鋼筋混凝土箱梁結(jié)構(gòu)的加固設(shè)計與施工
2016-02-29
1. 鋼筋混凝土箱梁裂縫成因
混凝土是否出現(xiàn)問題，首先就是看混凝土當中是否產(chǎn)生了裂縫，因為裂縫的有無可疑直接反應(yīng)出混凝土的結(jié)構(gòu)是否有問題，是否收到了損傷，可以說有無裂縫是混凝土結(jié)構(gòu)好壞的一個特征。因此，在對混凝土進行結(jié)構(gòu)損傷檢測時，就可以查看該結(jié)構(gòu)當中是否存在裂縫問題。而讓混凝土結(jié)構(gòu)產(chǎn)生裂縫的原因有很多，比如因為超出本身荷載能力、或者是溫度的變化、地基發(fā)生了形變，此外，也有可能是由于本身的鋼筋出現(xiàn)銹蝕、凍脹、施工質(zhì)量差問題等等。基本上，出現(xiàn)裂縫的原因可以分為如下兩類：
第一類：由于受力超過荷載能力而產(chǎn)生的裂縫，也可以稱之為是結(jié)構(gòu)性裂縫，這類裂縫的情況主要是與外部的受力情況有關(guān)，一旦出現(xiàn)這種裂縫，那么就可以認為是該結(jié)構(gòu)的承載能力出現(xiàn)了問題，或者是可能存在其他更為嚴重的問題。
第二類：由于鋼筋、地基、溫度變化或者是混凝土自身出現(xiàn)變形等問題而產(chǎn)生的裂縫，這類的裂縫也可以稱之為是非結(jié)構(gòu)性裂縫，當在這些因素作用下，混凝土的變形受到限制時，其拉應(yīng)力就會影響到內(nèi)部的結(jié)構(gòu)，這個拉應(yīng)力超過混凝土的最大抗受能力時，就會出現(xiàn)裂縫，一旦裂縫出現(xiàn)，那么變形就產(chǎn)生，進而拉應(yīng)力也就隨著不見了。
這兩類裂縫產(chǎn)生的原因不相同，自然他們之間就存在著明顯的區(qū)別，產(chǎn)生的危害也是有著天壤之別的，不過，有時可以把這兩類的裂縫融合在一起。根據(jù)相關(guān)數(shù)據(jù)顯示，約有八成的裂縫是由于形變而產(chǎn)生的，其余的兩成則是由于超荷載能力而產(chǎn)生的。如何對一個裂縫的危害性進行評定，主要就是看這個裂縫是怎么產(chǎn)生的，并且，知道了裂縫產(chǎn)生的原因，也就知道了如何去修補或者是加固這個裂縫，如果不去仔細分析裂縫產(chǎn)生的原因就隨意處理，那么不但會浪費人力物力，達不到修補的效果，還有可能產(chǎn)生更為嚴重的事故。
2. 鋼筋混凝土箱梁結(jié)構(gòu)的加固設(shè)計
第一，計算裂縫寬度，這類裂縫是由于預(yù)應(yīng)力而導(dǎo)致鋼筋混凝土出現(xiàn)的，在相關(guān)的設(shè)計規(guī)范（JTG62-2004）中有明確定義：鋼筋混凝土構(gòu)件的裂縫寬度在Ⅰ類和Ⅱ類環(huán)境下要小于等于0.2mm，而在Ⅲ、Ⅳ類環(huán)境下則不能大于0.15mm。最小裂縫寬度的計算公式如下所示：
如果還要考慮長期的超荷載或者是長期車載問題時，那么較大裂縫的計算公式就如下面的公式所示：
結(jié)合上荷載實驗報告，在最不利的試驗荷載情況下，利用箱梁去測試截面，進而得到實際測量的最差結(jié)果，然后對加固工作做好充分的準備。
通過分析上面的相關(guān)公式，以及計算、測量的結(jié)果，可以得出設(shè)計方案來對鋼筋混凝土箱梁結(jié)構(gòu)進行加固。
根據(jù)上面的相關(guān)數(shù)據(jù)，可以得到三種加固的設(shè)計方案：底板粘貼玄武巖纖維、掛網(wǎng)錨噴混凝土以及底板粘貼碳纖維布。在實際情況當中，需要根據(jù)不同的問題來選擇不同的加固方案。
3.鋼筋混凝土箱梁結(jié)構(gòu)的加固施工
3.1裂縫封閉
1)如果裂縫是在02mm范圍內(nèi)的，那么就可以在線在裂縫的上口出開一個V形槽，寬度控制在20mm以內(nèi)，槽面最好保持平整。
2)對開好的槽，首先做的工作就是清理，可以用竹刷或者是鋼絲刷，清掃出殘渣，對于灰砂，可以利用氣管進行吹，清理完畢后，需要用紅外燈進行烘干。裂縫的外部最好不要用清水洗，一般都是采用丙酮或者是二甲苯，然后用紗頭進行擦洗，最為關(guān)鍵的就是要保證表面沒有灰塵或者是其他雜物。
3)裂縫周圍涂抹上環(huán)氧漿液，如果裂縫比較深，也可以灌注。
4)最后一個工序就是嵌入環(huán)氧砂漿，然后用工具處理好表面，保持地面平整，等到環(huán)氧樹脂完全硬化后就額可以使用了。在養(yǎng)護的整個過程中，一定要保證干燥、不能出現(xiàn)震動。
3.2 裂縫灌漿
（1）處理縫隙
1) 對于需要處理的縫隙，首先要對其進行開槽，鑿出一個寬不大于6mm，深小于4mm的O型槽；
2) 將表面的一些雜物剔除掉，可以利用壓縮空氣清除槽內(nèi)的塵埃；
3) 如果有暴露在外部的鋼筋，那么就需要對鋼筋表面進行除銹，如果是有斷裂的，那么還需要進行焊接工作；
4)利用丙酮對縫隙進行洗刷、擦清表面。
?。?）埋設(shè)灌漿嘴
處理完裂縫的清理工作后，將灌漿嘴埋設(shè)到相應(yīng)位置，一般灌漿嘴的位置要距離縫長35-40cm最好，如果縫隙比較寬，那么可以排的稀疏些，如果縫隙比較窄，那么就要排列的緊湊，但要保證每個裂縫都有一個排氣孔和進漿孔。
?。?） 封縫
為了防止出現(xiàn)跑氣或者是跑膠等問題，就需要在對裂縫進行封閉時要保證同步性?？梢韵妊刂p隙涂抹一層基液，然后抹上膠泥，此時再除去氣泡并修平，等到膠泥稍微凝固后就可以刷第二層的基液了。
?。?） 密封檢查
等到封縫完全結(jié)束后，就要對密封性進行檢測，首先在沿縫處抹上肥皂水，然后往灌漿嘴中充入壓縮氣體，然后查看是否出現(xiàn)漏氣現(xiàn)象。
（5）灌漿
為了達到實際的性能要求，就要根據(jù)現(xiàn)場的實際情況配置化學(xué)灌漿，在灌漿之前，要用壓縮空氣對管道以及裂縫進行吹氣清理。灌漿時要遵從自上而下的原則，從一端灌注到另一端，控制好壓力。
3.3 粘貼玄武巖纖維布
粘貼玄武巖纖維布施工步驟：處理構(gòu)件基底、涂抹底層涂料、環(huán)氧膩子修補、粘貼玄武巖纖維布以及防護表面。
?。?） 施工準備
首先應(yīng)該對施工圖進行仔細閱讀，根據(jù)實際情況制定相關(guān)的施工方案與計劃。對于要使用的一些工具、材料等要提前做好準備。
1)在施工前，首先要對需要處理的位置進行一些檢測，比如環(huán)境溫度、含水率。如果含水率大于4%或者是環(huán)境溫度小于5°，那么就需要采取一定的措施來改善施工條件，此外，還要按照施工圖紙進行畫線來定位。
2) 將表面的疏松部位進行清理，直到暴露出混凝土結(jié)構(gòu)。假如有裂縫，那么首先對裂縫進行修補、平整，在此過程中，要保證混凝土的厚度不超過15mm，對于粘貼部位的混凝土，假如表面很堅固，那么就需要除去表面的油污或者是其他雜物，然后打磨平整，直到暴露出集料新面，而且，這個過程當中的平整度也是要達到5mm/m這個標準的；構(gòu)件轉(zhuǎn)角的位置處要打磨出半徑大于20mm的一個圓弧，待打磨完畢后，就要用吹風(fēng)器清理表面雜物。在受力方向上，玄武巖纖維片材的長度要大于100m，如果是利用多條或者多層材料進行加固時，還要保證材料的搭接位置要相互錯開。
3)如果要求要涂刷底膠時，那么在進行玄武巖纖維材料粘貼時就要按照說明書當中的配制進行操作。在涂抹底膠前，要先用丙酮把地面處理干凈，然后再用毛刷或者其他特制工具進行涂抹，而且調(diào)好的底膠應(yīng)該盡快使用完。
4)粘接劑供應(yīng)商已經(jīng)給出了配比以及操作步驟，相關(guān)人員只需要按照說明進行操作即可。在稱量時，要放到容器中進行操作，調(diào)膠也是要使用低速攪拌棒進行均勻攪拌，保證沒有汽包產(chǎn)生，在此過程中，要保證沒有灰塵落入。樹脂的含量需要根據(jù)現(xiàn)場的實際溫度而定，并且粘接劑應(yīng)該在規(guī)定的時間內(nèi)使用完。
（2）玄武巖纖維片材的粘貼
1)玄武巖纖維布要按照設(shè)計的要求僅此剪裁；
2)對于漫漬樹脂，應(yīng)該按照產(chǎn)品供應(yīng)商所提供的信息進行制作，并且在涂抹時要保證均勻；
3)為了防止產(chǎn)生氣泡，應(yīng)該按照纖維的方向進行滾壓，使玄武巖纖維布與浸漬樹脂能夠充分結(jié)合，除此之外，在滾壓時千萬不能損傷到玄武巖纖維布；
4)如果是多層粘貼，那么只要重復(fù)上面的步驟即可，但是一定要保證在第一層徹底干燥后再進行下一層的工作。
5)纖維方向要與加固的方向一樣，其受力方向的搭接也要大于100mm；
6)在進行這些步驟之前，一定要進行劃線定位。
3.4 施工期間交通組織
為了保證工程質(zhì)量與效果，在施工時一定要進行交通管制，因此，這就要求施工部門要與交通部門協(xié)調(diào)好，假如不對交通進行管理，那么工程的質(zhì)量就會大打折扣。
4 結(jié)語
預(yù)應(yīng)力鋼筋混凝土箱梁結(jié)構(gòu)中，如何加固和施工成為了目前比較熱門的一個話題，本文從鋼筋混凝土結(jié)構(gòu)當中出現(xiàn)裂縫問題著手，進而提出一些加固方案，最后對如何施工進行了詳細闡述，以此來給加固設(shè)計以及施工提供了一些必要的參考和理論價值。
