一种桥面裂缝高强度修复方法

摘要

本发明公开了一种桥面裂缝高强度修复方法，属于桥面施工技术领域，本发明可以通过先对裂缝进行合理扩缝，然后在裂缝侧壁上均匀打孔，并注入磁性混凝土，基于磁吸作用将投入裂缝的自连接件进行相邻两个孔之间的桥接，并触发自连接件上自锚球的造隙动作，通过控制化学反应的发生和停止，进而控制气体的推进的作用，通过凿孔柱在孔内形成高频冲击实现凿孔，最后在开凿结束后触发粘接动作，迫使凿孔柱永久性与孔壁形成多点深入连接，接着向裂缝内注入修复混凝土，一方面进入到自连接件内进行补强和定形，另一方面对裂缝进行填充，在成型后形成对裂缝两侧桥面的连接作用，并始终给予一个拉力避免二次开裂的现象发生，大幅提高修复强度。

说明书

技术领域

本发明涉及桥面施工技术领域，更具体地说，涉及一种桥面裂缝高强度修复方法。

背景技术

桥梁，一般指架设在江河湖海上，使车辆行人等能顺利通行的构筑物。为适应现代高速发展的交通行业，桥梁亦引申为跨越山涧、不良地质或满足其他交通需要而架设的使通行更加便捷的建筑物。桥梁一般由上部构造、下部结构、支座和附属构造物组成，上部结构又称桥跨结构，是跨越障碍的主要结构；下部结构包括桥台、桥墩和基础；支座为桥跨结构与桥墩或桥台的支承处所设置的传力装置；附属构造物则指桥头搭板、锥形护坡、护岸、导流工程等，而桥面则是桥梁为车辆所用的部分或桥梁上可供行走或穿行的地面或平台桥梁的桥。

水泥混凝土桥面具有强度高，稳定性好、耐久性好、使用寿命长、养护费用少等优点。但是目前硅酸盐水泥和普通硅酸盐水泥混凝土在使用过程中容易出现发生：碱骨料反应产生膨胀应力使混凝土自身胀裂、水化热过高结构混凝土产生内应力造成裂缝以及在使用期间超高载荷下产生裂缝等病害。

目前，针对于桥面裂缝的修复，大多采用填充补缝材料的方式，然后这种修复方式强度过低，在使用期间的超高载荷下，很容易出现二次裂缝。

发明内容

1．要解决的技术问题

针对现有技术中存在的问题，本发明的目的在于提供一种桥面裂缝高强度修复方法，可以通过先对裂缝进行合理扩缝，然后在裂缝侧壁上均匀打孔，并注入磁性混凝土，基于磁吸作用将投入裂缝的自连接件进行相邻两个孔之间的桥接，并触发自连接件上自锚球的造隙动作，通过控制化学反应的发生和停止，进而控制气体的推进的作用，通过凿孔柱在孔内形成高频冲击实现凿孔，最后在开凿结束后触发粘接动作，迫使凿孔柱永久性与孔壁形成多点深入连接，接着向裂缝内注入修复混凝土，一方面进入到自连接件内进行补强和定形，另一方面对裂缝进行填充，在成型后形成对裂缝两侧桥面的连接作用，并始终给予一个拉力避免二次开裂的现象发生，大幅提高修复强度。

2．技术方案

为解决上述问题，本发明采用如下的技术方案。

一种桥面裂缝高强度修复方法，包括以下步骤：

S1、按照裂缝尺寸确定开槽尺寸，通过开槽机进行扩缝，宽度不小于1.5cm；

S2、在裂缝内侧壁上均匀打孔，然后用大功率的鼓风机或热空气枪进行吹扫，吹扫1-2遍，再对凹槽内少量碎屑、杂物吹扫不干净的，采用专用钩子人工清理，清理完后再吹扫一遍，保证缝内绝对干燥、洁净；

S3、向孔内注入磁性混凝土，待其初步凝固后向裂缝内投入合适数量的自连接件，在磁性混凝土的磁吸作用下实现相邻两个孔之间的连接；

S4、自连接件在孔内触发造隙动作，直至与孔壁实现牢固的多点连接后，向裂缝内注入修复混凝土；

S5、对修复混凝土进行振捣，保持良好的填充度，然后养护8-16h至强度达到85%以上。

进一步的，所述步骤S2中裂缝同一侧壁上相邻两个孔之间的距离大于自连接件的长度，可以避免同一侧壁上相邻两个孔之间连接同一个自连接件，从而导致修复效果下降。

进一步的，所述步骤S3中的磁性混凝土包括以下重量份数计的原料：水泥30-40份、矿粉5-10份、粉煤灰5-10份、水20-25份、减水剂0.5-1份、氧化铁粉末5-10份，且磁性混凝土用量占孔内容积的1/2，所述步骤S4中的修复混凝土包括以下重量份数计的原料：水泥40-60份、粉煤灰5-10份、水20-25份、柠檬酸钠2-4份、固化剂1-2份、环氧树脂5-10份、抗裂纤维0.5-1份。

进一步的，所述步骤S3中的自连接件包括一对自锚球以及连接线，且连接线连接于一对自锚球之间，所述连接线采用钢绞线预拉得到，自锚球用来侧壁上的孔壁建立高强度连接，连接线则连接一对自锚球形成一个整体，并预埋在裂缝内始终提供一个向内拉扯的预应力，可以有效避免二次开裂的现象发生。

进一步的，所述自锚球内中心处设有基础球，所述自锚球内靠近连接线一端与基础球之间连接有支撑柱，所述自锚球上开设有多个围绕支撑柱分布的进料孔，所述自锚球内端连接有粘接包，所述自锚球上还开设有多个均匀分布的迁移孔，所述迁移孔内滑动连接有凿孔柱，且凿孔柱部分延伸至自锚球内侧，所述基础球外端镶嵌连接有多个与凿孔柱相对应的能源球，所述凿孔柱与连接线之间连接有多根弹力拉线，通过凿孔柱与能源球之间的配合控制化学反应的发生，并释放出大量气体作为推进力，迫使凿孔柱在迁移孔内伸出对孔壁进行冲击，并在凿孔柱与能源球分离后反应停止，随后在弹力拉线的弹力作用下复位再次接触，重复上述过程可以持续实现高频冲击，直至开凿深度达到凿孔柱与粘接包接触，触发粘接动作后，凿孔柱永久性伸出并进行固定，形成高强度的多点深入连接。

进一步的，所述凿孔柱包括冲击针、控深片和触发柱，所述冲击针和触发柱分别连接于控深片两端，且冲击针插设于迁移孔内，所述触发柱靠近能源球一端镶嵌连接有消解芯），冲击针起到开凿和锚固的作用，控深片用来感知开凿深度并与粘接包配合触发粘接动作，触发柱和消解芯则用来与能源球配合控制化学反应的发生。

进一步的，所述能源球包括热熔半球、反应半球和导流杆，所述热熔半球和反应半球对称连接，且反应半球镶嵌于基础球内而热熔半球位于反应半球和消解芯之间，所述导流杆与反应半球连接并延伸至热熔半球内，热熔半球在正常状态下为固体隔离在反应半球和消解芯之间，在加热后熔化为液相不再进行隔离，在消解芯与反应半球接触后触发化学反应并释放出大量的气体，从而触发冲击针对孔壁的开凿动作。

进一步的，所述消解芯采用高锰酸钾制成，所述热熔半球采用热熔性树脂材料制成，所述反应半球内吸收有过氧化氢溶液，高锰酸钾和过氧化氢溶液接触后会在短时间内释放大量的氧气和水蒸气。

进一步的，所述控深片靠近冲击针一端镶嵌连接有自发热包，所述自发热包外端连接有触发针，且触发针延伸出控深片的外侧，在冲击针开凿至指定深度后控深片与粘接包接触，触发针刺破粘接包释放出热固化胶，而自发热包在之前已经与通过化学反应产生的氧气反应，释放出大量的热量，致使环境温度急剧升高，从而迫使热固化胶在释放的瞬间快速固化对控深片进行粘接，对迁移后的凿孔柱进行永久性定位。

进一步的，所述自发热包采用自发热材料制成，所述粘接包采用隔热材料制成且内部填充有热固化胶，值得注意的是自连接件在正常状态下应在隔绝氧气的环境下保存，在使用时投入至裂缝中后，自发热包即会接触到空气中的氧气开始缓慢发热，然后通过触发柱对热熔半球进行加热迫使其熔化，从而触发化学反应的发生，而自发热包则继续与氧气进行快速反应释放出更多的热量进行加热，热固化胶在未释放前在粘接包内感受不到热量因此不会提前触发固化动作。

3．有益效果

相比于现有技术，本发明的优点在于：

（1）本方案可以通过先对裂缝进行合理扩缝，然后在裂缝侧壁上均匀打孔，并注入磁性混凝土，基于磁吸作用将投入裂缝的自连接件进行相邻两个孔之间的桥接，并触发自连接件上自锚球的造隙动作，通过控制化学反应的发生和停止，进而控制气体的推进的作用，通过凿孔柱在孔内形成高频冲击实现凿孔，最后在开凿结束后触发粘接动作，迫使凿孔柱永久性与孔壁形成多点深入连接，接着向裂缝内注入修复混凝土，一方面进入到自连接件内进行补强和定形，另一方面对裂缝进行填充，在成型后形成对裂缝两侧桥面的连接作用，并始终给予一个拉力避免二次开裂的现象发生，大幅提高修复强度。

（2）自连接件包括一对自锚球以及连接线，且连接线连接于一对自锚球之间，连接线采用钢绞线预拉得到，自锚球用来侧壁上的孔壁建立高强度连接，连接线则连接一对自锚球形成一个整体，并预埋在裂缝内始终提供一个向内拉扯的预应力，可以有效避免二次开裂的现象发生。

（3）自锚球内中心处设有基础球，自锚球内靠近连接线一端与基础球之间连接有支撑柱，自锚球上开设有多个围绕支撑柱分布的进料孔，自锚球内端连接有粘接包，自锚球上还开设有多个均匀分布的迁移孔，迁移孔内滑动连接有凿孔柱，且凿孔柱部分延伸至自锚球内侧，基础球外端镶嵌连接有多个与凿孔柱相对应的能源球，凿孔柱与连接线之间连接有多根弹力拉线，通过凿孔柱与能源球之间的配合控制化学反应的发生，并释放出大量气体作为推进力，迫使凿孔柱在迁移孔内伸出对孔壁进行冲击，并在凿孔柱与能源球分离后反应停止，随后在弹力拉线的弹力作用下复位再次接触，重复上述过程可以持续实现高频冲击，直至开凿深度达到凿孔柱与粘接包接触，触发粘接动作后，凿孔柱永久性伸出并进行固定，形成高强度的多点深入连接。

（4）凿孔柱包括冲击针、控深片和触发柱，冲击针和触发柱分别连接于控深片两端，且冲击针插设于迁移孔内，触发柱靠近能源球一端镶嵌连接有消解芯），冲击针起到开凿和锚固的作用，控深片用来感知开凿深度并与粘接包配合触发粘接动作，触发柱和消解芯则用来与能源球配合控制化学反应的发生。

（5）能源球包括热熔半球、反应半球和导流杆，热熔半球和反应半球对称连接，且反应半球镶嵌于基础球内而热熔半球位于反应半球和消解芯之间，导流杆与反应半球连接并延伸至热熔半球内，热熔半球在正常状态下为固体隔离在反应半球和消解芯之间，在加热后熔化为液相不再进行隔离，在消解芯与反应半球接触后触发化学反应并释放出大量的气体，从而触发冲击针对孔壁的开凿动作。

（6）消解芯采用高锰酸钾制成，热熔半球采用热熔性树脂材料制成，反应半球内吸收有过氧化氢溶液，高锰酸钾和过氧化氢溶液接触后会在短时间内释放大量的氧气和水蒸气。

（7）控深片靠近冲击针一端镶嵌连接有自发热包，自发热包外端连接有触发针，且触发针延伸出控深片的外侧，在冲击针开凿至指定深度后控深片与粘接包接触，触发针刺破粘接包释放出热固化胶，而自发热包在之前已经与通过化学反应产生的氧气反应，释放出大量的热量，致使环境温度急剧升高，从而迫使热固化胶在释放的瞬间快速固化对控深片进行粘接，对迁移后的凿孔柱进行永久性定位。

（8）自发热包采用自发热材料制成，粘接包采用隔热材料制成且内部填充有热固化胶，值得注意的是自连接件在正常状态下应在隔绝氧气的环境下保存，在使用时投入至裂缝中后，自发热包即会接触到空气中的氧气开始缓慢发热，然后通过触发柱对热熔半球进行加热迫使其熔化，从而触发化学反应的发生，而自发热包则继续与氧气进行快速反应释放出更多的热量进行加热，热固化胶在未释放前在粘接包内感受不到热量因此不会提前触发固化动作。

附图说明

图1为本发明的流程示意图；

图2为本发明自连接件的结构示意图；

图3为本发明自锚球正常状态下的结构示意图；

图4为本发明自锚球形变状态的结构示意图；

图5为本发明凿孔柱的结构示意图；

图6为本发明能源球的结构示意图。

图中标号说明：

1自锚球、2连接线、3支撑柱、4进料孔、5粘接包、6凿孔柱、61冲击针、62控深片、63触发柱、64消解芯、65触发针、66自发热包、7弹力拉线、8能源球、81热熔半球、82反应半球、83导流杆、9基础球。

具体实施方式

下面将结合本发明实施例中的附图，对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述；显然，所描述的实施例仅仅是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例，基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。

在本发明的描述中，需要说明的是，术语“上”、“下”、“内”、“外”、“顶/底端”等指示的方位或位置关系为基于附图所示的方位或位置关系，仅是为了便于描述本发明和简化描述，而不是指示或暗示所指的装置或元件必须具有特定的方位、以特定的方位构造和操作，因此不能理解为对本发明的限制。此外，术语“第一”、“第二”仅用于描述目的，而不能理解为指示或暗示相对重要性。

在本发明的描述中，需要说明的是，除非另有明确的规定和限定，术语“安装”、“设置有”、“套设/接”、“连接”等，应做广义理解，例如“连接”，可以是固定连接，也可以是可拆卸连接，或一体地连接；可以是机械连接，也可以是电连接；可以是直接相连，也可以通过中间媒介间接相连，可以是两个元件内部的连通。对于本领域的普通技术人员而言，可以具体情况理解上述术语在本发明中的具体含义。

实施例1：

请参阅图1，一种桥面裂缝高强度修复方法，包括以下步骤：

S1、按照裂缝尺寸确定开槽尺寸，通过开槽机进行扩缝，宽度不小于1.5cm；

S2、在裂缝内侧壁上均匀打孔，然后用大功率的鼓风机或热空气枪进行吹扫，吹扫1-2遍，再对凹槽内少量碎屑、杂物吹扫不干净的，采用专用钩子人工清理，清理完后再吹扫一遍，保证缝内绝对干燥、洁净；

S3、向孔内注入磁性混凝土，待其初步凝固后向裂缝内投入合适数量的自连接件，在磁性混凝土的磁吸作用下实现相邻两个孔之间的连接；

S4、自连接件在孔内触发造隙动作，直至与孔壁实现牢固的多点连接后，向裂缝内注入修复混凝土；

S5、对修复混凝土进行振捣，保持良好的填充度，然后养护8-16h至强度达到85%以上。

步骤S2中裂缝同一侧壁上相邻两个孔之间的距离大于自连接件的长度，可以避免同一侧壁上相邻两个孔之间连接同一个自连接件，从而导致修复效果下降。

步骤S3中的磁性混凝土包括以下重量份数计的原料：水泥30-40份、矿粉5-10份、粉煤灰5-10份、水20-25份、减水剂0.5-1份、氧化铁粉末5-10份，且磁性混凝土用量占孔内容积的1/2，步骤S4中的修复混凝土包括以下重量份数计的原料：水泥40-60份、粉煤灰5-10份、水20-25份、柠檬酸钠2-4份、固化剂1-2份、环氧树脂5-10份、抗裂纤维0.5-1份。

请参阅图2，步骤S3中的自连接件包括一对自锚球1以及连接线2，且连接线2连接于一对自锚球1之间，连接线2采用钢绞线预拉得到，自锚球1用来侧壁上的孔壁建立高强度连接，连接线2则连接一对自锚球1形成一个整体，并预埋在裂缝内始终提供一个向内拉扯的预应力，可以有效避免二次开裂的现象发生。

请参阅图3-4，自锚球1内中心处设有基础球9，自锚球1内靠近连接线2一端与基础球9之间连接有支撑柱3，自锚球1上开设有多个围绕支撑柱3分布的进料孔4，自锚球1内端连接有粘接包5，自锚球1上还开设有多个均匀分布的迁移孔，迁移孔内滑动连接有凿孔柱6，且凿孔柱6部分延伸至自锚球1内侧，基础球9外端镶嵌连接有多个与凿孔柱6相对应的能源球8，凿孔柱6与连接线2之间连接有多根弹力拉线7，通过凿孔柱6与能源球8之间的配合控制化学反应的发生，并释放出大量气体作为推进力，迫使凿孔柱6在迁移孔内伸出对孔壁进行冲击，并在凿孔柱6与能源球8分离后反应停止，随后在弹力拉线7的弹力作用下复位再次接触，重复上述过程可以持续实现高频冲击，直至开凿深度达到凿孔柱6与粘接包5接触，触发粘接动作后，凿孔柱6永久性伸出并进行固定，形成高强度的多点深入连接。

请参阅图5，凿孔柱6包括冲击针61、控深片62和触发柱63，冲击针61和触发柱63分别连接于控深片62两端，且冲击针61插设于迁移孔内，触发柱63靠近能源球8一端镶嵌连接有消解芯64，冲击针61起到开凿和锚固的作用，控深片62用来感知开凿深度并与粘接包5配合触发粘接动作，触发柱63和消解芯64则用来与能源球8配合控制化学反应的发生。

请参阅图6，能源球8包括热熔半球81、反应半球82和导流杆83，热熔半球81和反应半球82对称连接，且反应半球82镶嵌于基础球9内而热熔半球81位于反应半球82和消解芯64之间，导流杆83与反应半球82连接并延伸至热熔半球81内，热熔半球81在正常状态下为固体隔离在反应半球82和消解芯64之间，在加热后熔化为液相不再进行隔离，在消解芯64与反应半球82接触后触发化学反应并释放出大量的气体，从而触发冲击针61对孔壁的开凿动作。

消解芯64采用高锰酸钾制成，热熔半球81采用热熔性树脂材料制成，反应半球82内吸收有过氧化氢溶液，高锰酸钾和过氧化氢溶液接触后会在短时间内释放大量的氧气和水蒸气。

控深片62靠近冲击针61一端镶嵌连接有自发热包66，自发热包66外端连接有触发针65，且触发针65延伸出控深片62的外侧，在冲击针61开凿至指定深度后控深片62与粘接包5接触，触发针65刺破粘接包5释放出热固化胶，而自发热包66在之前已经与通过化学反应产生的氧气反应，释放出大量的热量，致使环境温度急剧升高，从而迫使热固化胶在释放的瞬间快速固化对控深片62进行粘接，对迁移后的凿孔柱6进行永久性定位。

自发热包66采用自发热材料制成，粘接包5采用隔热材料制成且内部填充有热固化胶，值得注意的是自连接件在正常状态下应在隔绝氧气的环境下保存，在使用时投入至裂缝中后，自发热包66即会接触到空气中的氧气开始缓慢发热，然后通过触发柱63对热熔半球81进行加热迫使其熔化，从而触发化学反应的发生，而自发热包66则继续与氧气进行快速反应释放出更多的热量进行加热，热固化胶在未释放前在粘接包5内感受不到热量因此不会提前触发固化动作。

本发明可以通过先对裂缝进行合理扩缝，然后在裂缝侧壁上均匀打孔，并注入磁性混凝土，基于磁吸作用将投入裂缝的自连接件进行相邻两个孔之间的桥接，并触发自连接件上自锚球1的造隙动作，通过控制化学反应的发生和停止，进而控制气体的推进的作用，通过凿孔柱6在孔内形成高频冲击实现凿孔，最后在开凿结束后触发粘接动作，迫使凿孔柱6永久性与孔壁形成多点深入连接，接着向裂缝内注入修复混凝土，一方面进入到自连接件内进行补强和定形，另一方面对裂缝进行填充，在成型后形成对裂缝两侧桥面的连接作用，并始终给予一个拉力避免二次开裂的现象发生，大幅提高修复强度。

以上，仅为本发明较佳的具体实施方式；但本发明的保护范围并不局限于此。任何熟悉本技术领域的技术人员在本发明揭露的技术范围内，根据本发明的技术方案及其改进构思加以等同替换或改变，都应涵盖在本发明的保护范围内。