蚀。本专利具有新颖性、实用性，符合专利要求，故依法提出专利申请。

Claims (4)

1.一种后张预应力孔道灌浆空洞修补技术，包括连续梁(1-1)、简支梁(1-2)、框架结构(1-3)、闸室结构(1-4)、预应力孔道(2-1)、预应力孔道(2-2)、预应力孔道(2-3)、预应力孔道(2-4)、灌浆空洞(3-1)、灌浆空洞(3-2)、灌浆空洞(3-3)、灌浆空洞(3-4)、灌浆空洞(3-5)、灌浆空洞(3-6)、灌浆料灌注孔(4-1)、灌浆料灌注孔(4-2)、灌浆料灌注孔(4-3)、灌浆料灌注孔(4-4)、灌浆料灌注孔(4-5)、灌浆料灌注孔(4-6)、出气孔(5-1)、出气孔(5-2)、出气孔(5-3)、出气孔(5-4)、出气孔(5-5)、出气孔(5-6)、热流动灌浆料(6-1)、热流动灌浆料(6-2)、热流动灌浆料(6-3)、热流动灌浆料(6-4)、热流动灌浆料(6-5)、热流动灌浆料(6-6)，其特征在于：使用加热熔化的热流动灌浆料(6-1)对灌浆空洞(3-1)进行填充；或使用加热熔化的热流动灌浆料(6-2)对灌浆空洞(3-2)进行填充；或者使用加热熔化的热流动灌浆料(6-3)对灌浆空洞(3-3)进行填充；或者使用加热熔化的热流动灌浆料(6-4)对灌浆空洞(3-4)进行填充；或者使用加热熔化的热流动灌浆料(6-5)对灌浆空洞(3-5)进行填充；或者使用加热熔化的热流动灌浆料(6-6)对灌浆空洞(3-6)进行填充；热流动灌浆料(6-1)、热流动灌浆料(6-2)、热流动灌浆料(6-3)、热流动灌浆料(6-4)、热流动灌浆料(6-5)、热流动灌浆料(6-6)在正常使用温度下形成固体保护层，保护预应力筋免遭腐蚀，提高结构的耐久性。
2.根据权利要求1所述的一种后张预应力孔道灌浆空洞修补技术，其特征在于：灌浆料灌注孔(4-1)的直径为6～20mm，灌浆料灌注孔(4-2)的直径为6～20mm，灌浆料灌注孔(4-3)的直径为6～20mm，灌浆料灌注孔(4-4)的直径为6～20mm，灌浆料灌注孔(4-5)的直径为6～20mm，灌浆料灌注孔(4-6)的直径为6～20mm；出气孔(5-1)的直径为3～20mm，出气孔(5-2)的直径为3～20mm，出气孔(5-3)的直径为3～20mm，出气孔(5-4)的直径为3～20mm，出气孔(5-5)的直径为3～20mm，出气孔(5-6)的直径为3～20mm。
3.根据权利要求1所述的一种后张预应力孔道灌浆空洞修补技术，其特征在于：热流动灌浆料(6-1)、热流动灌浆料(6-2)、热流动灌浆料(6-3)、热流动灌浆料(6-4)、热流动灌浆料(6-5)、热流动灌浆料(6-6)是天然沥青、或者是石油沥青、或者是改性沥青。
4.根据权利要求1所述的一种后张预应力孔道灌浆空洞修补技术，其特征在于：该技术可修复的预应力结构包括后张有粘结预应力混凝土梁桥结构，或者是后张有粘结预应力混凝土框架结构，或者是后张有粘结预应力混凝土闸室结构。
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