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中圖分類號:TU528文獻(xiàn)標(biāo)識碼: A
一、混凝土橋梁裂縫及成因
根據(jù)裂縫形成的原因,可將其分為兩大類。一般把由于設(shè)計、施工、選材不當(dāng),或結(jié)構(gòu)所受荷載超過了設(shè)計荷載以及未預(yù)料到的事故等原因所造成的裂縫稱為結(jié)構(gòu)裂縫。除上述以外的原因引起的裂縫稱為非結(jié)構(gòu)裂縫。[1]
(一)結(jié)構(gòu)裂縫的主要形式及其產(chǎn)生的原因
1.網(wǎng)狀裂縫的特點及產(chǎn)生原因。此種裂紋多出現(xiàn)于腹板上,屬表面龜裂, 無固定規(guī)律, 其深度不致觸及鋼筋,寬度很小(0.01~0.05mm),寬度在0.05mm 時,肉眼可見,以手觸之有凸起之感。產(chǎn)生的原因主要是由混凝土梁表面與內(nèi)部收縮不均勻引起。
2.下翼緣受拉區(qū)裂縫的特點及產(chǎn)生原因。裂縫在跨中分布較密(間距約占0.1~0.2m),兩端逐漸減少,裂縫方向大致與主筋垂直,由下翼緣向上發(fā)展,至下梗肋即終止且寬度較細(xì),一般在0.03~0.1mm之間;在動載作用下一般變化不大,經(jīng)過較長時間運營已趨穩(wěn)定。產(chǎn)生的原因:由于混凝土抗拉能力很低,梁受力產(chǎn)生撓曲變形所至。
3.橫隔板處豎向裂縫特點及產(chǎn)生原因。在梁端及腹板斷面的梁上均有發(fā)生,由棱角邊緣向上延伸;寬度0.2~0.3mm。產(chǎn)生的原因:由于偏載、扭轉(zhuǎn)(支座不平)等兩片梁受力不勻;豎直剪力及腹板厚度劇變處應(yīng)力集中等。
(二)非結(jié)構(gòu)裂縫的主要形式及其產(chǎn)生的原因
1.沉陷裂縫的特點及產(chǎn)生原因。混凝土完全硬化前,其中的固體顆粒要緩慢下沉,并排出內(nèi)含的氣和水。此時結(jié)構(gòu)物中的鋼筋、預(yù)埋件、粗骨料以及模型板都有可能阻礙混凝土的沉陷,從而沿鋼筋、預(yù)埋件和模型板邊緣出現(xiàn)短而粗的斷續(xù)裂縫。
2.塑性收縮裂縫的特點及產(chǎn)生原因?;炷翝仓瓿珊?,如果表面水分的蒸發(fā)速度超過內(nèi)部水分上升到表面的速度,在混凝土表面就會出現(xiàn)均勻分布的、細(xì)的、相當(dāng)直的塑性收縮裂縫。只要在施工中采取相應(yīng)的措施,就能減少以至消滅以上兩種裂縫。
3.收縮裂縫的特點及產(chǎn)生原因。這種裂縫在形成之初通常是很細(xì)的,寬度一般不會超過0.05mm。隨著混凝土的干縮,裂縫會逐漸加寬,直到幾個月后才趨于穩(wěn)定。要避免這種裂縫是比較困難的。如果混凝土配比不當(dāng),局部灰漿集中或水灰比過大,造成混凝土不均勻收縮,也會局部產(chǎn)生大量收縮裂縫,這種裂縫應(yīng)當(dāng)避免。
(三)混凝土梁產(chǎn)生裂縫的主要原因
1.與材料有關(guān)的原因。水泥凝結(jié)時間不正常,水泥水化熱過大,水泥膨脹量過大,使用活性骨料,骨料風(fēng)化或含泥量大,混凝土干燥收縮,混凝土沉降收縮或濾水過多。
2.與施工有關(guān)的原因。拌和不均勻,攪拌時間過長,澆灌速度過快,振搗不充分,接縫處理不當(dāng),保護(hù)層厚度不夠或鋼筋被擾動,模板漏漿,支撐下沉,拆模過早,初期受凍,初期養(yǎng)護(hù)不夠,硬化前受振動或加荷,預(yù)應(yīng)力混凝土過早張拉或超張拉,養(yǎng)護(hù)混凝土?xí)r內(nèi)外溫差過大。
3.與使用環(huán)境有關(guān)的原因。環(huán)境溫差與濕度變化過大,鋼筋銹蝕、環(huán)境水的侵蝕作用,火災(zāi)或表面過熱,凍脹或反復(fù)凍融作用,混凝土表面炭化。
二、混凝土橋梁的修補方法[3]
(一)表面封閉修補法
1.表面涂抹。通常是在混凝土表面沿寬度較小的裂縫涂抹樹脂保護(hù)膜,在裂縫寬度有可能變動時,可采用具有跟蹤性的焦油環(huán)氧樹脂等材料。在裂縫多而且密集或者混凝土老化、砂漿離析的結(jié)構(gòu)物上也可大面積涂抹保護(hù)膜。
2.“V”形或“U”形槽口充填修補。在只用上述表面涂抹處理不能充分修補的場合,可采用如下方法:在混凝土表面沿裂縫鑿出“V”形或“U”形槽口,然后用樹脂砂漿充填修補。填補前要用鋼絲刷清除鑿后已浮動的混凝土碎片,必要時可先上底層涂料然后填塞樹脂砂漿。
3.鑿深槽嵌補。先沿裂縫鑿一條深槽,槽形根據(jù)裂縫位置和填補材料而定,然后在槽內(nèi)嵌補各種黏結(jié)材料,如環(huán)氧砂漿、瀝青、甲凝等。
4.表面噴漿。噴漿修補是在經(jīng)鑿毛處理的裂縫表面,噴射一層密實而且強度高的水泥砂漿保護(hù)層來封閉裂縫的一種修補方法。根據(jù)裂縫的部位、性質(zhì)和修補要求與條件,可采用無筋素噴漿,或掛網(wǎng)噴漿結(jié)合鑿槽嵌補等修補方法。
(二)壓力灌漿法
先將結(jié)構(gòu)物的裂縫或孔隙與外界封閉僅留出進(jìn)漿口及排氣孔,然后將配制的較低黏度的漿液通過壓漿泵以一定的壓力將漿液壓入縫隙內(nèi)并使其擴(kuò)散、膠凝固化,以達(dá)到恢復(fù)整體性、強度、耐久性及抗?jié)B性的目的。
1.水泥灌漿修補法。實施灌漿前應(yīng)對修補部位裂縫再仔細(xì)檢查一遍,以確定修補數(shù)量、范圍、鉆孔眼位置及漿液數(shù)量。灌漿一般采用不低于42.5級的普通水泥,灌漿壓力一般為4.05×105~6.08×105Pa,漿液濃度一般不小于1.6:1(水與水泥的重量比)。灌漿加壓設(shè)備,在工程量較大時宜采用灌漿機(jī)、灌(壓)槳泵,也可采用風(fēng)泵加壓。工程量不大時可用手壓泵施工,工程量特小時,可采用類似打氣筒等工具改制成的注射器施工。
2.化學(xué)灌漿法。灌漿材料應(yīng)具備黏結(jié)強度高、可灌性好等基本要求,一般常采用環(huán)氧和甲凝兩類材料。環(huán)氧灌漿是以環(huán)氧樹脂為主體,它的黏結(jié)力強、穩(wěn)定性好、收縮小、耐腐蝕及機(jī)械強度高,裂縫寬度在0.1mm以上時采用環(huán)氧灌漿。甲凝灌漿是以甲基丙烯酸甲酷為主體,它具有黏度低可灌性好、抗拉強度高等特點,常用于修補裂縫寬度在0.1mm以下的細(xì)裂縫。灌漿一般采用純壓法灌漿。對于細(xì)小裂縫漿液需要較長的膠凝時間,常采用單液法灌漿。此時將所用的漿液在泵前混在一起,用灌漿機(jī)進(jìn)行灌注。對于較寬的裂縫,要求漿液膠凝時間較短,常采用雙液法灌漿,此時將所用的漿分成兩大部分,用灌漿機(jī)分兩路送至灌漿孔口混合裝置再灌入裂縫。灌漿可采用單孔或群孔同時灌漿,但必須留有一定數(shù)量的排氣孔。當(dāng)在長裂縫上同時布有幾個灌漿孔時,可按裂縫的深淺由下而上的順序進(jìn)行灌漿。當(dāng)用灌漿泵進(jìn)行灌槳時,壓力一般由小至大逐步升高,達(dá)到設(shè)計壓力后,再保持壓力穩(wěn)定,直至灌漿達(dá)到一定要求(吸漿率小于0.01以min時再延緩幾分鐘)再將阻塞器上的進(jìn)漿管閥門關(guān)閉,以使裂縫內(nèi)漿液在受壓狀態(tài)下膠凝固結(jié)。 灌漿完畢待漿液聚合固化后,即可將灌漿嘴一一拆除,并用環(huán)氧膠泥抹平。最后對每一道裂縫表面再刷一層環(huán)氧樹脂水泥漿,確保封閉嚴(yán)實,并使其顏色與混凝土結(jié)構(gòu)盡量保持一致。
(三)黏貼鋼板施工法
黏貼鋼板施工法是將整個鋼板黏貼于待修補的裂縫位置上,使其與原有的混凝土成為整體,從而提高對荷載的抵抗力。用于黏貼的鋼板厚度一般為4.5~6mm,而混凝土與鋼板的黏結(jié)劑一般采用環(huán)氧基液黏結(jié)劑。
1.注入法黏貼鋼板。這種方法是在混凝土表面與鋼板之間加墊塊等使兩者之間保持一定空隙,并用環(huán)氧樹脂膠泥封閉四周,而后從注入口注入環(huán)氧樹脂,同時排出空隙中的空氣。由于是從一方注入因而容易殘留氣泡,施工時一般用木錘隨時敲打鋼板來確定是否灌實。這種施工法雖然費時,但即使混凝土表面不平整也可進(jìn)行施工。
2.壓黏法黏貼鋼板。這種施工方法是在混凝土表面及鋼板表面各涂上1~2 mm厚的環(huán)氧樹脂,然后利用已固定在混凝土中的錨桿把鋼板壓緊在混凝土面上,隨著環(huán)氧樹脂被擠出,黏貼面之間的空氣也被排出。用這種方法幾乎不會殘留氣泡,黏結(jié)效果也好。
三、結(jié)論
綜上所述,混凝土橋梁出現(xiàn)裂縫的因素很多。因此,嚴(yán)格按照國家有關(guān)規(guī)范、技術(shù)標(biāo)準(zhǔn)進(jìn)行設(shè)計、施工和監(jiān)理,是保證結(jié)構(gòu)安全耐用的前提和基礎(chǔ)。在運營管理過程中,進(jìn)一步加強巡查和管理,及時發(fā)現(xiàn)并采取適當(dāng)?shù)奶幚矸绞教幚砹芽p,也是相當(dāng)重要的環(huán)節(jié)。
參考文獻(xiàn)
[1]俞琦、陳語、王家林,橋梁抗震分析方法[J].重慶交通學(xué)院學(xué)報, 2006;
[2]喬東華、王磊,橋梁結(jié)構(gòu)抗震分析方法研究[J].山西科技, 2007;
關(guān)鍵詞:橋梁;裂縫;成因;控制;治理;保護(hù)
Abstract: improve the durability of concrete bridge, the crack control structure, is the bridge engineering a key and difficult. This paper analyzes the cause of cracking of concrete bridge, both the crack of bridge, according to the different conditions, take the targeted management plan management, guarantee the safe operation of the structure. And introduce several kinds of concrete bridge crack repair methods, including surface closed repair method, chemical grouting method and paste steel construction method, etc.
Keywords: bridge; Crack; Cause; Control; Management; protection
中圖分類號:TU74文獻(xiàn)標(biāo)識碼:A文章編號:
大連快軌三號線橋梁正線共有14座高架橋部分,梁型采用單箱單室預(yù)應(yīng)力混凝土連續(xù)箱梁,正線橋梁地段為雙線橋梁,聯(lián)絡(luò)線地段為單線橋梁。全長總計達(dá)11公里多。因此橋梁的運營維護(hù)占有十分重要的位置。橋梁在建造和使用過程中,會受到環(huán)境影響、有害化學(xué)物質(zhì)的侵蝕,并承受車輛碰撞、風(fēng)、雨雪、流水等外力作用,同時由于采用的材料的自身性能也會不斷退化,從而導(dǎo)致結(jié)構(gòu)各部分不同程度地?fù)p傷和劣化。更要指出的是,有些橋梁在設(shè)計時存在一些構(gòu)造上的缺陷,以及施工中的質(zhì)量問題,加速了這些病害的形成和發(fā)展,病害的主要體現(xiàn)之一就是混凝土裂縫的發(fā)生與發(fā)展。
一、混凝土橋梁裂縫的分類及成因
根據(jù)裂縫形成的原因,基本可將其分為兩大類。一種是由于橋梁結(jié)構(gòu)的承載力或剛度不足,在荷載作用下產(chǎn)生的裂縫。通常有縱向裂縫和橫向裂縫兩種。另―種是施工時由于質(zhì)量工藝影響而出現(xiàn)的裂縫,這類裂縫通常產(chǎn)生在鋼筋混凝土橋梁和圬工橋梁中。由于裂縫是橋梁上的重大病害之一,因此不管是哪一種裂縫,只要裂縫的寬度和數(shù)量超出規(guī)范允許的范圍和限度,都會導(dǎo)致結(jié)構(gòu)惡化,影響到橋梁的承載能力和使用壽命,應(yīng)該引起高度的重視,及時進(jìn)行修補。
1 、荷載引起裂縫
混凝土橋梁在靜、動荷載及次應(yīng)力作用下產(chǎn)生裂縫,其裂縫產(chǎn)生原因有:設(shè)計階段,結(jié)構(gòu)受力假設(shè)與實際受力不符;結(jié)構(gòu)安全系數(shù)不夠;結(jié)構(gòu)設(shè)計時不考慮施工的可行性;鋼筋設(shè)置偏少或布置錯誤;結(jié)構(gòu)剛度不足等。施工階段,施工場地隨便堆放施工機(jī)具、材料;不了解預(yù)制結(jié)構(gòu)受力特點,隨意翻身、起吊、運輸、安裝等。運營階段,偶然荷載的影響,比如上下行車輛加速和減速位置重合,對橋梁形成的扭轉(zhuǎn)作用。
2、 施工工藝質(zhì)量引起的裂縫
與施工有關(guān)的原因,混凝土在澆筑、制作、起模、運輸、堆放、拼裝及吊裝過程中,若施工工藝不合理、施工質(zhì)量低劣,容易產(chǎn)生縱向的、橫向的、斜向的、豎向的、水平的、表面的、深進(jìn)的和貫穿的各種裂縫,特別是細(xì)長薄壁結(jié)構(gòu)更容易出現(xiàn)。裂縫出現(xiàn)的部位和走向、裂縫寬度產(chǎn)生原因有拌和不均勻,攪拌時間過長,澆灌速度過快,振搗不充分,接縫處理不當(dāng),保護(hù)層厚度不夠或鋼筋被擾動,模板漏漿,支撐下沉,拆模過早,初期受凍,初期養(yǎng)護(hù)不夠,硬化前受振動或加荷,預(yù)應(yīng)力混凝土過早張拉或超張拉,養(yǎng)護(hù)混凝土?xí)r內(nèi)外溫差過大。
二、混凝土橋梁裂縫的修補方法
造成橋梁病害的原因是各種各樣的,這就需要我們在實際工作中針對橋梁的具體缺陷和病害進(jìn)行具體分析,確定該橋存在的缺陷和病害產(chǎn)生的原因,找出影響耐久性的各方面因素,為今后延長橋梁的使用壽命奠定良好的基礎(chǔ)。對于橋梁的裂縫而言,要判明裂縫的種類,并進(jìn)行有針對性的處理。
1、表面封閉修補法
(1)、表面涂抹。通常是在混凝土表面沿寬度較小的裂縫涂抹樹脂保護(hù)膜,在裂縫寬度有可能變動時,可采用具有跟蹤性的焦油環(huán)氧樹脂等材料。在裂縫多而且密集或者混凝土老化、砂漿離析的結(jié)構(gòu)物上也可大面積涂抹保護(hù)膜。
(2)、“V”形或“U”形槽口充填修補。在只用上述表面涂抹處理不能充分修補的場合,可采用如下方法:在混凝土表面沿裂縫鑿出“V”形或“U”形槽口,然后用樹脂砂漿充填修補。填補前要用鋼絲刷清除鑿后已浮動的混凝土碎片,必要時可先上底層涂料然后填塞樹脂砂漿。
(3)、鑿深槽嵌補。先沿裂縫鑿一條深槽,槽形根據(jù)裂縫位置和填補材料而定,然后在槽內(nèi)嵌補各種黏結(jié)材料,如環(huán)氧砂漿、瀝青、甲凝等。
(4)、表面噴漿。噴漿修補是在經(jīng)鑿毛處理的裂縫表面,噴射一層密實而且強度高的水泥砂漿保護(hù)層來封閉裂縫的一種修補方法。根據(jù)裂縫的部位、性質(zhì)和修補要求與條件,可采用無筋素噴漿,或掛網(wǎng)噴漿結(jié)合鑿槽嵌補等修補方法。
2、 化學(xué)灌漿法
此法可使結(jié)構(gòu)重新結(jié)合為整體、阻斷空氣和水分進(jìn)入梁體,避免腐蝕鋼筋。對靜止裂縫的修補,裂縫開展已基本穩(wěn)定的情況,一般以環(huán)氧樹脂等化學(xué)材料并施加低壓灌注至混凝土裂縫中。對活動裂縫的修補,處于繼續(xù)開展而未穩(wěn)定的裂縫,應(yīng)在分析并控制裂縫開展使其穩(wěn)定后,方可進(jìn)行修補加固。
先將結(jié)構(gòu)物的裂縫或孔隙與外界封閉僅留出進(jìn)漿口及排氣孔,然后將配制的較低黏度的漿液通過壓漿泵以一定的壓力將漿液壓入縫隙內(nèi)并使其擴(kuò)散、膠凝固化,以達(dá)到恢復(fù)整體性、強度、耐久性及抗?jié)B性的目的。
灌漿材料應(yīng)具備黏結(jié)強度高、可灌性好等基本要求,一般常采用環(huán)氧和甲凝兩類材料。環(huán)氧灌漿是以環(huán)氧樹脂為主體,它的黏結(jié)力強、穩(wěn)定性好、收縮小、耐腐蝕及機(jī)械強度高,裂縫寬度在0.1mm以上時采用環(huán)氧灌漿。甲凝灌漿是以甲基丙烯酸甲酷為主體,它具有黏度低可灌性好、抗拉強度高等特點,常用于修補裂縫寬度在0.1mm以下的細(xì)裂縫。
灌漿一般采用純壓法灌漿。對于細(xì)小裂縫漿液需要較長的膠凝時間,常采用單液法灌漿。此時將所用的漿液在泵前混在一起,用灌漿機(jī)進(jìn)行灌注。對于較寬的裂縫,要求漿液膠凝時間較短,常采用雙液法灌漿,此時將所用的漿分成兩大部分,用灌漿機(jī)分兩路送至灌漿孔口混合裝置再灌入裂縫。
灌漿完畢待漿液聚合固化后,即可將灌漿嘴一一拆除,并用環(huán)氧膠泥抹平。最后對每一道裂縫表面再刷一層環(huán)氧樹脂水泥漿,確保封閉嚴(yán)實,并使其顏色與混凝土結(jié)構(gòu)盡量保持一致。
3、黏貼鋼板施工法
黏貼鋼板施工法是將整個鋼板黏貼于待修補的裂縫位置上,使其與原有的混凝土成為整體,從而提高對荷載的抵抗力。用于黏貼的鋼板厚度一般為4.5~6mm,而混凝土與鋼板的黏結(jié)劑一般采用環(huán)氧基液黏結(jié)劑。
(1)、注入法黏貼鋼板。這種方法是在混凝土表面與鋼板之間加墊塊等使兩者之間保持一定空隙,并用環(huán)氧樹脂膠泥封閉四周,而后從注入口注入環(huán)氧樹脂,同時排出空隙中的空氣。由于是從一方注入因而容易殘留氣泡,施工時一般用木錘隨時敲打鋼板來確定是否灌實。這種施工法雖然費時,但即使混凝土表面不平整也可進(jìn)行施工。
(2)、壓黏法黏貼鋼板。這種施工方法是在混凝土表面及鋼板表面各涂上1~2 mm厚的環(huán)氧樹脂,然后利用已固定在混凝土中的錨桿把鋼板壓緊在混凝土面上,隨著環(huán)氧樹脂被擠出,黏貼面之間的空氣也被排出。用這種方法幾乎不會殘留氣泡,黏結(jié)效果也好。
關(guān)鍵詞:橋梁;裂縫;維修;原因;方法
一、前言
目前,大多數(shù)橋梁均為混凝土構(gòu)成,由于混凝土在施工后容易受到各種內(nèi)外部因素的影響,導(dǎo)致在施工后一段時間內(nèi)相繼出現(xiàn)各種類型、不同程度的損害,而最為常見的就是裂縫損害。混凝土橋梁裂縫出現(xiàn)的原因類型多樣,每一個原因都能夠在很大程度上決定裂縫出現(xiàn)時間以及損害程度,分析每一個造成混凝土橋梁裂縫出現(xiàn)的根本原因,并對這些因素采取有效且針對性的維修措施,對于提高橋梁安全將具有非常重大的作用。
二、造成橋梁裂縫出現(xiàn)的常見原因
1.溫度變化所致
混凝土由于造成結(jié)構(gòu)的原材料或者外部因素影響的原因,非常容易出現(xiàn)熱脹冷縮現(xiàn)象。這也就意味著,當(dāng)混凝土橋梁在不斷受到高溫曝曬時,其體積會隨著溫度的不斷升高而不斷變大,當(dāng)體積膨脹到一定范圍時,內(nèi)部的應(yīng)力遠(yuǎn)遠(yuǎn)大于結(jié)構(gòu)的拉力,直接導(dǎo)致混凝土裂縫的出現(xiàn)。橋梁裂縫 除了長期受到高溫曝曬所致之外,很大原因還在于橋梁日常的維護(hù)和養(yǎng)護(hù)工作不到位,各種施工保護(hù)措施不當(dāng)造成。
2.鋼筋銹蝕造成混凝土膨脹所致
混凝土內(nèi)部均含有鋼筋結(jié)構(gòu),一般而言這些鋼筋不會與外部環(huán)境有直接的接觸機(jī)會。但是,若混凝土施工方法不當(dāng)或者混凝土本身質(zhì)量存在問題,那么鋼筋外層的保護(hù)層就會容易受到外部環(huán)境的侵蝕,如混凝土碳化?;炷撂蓟箐摻畋砻娴谋Wo(hù)層也就無法再保護(hù)鋼筋不受腐蝕,也就意味著鋼筋與外面空氣直接接觸,該情況下鋼筋中的鐵離子與氧以及水就會發(fā)生銹蝕反應(yīng),銹蝕到一定程度后,其產(chǎn)物體積會對混凝土產(chǎn)生影響,導(dǎo)致混凝土體積膨脹,當(dāng)膨脹到一定程度后就會出現(xiàn)裂縫。
3.荷載因素所致
荷載因素指的是橋梁在施工過程中本身產(chǎn)生一種應(yīng)力。該類應(yīng)力出現(xiàn)的原因有:①橋梁設(shè)計過程中對荷載的計算存在錯漏、結(jié)構(gòu)剛度、結(jié)構(gòu)安全系數(shù)、結(jié)構(gòu)受力等方面的計算與現(xiàn)實需要存在較大差距。②橋梁施工時沒有嚴(yán)格按照設(shè)計圖紙規(guī)定的施工順序進(jìn)行、每一道工序的施工反復(fù)多次,造成結(jié)構(gòu)出現(xiàn)振動疲勞,以致結(jié)構(gòu)承載力下滑。③允許任何超載車輛通行,受到大自然在災(zāi)害的影響。④維修或者補修過程中僅根據(jù)經(jīng)驗進(jìn)行受力鋼筋設(shè)計,導(dǎo)致設(shè)置的鋼筋滿足不了現(xiàn)實需要,最后出現(xiàn)因為受力不足而拉力過大現(xiàn)象等。
4.基礎(chǔ)沉降或位移所致
橋梁混凝土由于本身性質(zhì)以及外部環(huán)境變換影響,經(jīng)常出現(xiàn)基礎(chǔ)沉降和位移,這些沉降和位移直接導(dǎo)致混凝土結(jié)構(gòu)中不可避免出現(xiàn)一些超出預(yù)期的應(yīng)力,當(dāng)應(yīng)力與混凝土結(jié)構(gòu)拉力出現(xiàn)不相等時,就會導(dǎo)致裂縫的出現(xiàn)。
5.混凝土自縮所致
由于混凝土本身結(jié)構(gòu)組成原因常會出現(xiàn)碳化、干縮和冷縮等幾種常見的自縮現(xiàn)象。這種自縮現(xiàn)象會在很大程度上造成混凝土體積隨著時間推移不斷縮小。當(dāng)混凝土自縮現(xiàn)象不均勻且長時間出現(xiàn)自縮時,自縮引發(fā)的拉力大于混凝土抗拉力時,混凝土表現(xiàn)承受不住拉力就會就會不可避免的出現(xiàn)裂縫,專業(yè)上稱該種裂縫形式為收縮裂縫。
三、對橋梁裂縫進(jìn)行維修的常用方法
1.粘貼修補方法
也就是指使用專門的修補材料均勻粘貼到混凝土橋梁裂縫便面處,使橋梁裂縫得到封閉,禁止其蔓延。目前使用的粘貼修補材料常見的有三種:玻璃布、碳纖維以及鋼板。其中玻璃布是最主要的一種,其產(chǎn)品具有多種不同的類型,如平向或者斜向的紋布。當(dāng)前,裂縫修補最為常見也是最主要的玻璃布為無堿玻璃纖維,這種玻璃布相對于其他玻璃布就有更強的韌性和防水性,對于防止水分侵蝕混凝土具有非常顯著的作用。玻璃布粘貼的步驟為:首先,對要粘貼的裂縫處進(jìn)行沖洗,確?;炷亮芽p表面光滑無污垢。其次,將具有強力粘連作用的膠粘劑均勻涂抹在橋梁裂縫表面,確保粘劑涂抹均勻后將玻璃布慢慢粘貼到裂縫處,貼整齊后要用專門的工具在玻璃布上反復(fù)來回壓一次,確保內(nèi)部沒有氣泡。然后,再次將另一個新的玻璃布罩在第一層玻璃布上面,具體步驟與第一層粘貼步驟一致。需要注意的是,為了剛好的蓋住裂縫,每一個上層玻璃布都一定要比下層的玻璃布寬出很多,一定要確定上層布能夠包住下層布。
2.封閉修補方法
封閉修補方法指的是對裂縫進(jìn)行嚴(yán)密封閉,將整個裂縫封閉成為橋梁表面一個新的結(jié)構(gòu)。當(dāng)前橋梁裂縫修補工作中常用的修補方法有:表面抹灰、填縫、噴漿以及鑿槽嵌補。抹灰和填縫指的是利用一些材料將裂縫進(jìn)行全方位的填補處理,在完成所有填補之后再在填補面上開始抹灰,從而使整個裂縫處表面得到恢復(fù);噴漿也就是指使用專門的漿液對準(zhǔn)裂縫進(jìn)行噴射,從而使裂縫表面形成一層保護(hù)層的修補方法。一般在噴漿前都要對裂縫的實際情況進(jìn)行分析之后,才能夠選擇噴射方法。具體的噴漿方法常見有掛網(wǎng)噴漿以及無筋素噴漿等幾種。噴漿的步驟是:首先對裂縫表面進(jìn)行沖洗,確保干凈后使用噴射機(jī)器對裂縫處進(jìn)行快速噴射,噴漿中使用的漿液為強度比較大的水泥漿液;鑿槽嵌補指的是在裂縫處進(jìn)行才開槽處理,然后再鑿好的槽內(nèi)填補具有高強度粘連性質(zhì)的物質(zhì)起到修補作用。
四、結(jié)束語
總而言之,橋梁出現(xiàn)裂縫是多種因素共同作用的結(jié)果,除了由于混凝土自身以及周圍環(huán)境的溫度變化所致外,還包括鋼筋銹蝕造成混凝土膨脹所致、荷載因素所致、基礎(chǔ)沉降或位移所致以及混凝土自縮所致等多種因素導(dǎo)致裂縫出現(xiàn)。這些因素有些因素是無法避免的,如長期高溫曝曬、混凝土自縮性等。但是有些因素卻是可以避免,如荷載因素、沉降因素等,這些因素主要在橋梁建設(shè)之初做好每一步工作,對于有效避免裂縫出現(xiàn)其作用還是非常明顯的。
參考文獻(xiàn):
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[3]王志生.橋梁裂縫產(chǎn)生原因及常用維修方法[J].科技信息,2009,36(17):415-416.
【關(guān)鍵詞】道路橋梁;混凝土裂縫;形成原因;處理方法;預(yù)防措施
1.道路橋梁施工中存在裂縫問題的危害
之所以要在道路橋梁的施工建設(shè)過程中加強對于裂縫問題的關(guān)注,其最為根本的原因就是這些裂縫對于道路橋梁的危害是比較嚴(yán)重的,尤其是在后期的使用過程中這種危害表現(xiàn)的更為明顯,具體來說,其危害主要表現(xiàn)在以下幾點:
(1) 首先,道路橋梁中的裂縫能夠嚴(yán)重的造成其結(jié)構(gòu)的損壞,進(jìn)而影響其結(jié)構(gòu)的穩(wěn)定性,有的裂縫正是發(fā)生在其主體結(jié)構(gòu)上,因此,其本身就能夠直接影響到整個道路橋梁的結(jié)構(gòu)穩(wěn)定性,還有些裂縫雖然是發(fā)生在表面,但是隨著這些裂縫的滲透作用使得道路橋梁的內(nèi)部必然也會隨之受到一定的損害,進(jìn)而影響其結(jié)構(gòu)。
(2)其次,一旦道路橋梁出現(xiàn)裂縫問題,那么必然也會使得原來處于道路橋梁內(nèi)部的一些鋼筋暴漏在表面,進(jìn)而在風(fēng)吹日曬下就很可能出現(xiàn)腐蝕問題,最終影響到道路橋梁使用的安全性和穩(wěn)定性。
(3)最后,道路橋梁一旦出現(xiàn)了裂縫問題必然也會嚴(yán)重的縮短其服役年限,這一影響主要就是間接影響,比如上面的結(jié)構(gòu)損壞或者是鋼筋的腐蝕都會影響到道路橋梁的使用安全,進(jìn)而就會縮短其服役時間。
2.道路橋梁施工中混凝土裂縫產(chǎn)生的原因分析
水泥、骨料以及一些外加劑和摻合料一起構(gòu)成了混凝土,如果在施工中使用劣質(zhì)的混凝土就會導(dǎo)致橋梁裂縫的產(chǎn)生,當(dāng)然,導(dǎo)致混凝土出現(xiàn)裂縫的原因還有在攪拌、澆筑和施工過程中操作不當(dāng)或外部環(huán)境的影響等[1-2]。
2.1劣質(zhì)的混凝土原材料引起的混凝土裂縫
如果組成混凝土的原材料質(zhì)量不達(dá)標(biāo),將會引起施工中混凝土裂縫的產(chǎn)生。由于組成混凝土骨料的質(zhì)量不合格,將會影響到混凝土的強度,從而導(dǎo)致混凝土攪拌時的需水量隨之增
加或減少,進(jìn)而影響混凝土的收縮,最終導(dǎo)致混凝土出現(xiàn)裂縫。
2.2荷載引起的混凝土裂縫
荷載引起的混凝土裂縫,即混凝土橋梁在常規(guī)的靜、動荷載及次應(yīng)力下所產(chǎn)生的裂縫。主要有:第一,對于直接應(yīng)力裂縫的產(chǎn)生是由于橋梁的設(shè)計階段存在著漏預(yù)算或不完全預(yù)算的現(xiàn)象,從而導(dǎo)致荷載預(yù)算不足,又加上在施工中機(jī)械和材料的堆積,最終導(dǎo)致由于荷載超標(biāo)而引起混凝土裂縫的產(chǎn)生;第二,對于次應(yīng)力裂縫的產(chǎn)生是由于施工設(shè)計階段預(yù)算不周、不全面,從而忽略或多算了在施工過程中開洞、鑿槽等會引起荷載變化的因素,進(jìn)而導(dǎo)致混凝土裂縫的產(chǎn)生。
2.3溫度變化引起的混凝土裂縫
由混凝土的組成成分不難看出,混凝土具有熱脹冷縮的特征。在施工中,無論是內(nèi)部的還是外部的環(huán)境變化,都會引起混凝土發(fā)生形態(tài)上的變化,而一旦混凝土體積變形發(fā)生異常,那么結(jié)構(gòu)上所產(chǎn)生的應(yīng)力將對混凝土的強度產(chǎn)生影響,從而導(dǎo)致由溫度變化所引發(fā)裂縫的產(chǎn)生。而道路橋梁施工中的溫度變化是由多種原因引起的,例如天氣的突然變化、四季的溫差
以及日照都會引起溫度的變化,從而引起施工中混凝土裂縫的出現(xiàn)。
2.4收縮凍脹引起的混凝土裂縫
收縮和凍脹是造成混凝土裂縫的最為常見的一種因素,其中收縮引起的裂縫主要是由于混凝土的體積發(fā)生了較大的變形。由于施工中混凝土表面的水分蒸發(fā)吸收很快,而混凝土內(nèi)部的水分相對來說損失比較小,因此混凝土表面的變形不能與混凝土內(nèi)部的變形同步,所以當(dāng)表面混凝土的拉力超過其荷載時,就會產(chǎn)生裂縫。而凍脹引起的裂縫主要是發(fā)生在氣溫低于零攝氏度的時候[3],此時混凝土?xí)尸F(xiàn)結(jié)冰狀態(tài)導(dǎo)致混凝土體積膨脹,最終導(dǎo)致混凝土裂縫的出現(xiàn)。
3.橋梁裂縫常見裂縫處理方法
3.1壓力灌漿修補法
指施加一定的壓力,將某種漿液灌入結(jié)構(gòu)物內(nèi)部裂縫中去,以達(dá)到封閉裂縫,恢復(fù)并提高結(jié)構(gòu)強度、耐久性和抗?jié)B性能的一種修補方法。此法一般用于裂縫多且深入結(jié)構(gòu)內(nèi)部或
結(jié)構(gòu)有空隙的修補場合,它包括水泥灌漿、化學(xué)灌漿。第一,水泥灌漿的工藝流程包括六個部分:裂縫檢查及處理--鉆孔及清孔--止?jié){或堵漏處理--壓水試驗--灌漿--封孔及質(zhì)量檢查。在每一道工序操作中,都應(yīng)嚴(yán)格遵守相應(yīng)的施工規(guī)范,否則起不到良好的效果。第二,采用化學(xué)村料灌漿,修補結(jié)構(gòu)裂縫,可以大大改善灌漿村料的可灌性能,施工機(jī)械簡單,操作簡便,其應(yīng)用日趨廣泛。用于修補混凝土裂縫的化學(xué)灌漿村料,常用的主要有環(huán)氧樹脂灌漿村料和丙烯酸醋類灌漿村料兩種。
3.2表面粘貼修補法
指用膠黏劑把玻璃布或鋼板等村料粘貼在裂縫部位的混凝土面上,達(dá)到封閉裂縫的目的的一種修補方法。
3.3表面封閉修補法
包括填縫、表面抹灰、鑿槽嵌補、表面噴漿等幾種。
(1)填縫是磚石砌體裂縫修理中最簡便的一種方法操作時,將縫隙清理干凈,根據(jù)裂縫寬度不同分別用勾縫刀、抹子、刮刀等工具進(jìn)行操作,所用灰漿通常采用1:2.5或1:3水泥砂漿,一般不得低于砌筑灰漿的強度。填縫處理后可在美觀、耐久性等方面起到一定的作用而對砌體的整體性、強度等方面所起的作用甚微。
(2)除了上面的方法之外,我們還常用對村料外面進(jìn)行抹灰處理的方法。這種方法指的是通過水泥漿、水泥砂漿、環(huán)氧基液及環(huán)氧砂漿等村料涂抹在裂縫部位的磚石砌體或混凝土表面上一種修補方法。首先應(yīng)該對村料進(jìn)行外表處理,盡量的把村料的外表打毛,還要確保毛面處于同一個水平線上,之后對其進(jìn)行必要的沖洗處理,最后用水噴灑,這樣可以防止因為過于干燥而影響性能。在進(jìn)行涂抹工作的時候必要要掌握好力度,不可過厚也不可過于薄,因為過于厚了會使得泥漿因為本身的重力影響而掉落。如果過于薄,就會出現(xiàn)縫隙。通常把厚度掌握在一厘米到兩厘米之間。
4.道路橋梁施工裂縫的預(yù)防
4.1加強對于施工原材料的控制和管理
對于道路橋梁施工原材料的管理是一個重點問題,當(dāng)然也是造成裂縫問題出現(xiàn)的主要原因。基于這一點,在今后的施工過程中必須加強對于原材料的控制和管理,首先應(yīng)該切實保障其自身的質(zhì)量,然后對于混凝土施工而言,還應(yīng)該保障其配置的比例最為恰當(dāng)合理,避免因為這種配置不當(dāng)而造成裂縫的出現(xiàn)。
4.2加強具體施工過程的管理和控制
因為在整個的道路橋梁施工過程中存在著較多的因素會導(dǎo)致裂縫問題的出現(xiàn),這也就說明在具體的施工管理中需要控制的要點是比較多的,尤其是對于一些細(xì)節(jié)的把握更應(yīng)該慎重?;诖?,必須切實提高施工人員的整體素質(zhì),確保其具備相應(yīng)的施工資質(zhì),然后針對具體的施工環(huán)節(jié)加強對于設(shè)計圖紙和相關(guān)標(biāo)準(zhǔn)的研究,切實保障施工的準(zhǔn)確性。
4.3加強施工后期的養(yǎng)護(hù)工作
對于道路橋梁施工中出現(xiàn)的裂縫問題來說,后期的養(yǎng)護(hù)過程也是極為關(guān)鍵的,尤其是對于混凝土施工技術(shù)而言,更是應(yīng)該把握最終的養(yǎng)護(hù)環(huán)節(jié),確保養(yǎng)護(hù)工作的有效性,重點加強對于溫度和濕度的控制,避免因為這兩點而造成裂縫問題的出現(xiàn)。
5.結(jié)束語
加強混凝土裂縫的防治是提高道路質(zhì)量的重要途徑。因此,需要對混凝土裂縫的成因進(jìn)行深入分析,及時采取有效措施進(jìn)行裂縫治理,盡量避免出現(xiàn)混凝土裂縫的現(xiàn)象,從而保證道路工程能夠順利開展。
參考文獻(xiàn):
[1] 袁其同. 橋梁施工中產(chǎn)生混凝土裂縫的原因及處理分析[J].神州,2012,10(15):101-103.
橋梁裂縫比較常用的維修方法
隨著建筑技術(shù)和建筑材料的進(jìn)步,橋梁建筑的裂縫修補方法也越來越多,最常用方法有表面處理法、灌漿修補法、結(jié)構(gòu)加固法、混凝土置換法等。在實際運用時,要根據(jù)不同的情況進(jìn)行判定,采取最適合的手段。例如表面處理法一般用于較淺的裂縫或裂縫基本穩(wěn)定的情況;結(jié)構(gòu)加固法則用于裂縫較大且影響結(jié)構(gòu)的情況,這樣既能修復(fù)裂縫又能提高結(jié)構(gòu)強度和剛度。隨著技術(shù)的發(fā)展,新型材料不斷涌現(xiàn),橋梁裂縫修補的方法越來越多,我們要努力實踐,尋找出最適合的方法。
表面處理法。表面處理法是最常用的裂縫修補方法,一般針對那些較小的裂縫,通過在裂縫表面涂抹環(huán)氧類封縫膠和粘貼碳纖維布,達(dá)到恢復(fù)其防水性及耐久性。其施工要點是:保證混凝土表面清潔干凈,用鋼絲刷清除異物,并將混凝土表面刷毛,在涂抹和粘貼時注意完全覆蓋混凝土表面缺損處,保證均勻,不出現(xiàn)氣泡。
灌漿法。灌漿法是比較實用的裂縫修補法,在橋梁、路面、房屋等建筑上都有廣泛的應(yīng)用。其原理就是通過施加壓力,將修補漿液灌入建筑物裂縫的內(nèi)部,從而達(dá)到封閉裂縫,恢復(fù)建筑結(jié)構(gòu)完整性、持久性、防水性及堅韌性等目的。其主要流程是埋設(shè)灌漿嘴、封逢、密封檢查、配置漿液、灌漿、封口、灌漿檢查驗收。其適用于寬度較大、深度較深的裂縫,尤其是對受力性裂縫的修補有很大的應(yīng)用價值。
結(jié)構(gòu)加固法。結(jié)構(gòu)加固法是對混凝土結(jié)構(gòu)進(jìn)行處理,主要是針對那些影響到混凝土結(jié)構(gòu)功能的裂縫。結(jié)構(gòu)加固法的范圍很廣,常用的主要有以下幾種方法:加大混凝土結(jié)構(gòu)的截面面積、粘貼鋼板加固、粘貼碳纖維布、增設(shè)支點加固以及噴射混凝土補強加固等。在實際應(yīng)用中具體要采用哪種方法,要依據(jù)不同的情況而定。例如新型的碳纖維布粘貼法,其優(yōu)點就是不會增加原建筑的重量和體積。
混凝土置換法?;炷林脫Q法是針對混凝土嚴(yán)重?fù)p壞的一種有效方法。其具體的操作就是先將損壞的混凝土剔除,然后再置換入新的混凝土或其他材料。常用的置換材料有:普通混凝土或水泥砂漿、聚合物或改性聚合物混凝土或砂漿。在實施時要考慮到不同布局的受力影響,對置換的地區(qū)要進(jìn)行一定臨時性的加固。
電化學(xué)防護(hù)法。電化學(xué)防護(hù)法,是針對鋼筋混凝土長期防腐而設(shè)計的,即可用于新建筑,也可用于已出現(xiàn)裂痕的建筑結(jié)構(gòu)。其原理是利用介質(zhì)在電場中的電化學(xué)作用,來改變混凝土或鋼筋混凝土所處的環(huán)境狀態(tài),達(dá)到鈍化鋼筋,防腐的目的。
橋梁裂縫防治的對策
橋梁建筑出現(xiàn)的問題很多,裂縫只是其中比較突出常見的一種。在維護(hù)橋梁時不僅僅要做好修補工作,還要從全面的角度出發(fā),從根本上保證橋梁的安全運營。要考慮到引發(fā)橋梁問題的全部因素,從最開始的設(shè)計、施工、到建成后的使用和管理情況。根據(jù)各方面的實際情況,有針對性地采取對策,不能只是靠發(fā)現(xiàn)問題后才修補,忘記了日常維護(hù)管理。具體對策可以從以下考慮。
1)橋梁在設(shè)計和施工時埋下的問題隱患。例如國內(nèi)在建筑橋梁時,設(shè)計準(zhǔn)備階段不夠完善,一方面是結(jié)構(gòu)設(shè)計、結(jié)構(gòu)模型不合理,對整個的結(jié)構(gòu)體系缺乏仔細(xì)的研究和了解;另一方面是計算不嚴(yán)謹(jǐn),出現(xiàn)漏算、誤算的現(xiàn)象。在施工上,施工單位重速度輕質(zhì)量,重利益輕安全,導(dǎo)致施工質(zhì)量低劣,采用的材料和技術(shù)手段都不完全合格,某些結(jié)構(gòu)的施工順序不當(dāng)?shù)?。這些施工上的問題在短期內(nèi)不會暴露出來,但卻大大影響橋梁建筑的長期使用,為橋梁問題埋下了大量的隱患。所以在設(shè)計和施工時要嚴(yán)格保證達(dá)到要求,保證橋梁的長久使用。
2)建成后的使用和管理問題。車輛超載問題在我國公路運輸上是一種普遍的現(xiàn)象,這種現(xiàn)象對道路橋梁和駕駛員自己都是巨大的安全隱患。橋梁的超載會加劇橋梁的應(yīng)力幅度和損傷,導(dǎo)致使用壽命降低,甚至?xí)霈F(xiàn)重大的事故。此外,國內(nèi)很多地區(qū)對于橋梁的日常檢查和養(yǎng)護(hù)不夠,往往一座投資巨大的橋梁,卻忽視了事后的維修養(yǎng)護(hù)。導(dǎo)致許多小問題經(jīng)過天長日久的積累后,引發(fā)重大的橋梁損害。所以我們要加強超載現(xiàn)象的控制,加大日常檢查和養(yǎng)護(hù)的力度,保證橋梁不受非自然因素的影響破壞。
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