论环氧树脂在刚架拱桥中的应用

　　摘要：本文主要研究了环氧树脂在刚架拱桥中的应用，通过向焊接钢板间的空隙内及拱腿与拱座间的空隙内灌注环氧树脂浆液，填补刚架拱桥边缘部位和结合部位裂缝，增加刚架拱桥的抗压、抗拉强度，提高承载能力延长其使用寿命。

 

　　关键词：环氧树脂；刚架拱；空隙；压力灌浆

 

　　Abstract: This paper studied the application of epoxy resin in the Steel Arch Bridge with epoxy slurry through the gap between the welded steel plate and the gap between the arch legs and arch perfusion, to fill the frame arch bridge edges and binding sitecracks, increasing the Steel Arch Bridge with compressive strength, tensile strength, and improve the bearing capacity to extend its service life.

 

　　Key words: epoxy resin; Framed Arch; gap; pressure grouting

 

　　中图分类号：TU74  文献标识码：A   文章编号：2095-2104（2012）

 

　　一、刚架拱桥与环氧树脂

 

　　贤友河大桥位于莱阳市滨海大道贤友河上，拟建2-40米，桥面宽34米的刚架拱桥，始建于2011年。

 

　　刚架拱桥的优点：外形轻巧美观、自重轻、整体性好、桥下净空大、预制装备程度高、结构受力明确、节省材料等。

 

　　刚架拱桥的缺点：

 

　　①主拱腿、弦杆根部（拱脚处）、横系梁上缘裂缝。拱腿作为主要支撑构件，直接决定着桥梁的安全性，经调查表明刚架拱桥尚未出现明显的破坏性裂缝，个别出现拱脚裂缝。

 

　　②上弦杆、主节点、次节点结合部位裂缝。上弦杆、主节点、次节点结合部位出现的裂缝具有一定的普遍性。

 

　　③本桥在拱肋的1/4、1/2设计预制安装节点，节点连接为预埋钢板对焊连接处，连接处是受力的薄弱环节，极易出现裂缝。拱脚在安装后一般采用高标号水泥砂浆灌注固定拱腿，不易施工,易产生缝隙、砂浆不密实，易产生轻微的变形裂缝而影响钢架拱桥的使用寿命。

 

　　环氧树脂在桥梁及结构物的结构加固中，使用非常广泛是效果较好、粘结力较强的经济实用材料。它既有较高的抗拉强度，又有较高的抗压强度。可以弥补混凝土的抗拉强度较低的问题。经实践、试验证明，环氧树脂抗拉强度可达到17Mpa，抗压强度可达到50Mpa以上。而且和易性、流动性较大，与高标号水泥砂浆相比，灌注拱腿施工更便于施工，质量有保障。

 

　　二、使用环氧树脂的情况介绍如下：

 

　　(一)应用部位

 

　　1、本桥拱肋在1/4、1/2连接处的焊接钢板间的空隙内，灌注环氧树脂浆液。

 

　　2、拱腿与拱座间的空隙内，灌注环氧树脂水泥砂浆。

 

　　(二)环氧树脂的配合比：

 

　　1、环氧树脂浆：6101环氧树脂：二甲苯：邻苯二甲酸二丁酯（以下简称二丁酯）：乙二胺=100:10:10:8

 

　　2、灌注环氧树脂砂浆：6101环氧树脂：二甲苯：二丁酯：乙二胺：水泥：干砂=100:10:10:8:250:350

 

　　3、设备：空气压缩机1台、压力罐1台、透明塑料管、灌注导管等，以上设备根据灌注量大小配备。

 

　　(三)工艺流程 ：

 

　　1、焊接钢板间空隙内灌注环氧树脂浆工艺。

 

　　（1）钢板在焊接前进行除锈、去污处理。在焊接钢板的过程中，在缝的低端焊接直径5mm的铁管作为注浆孔，在焊缝的顶端焊接直径5mm的铁管作为排气孔，并检查是否通气流畅。

 

　　（2）配制环氧树脂浆液：根据焊缝的灌浆量、压力罐的容量确定一次配制环氧树脂浆的用量，配料顺序取环氧树脂--二甲苯--二丁酯三者混合快速搅拌均匀，最后加乙二胺，再次快速搅拌均匀。

 

　　（3）将灌浆导管与压力罐的出浆孔连接，压力罐的充气孔与空压机的出气孔连接，并固定牢固。

 

　　（4）向压力罐内注入环氧树脂浆液，一次灌注不超过压力罐体积的2/3.灌注前关闭压力罐的出浆阀门，开启漏斗下的阀门，浆液通过漏斗灌入压力罐内然后关闭阀门。

 

　　（5）利用空压机向压力罐内充气，空压机调整到自动充气位置，压力一般控制在0.2~0.255Mpa左右（可根据实际情况适当调整）。

 

　　（6）打开压力罐出灌浆孔开关，通过灌浆孔开关适当调整灌浆速度，自排气孔出浆后关闭出浆孔阀门。快速拔下灌浆孔的导管并进行封堵严密不得漏浆。

 

　　（7）注意事项：

 

　　A、灌浆易采用透明塑料管，以便观察注浆速度。塑料管内出现气泡情况时，应立即关闭压力罐出浆孔阀门，保证空气不进入灌浆体内。如果灌浆体未灌满，及时向罐体内补充浆液（操作按步骤（4）），直至排气孔出浆液为止。

 

　　B、灌注过程必须连续，根据灌注时间及时准备浆液，常温下浆液配制后30-40分钟内灌注完成，24小时后可以拆除焊缝导管后，进行补焊（焊接时注意降温以防止环氧树脂高温老化）。

 

　　C、二甲苯、乙二胺属于易燃易挥发、有毒物质，配制过程中注意防火防毒，确保施工安全。

 

　　D、灌注过程中安排专人观察压力罐、空压机压力值及灌浆进度情况。

 

　　E、环氧树脂有较强的腐蚀性，使用过程中注意及时更换透明导管。

 

　　2、环氧树脂砂浆的灌注工艺：

 

　　（1）拱腿就位后，利用木条（厚度5厘米左右）将拱腿与拱座间的空隙（底部及两侧）封闭，不得漏浆。

 

　　（2）配制环氧树脂砂浆：根据灌注体积的大小确定环氧树脂砂浆的用量，确定一次配制环氧树脂砂浆的用量，配料顺序取环氧树脂--二甲苯--二丁酯三者混合快速搅拌均匀，再加入乙二胺，快速搅拌均匀，最后加入水泥、干砂搅拌均。

 

　　（3）利用导流槽将环氧树脂砂浆灌入灌注孔内，顶部预留5CM的后补水泥砂浆抹面。

 

　　（4）将拱腿与拱座间的木条拆除后，利用高标号水泥砂浆将四周封闭并进行正常养护。

 

　　（1）注意事项：

 

　　A、拱腿和拱座间空隙保持干燥无污物。

 

　　B、拌合用砂要进行烘干处理，不得含有水分。

 

　　C、环氧树脂砂浆凝固后方可用高标号砂浆封闭。

 

　　D、安全事项同灌注环氧树脂浆。

 

　　通过采取以上措施，使钢架拱的钢板间焊接空隙填充环氧树脂，拱脚处的原高标号水泥砂浆换成强度更高的环氧树脂砂浆,附导管安装及压力罐制作示意图如下：

 

　　三、小结

 

　　环氧树脂是一种粘结力强、抗压、抗拉高的经济型实用材料，在刚架桥的建造中利用压力灌浆机向刚架桥焊接钢板间隙中注入环氧树脂浆液这一工艺，能够更好的弥补刚架桥的刚度、强度，客服或减少刚架拱桥容易出现裂缝的缺点，使刚架桥在其美观外形的基础上更加坚固耐用。