市政橋梁結(jié)構(gòu)裂縫分析及加固技術(shù)處理
2015-06-30
前言
橋梁，是城市交通的樞紐，對(duì)城市的長(zhǎng)遠(yuǎn)發(fā)展與經(jīng)濟(jì)的繁榮具有十分重要的作用。它讓城市的道路變得越來(lái)越通暢，使人們的出行變的更加便捷。橋梁對(duì)于城市的現(xiàn)代化建設(shè)具有至關(guān)重要的作用，這也就直接涉及到一個(gè)問(wèn)題，橋梁的安全問(wèn)題。橋梁的安全問(wèn)題關(guān)系到人民的生命財(cái)產(chǎn)安全，關(guān)系到社會(huì)的穩(wěn)定以及城市經(jīng)濟(jì)的繁榮發(fā)展。因此，橋梁的安全問(wèn)題不容忽視。
裂縫形成種類以及形成原因
1、裂縫形成的種類
橋梁工程中裂縫種類歸納為三種：首先是，由外荷載引起的直接應(yīng)力裂縫，也就是外荷載引起的直接應(yīng)力產(chǎn)生的裂縫；二是由外荷載引起的次應(yīng)力裂縫，即由外荷載引起的次應(yīng)力產(chǎn)生裂縫；另外一個(gè)是變形應(yīng)力引起的裂縫，這類裂縫主要是有溫度、收縮、膨脹等引起結(jié)構(gòu)變形，變形受到約束時(shí)便產(chǎn)生應(yīng)力，當(dāng)此應(yīng)力超過(guò)混凝土極限強(qiáng)度時(shí)就產(chǎn)生裂縫。這些裂縫產(chǎn)生的原因是多方面的，主要是設(shè)計(jì)原因、施工原因等，同時(shí)，外部環(huán)境等因素的影響也會(huì)產(chǎn)生裂縫。
2、裂縫形成的原因
1）設(shè)計(jì)疏漏，計(jì)算假設(shè)受力與實(shí)際受力不相符，計(jì)算模型不合理，外部荷載考慮不周全。
2）施工方面：不按設(shè)計(jì)圖紙施工，使結(jié)構(gòu)的受力模型與設(shè)計(jì)不相符；施工中混凝土振搗不密實(shí)、初期養(yǎng)生不夠；不根據(jù)預(yù)制結(jié)構(gòu)受力特點(diǎn)合理起吊、運(yùn)輸、安裝；蠻干施工、亂開(kāi)孔、亂支牛腿，受車輛、船舶的撞擊等都會(huì)產(chǎn)生裂縫。
3）材料性質(zhì)問(wèn)題：水泥的反常凝固、反常膨脹以及水泥的水化熱不按規(guī)范施工；混凝土骨料的配合比、密度、孔隙率等不合適等原因。
4）外部環(huán)境因素：由于溫度和濕度的變化，混凝土構(gòu)件內(nèi)外溫差、內(nèi)部鋼筋的銹蝕、受鹽類的化學(xué)腐蝕、車輪的磨損等因素也會(huì)產(chǎn)生一定程度的裂縫。
三、裂縫問(wèn)題的加固處理方法
1、表面封閉修補(bǔ)法。這種方法就是沿著混凝土裂縫的表面鋪上一層薄膜材料，在施工的時(shí)候?qū)⒒炷恋谋砻嬗盟⒆哟蛎瑢⒒炷帘砻娴牧芽p填平。也可以用瀝青進(jìn)行修補(bǔ)縫合，但是這種方法的漿液很難灌入。表面修補(bǔ)的方法適合運(yùn)用在裂縫很淺的橋梁上，即橋梁內(nèi)部并沒(méi)有出現(xiàn)裂縫，基本穩(wěn)定。為了防止出現(xiàn)更大的裂縫，可以采用表面修補(bǔ)的方法。
2、壓力灌漿法。壓力灌漿法也可分為水泥灌漿、石灰灌漿、化學(xué)物質(zhì)灌漿、瀝青灌漿等。噴漿修補(bǔ)是一種在經(jīng)過(guò)處理的裂縫表面，噴射一層密實(shí)的水泥砂漿保護(hù)層，來(lái)封閉裂縫的修補(bǔ)方法。在噴漿之前，要把結(jié)構(gòu)表面的剝離部分除去，然后用水沖洗清潔，并在開(kāi)始噴漿之前把基層濕潤(rùn)，然后再開(kāi)始噴漿。水泥灌漿這種方法適合在橋梁的裂縫分布不均勻的情況下使用?；瘜W(xué)灌漿現(xiàn)在已經(jīng)在橋梁裂縫的修補(bǔ)上得到了廣泛的應(yīng)用。
3、填充鋼板法。填充鋼板法就是當(dāng)鋼筋混凝土構(gòu)件產(chǎn)生主拉應(yīng)力裂縫時(shí)，可對(duì)裂縫先進(jìn)行處理之后，再在裂縫處粘結(jié)鋼板，并用膨脹螺栓對(duì)鋼板加壓。鋼板的粘合方向與裂縫的方向垂直。
4、梁式結(jié)構(gòu)加固法。梁式橋上部加固可以采用任何一種方法，要根據(jù)橋梁的實(shí)際情況來(lái)確定。就目前的情況來(lái)看，主要采取擴(kuò)大原結(jié)構(gòu)構(gòu)件截面，以提高結(jié)構(gòu)的強(qiáng)度和剛度；以新的結(jié)構(gòu)代替舊的抗力不足的結(jié)構(gòu)，改變?cè)Y(jié)構(gòu)的受力體系，使控制截面變矩的峰值減小，對(duì)原結(jié)構(gòu)施加預(yù)應(yīng)力，改變?cè)Y(jié)構(gòu)的受力圖式，以達(dá)到提高橋梁剛度和強(qiáng)度的目的。
5、混凝土置換法
混凝土置換法是處理嚴(yán)重?fù)p壞混凝土的一種有效方法，這種方法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。
其他一些控制措施
1、在鋼筋的選用問(wèn)題上，要嚴(yán)格按照標(biāo)準(zhǔn)組織加工，在焊接時(shí)，要嚴(yán)防焊接技術(shù)不過(guò)關(guān)的現(xiàn)象產(chǎn)生。
2、在設(shè)計(jì)和制作模板上，要盡量減少錯(cuò)臺(tái)和漏縫現(xiàn)象的產(chǎn)生并要求模板必須具有足夠的剛度和光潔度，同時(shí)要求單元面積大，接縫少，接縫嚴(yán)密平順。在使用模板時(shí)，要進(jìn)行試拼，對(duì)精度差的地方進(jìn)行修平，并做刨光處理，并涂抹一層防護(hù)油，確保撤膜后砼結(jié)構(gòu)表面平順光潔。
3、定量預(yù)測(cè)。計(jì)算大體積混凝土溫度、應(yīng)力、平均整澆長(zhǎng)度（伸縮縫間距），確定混凝土內(nèi)外最大溫差、最大應(yīng)力、最長(zhǎng)伸縮縫間距，當(dāng)其超過(guò)混凝土極限抗拉強(qiáng)度時(shí)，需在施工方案中采取降溫、延長(zhǎng)溫度變化時(shí)間，或增加應(yīng)力釋放途徑，或增加伸縮縫來(lái)避免產(chǎn)生裂縫。計(jì)算支架及模板的剛度及撓度，防止因支架及模板的下沉而引起混凝土在未形成強(qiáng)度前不均勻沉降而產(chǎn)生裂縫。
4、要進(jìn)行實(shí)時(shí)的監(jiān)控。
首先，是對(duì)支架以及模板變形的監(jiān)控。對(duì)于重要結(jié)構(gòu)部位，在施工前要進(jìn)行等荷載預(yù)壓，實(shí)際測(cè)得變形值，施工時(shí)根據(jù)實(shí)測(cè)變形值預(yù)設(shè)預(yù)拱度。
要對(duì)混凝土的配合比進(jìn)行監(jiān)控。實(shí)測(cè)粗細(xì)骨料含水量，計(jì)算出施工配合比。攪拌過(guò)程中，水量通過(guò)實(shí)踐來(lái)控制，粗細(xì)骨料以及水泥等通過(guò)電子計(jì)量來(lái)控制，外加劑聽(tīng)過(guò)量杯，從而保證按施工配合比攪拌混凝土，嚴(yán)禁隨意更改水灰比。
還要對(duì)溫度進(jìn)行監(jiān)控?；炷恋娜肽囟纫刂圃?0°c以下，實(shí)時(shí)監(jiān)控構(gòu)件中混凝土終凝前內(nèi)外溫度，尤其是澆筑后1天—3天內(nèi)水化熱高峰時(shí)。
結(jié)語(yǔ)
任何一座橋梁，從交付運(yùn)營(yíng)起，都或多或少帶有一定程度的病害，產(chǎn)生裂縫問(wèn)題也是難以避免的，不僅僅是因?yàn)楣こ淌┕さ脑?，更重要的也是自身的?yīng)力所導(dǎo)致，但是我們?nèi)绻谠O(shè)計(jì)施工的過(guò)程中做好預(yù)防措施，主動(dòng)對(duì)可能發(fā)生的質(zhì)量病害進(jìn)行事前控制，這對(duì)降低橋梁的后期維修費(fèi)用以及保障橋梁安全使用具有重要的意義。
