時間:2023-05-17 16:38:55
序論:寫作是一種深度的自我表達。它要求我們深入探索自己的思想和情感,挖掘那些隱藏在內心深處的真相,好投稿為您帶來了七篇橋梁裂縫修補方法范文,愿它們成為您寫作過程中的靈感催化劑,助力您的創作。
Abstract: With the modern bridge construction technology rapid development, the construction quality of bridge engineering has been markedly improved. But in the process of construction, easily cracks. This paper analyzes on the causes of cracks in bridge construction, proposed the bridge crack mending method.
Key words: bridge; cracks; causes; repair method
中圖分類號:U445 前言
在混凝土結構中,會經常出現裂縫的現象。隨著時間的推移和外界的影響,混凝土的內部構造會不斷發生變化,加上鋼筋的銹蝕,混凝土的碳化等影響,小裂縫會逐漸演變成大裂縫,最終嚴重威脅人們生命財產的安全。因此,要準確分析好裂縫的產生原因,研究防治方法,保證橋梁的質量,從而確保人們的生命財產安全,在給人們帶來方便的同時,更是促進了建筑業的發展。
1、橋梁施工裂縫的原因 1.1荷載引起的裂縫 荷載裂縫產生的原因在于施工過程中,不加限制地堆放施工機具、材料;不了解預制結構受力特點,隨意翻身、起吊、運輸、安裝;不按設計圖紙施工,擅自更改結構施工順序,改變結構受力模式;不對結構做機器振動下的疲勞強度驗算等。 1.2施工材料質量引起的裂縫 混凝土主要由水泥、砂、骨料、拌和水及外加劑組成。配置混凝土所采用材料質量不合格,可能導致結構出現裂縫。砂石粒徑太小、級配不良、空隙率大,將導致水泥和拌和水用量加大,影響混凝土的強度,使混凝土收縮加大,如果使用超出規定的特細砂,后果更嚴重。砂石中云母的含量較高,將削弱水泥與骨料的粘結力,降低混凝土強度。砂石中含泥量高,不僅將造成水泥和拌和水用量加大,而且還降低混凝土強度和抗凍性、抗滲性。砂石中有機質和輕物質過多,將延緩水泥的硬化過程,降低混凝土強度,特別是早期強度。砂石中硫化物可與水泥中的鋁酸三鈣發生化學反應,體積膨脹2.5倍。拌和水或外加劑中氯化物等雜質含量較高時對鋼筋銹蝕有較大影響。采用海水或含堿泉水拌制混凝土,或采用含堿的外加劑,可能對堿骨料反應有影響。 1.3施工工藝質量引起的裂縫 與施工有關的原因,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、施工質量低劣,容易產生縱向的、橫向的、斜向的、豎向的、水平的、表面的、深進的和貫穿的各種裂縫,特別是細長薄壁結構更容易出現。裂縫出現的部位和走向、裂縫寬度產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,保護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,初期養護不夠,硬化前受振動或加荷,預應力混凝土過早張拉或超張拉,養護混凝土時內外溫差過大
1.4溫度變化引起的裂縫 橋梁結構能夠觀察到的嚴重裂縫損害,很多都是由于溫度引起的內應力和約束應力所造成的。混凝土具有熱脹冷縮性質,當外部環境或結構內部溫度發生變化,混凝土將發生變形,若變形受到約束,則在結構內將產生應力,當應力超過混凝土抗拉強度時即產生溫度裂縫。以下情況易產生溫度裂縫:薄、厚構件的連接處易發生裂縫:在箱形橋梁中,當橋面板的溫度與底板的溫度有較大差別時,箱形梁腹板處容易開裂;澆注大體積混凝土時,由于產生水化熱,致使混凝土內外溫度差過大,使得混凝土表面開裂;混凝土在降溫收縮時受到約束,內部產生拉應力,混凝土也容易開裂。此外,蒸汽養護或冬季施工措施不當,混凝土驟冷驟熱,內外溫度不均,也易導致裂縫的產生。
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行具體分析,確定該橋存在的缺陷和病害產生的原因,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。對于橋梁的裂縫而言,要判明裂縫的種類,并進行有針對性的處理。
2.1表面封閉修補法
2.1.1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膜,在裂縫寬度有可能變動時,可采用具有跟蹤性的焦油環氧樹脂等材料。在裂縫多而且密集或者混凝土老化、砂漿離析的結構物上也可大面積涂抹保護膜。
2.1.2“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。
2.1.3鑿深槽嵌補。先沿裂縫鑿一條深槽,槽形根據裂縫位置和填補材料而定,然后在槽內嵌補各種黏結材料,如環氧砂漿、瀝青、甲凝等。
2.1.4表面噴漿。噴漿修補是在經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層來封閉裂縫的一種修補方法。根據裂縫的部位、性質和修補要求與條件,可采用無筋素噴漿,或掛網噴漿結合鑿槽嵌補等修補方法。
2.2化學灌漿法
此法可使結構重新結合為整體、阻斷空氣和水分進入梁體,避免腐蝕鋼筋。對靜止裂縫的修補,裂縫開展已基本穩定的情況,一般以環氧樹脂等化學材料并施加低壓灌注至混凝土裂縫中。對活動裂縫的修補,處于繼續開展而未穩定的裂縫,應在分析并控制裂縫開展使其穩定后,方可進行修補加固。
先將結構物的裂縫或孔隙與外界封閉僅留出進漿口及排氣孔,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并使其擴散、膠凝固化,以達到恢復整體性、強度、耐久性及抗滲性的目的。
灌漿材料應具備黏結強度高、可灌性好等基本要求,一般常采用環氧和甲凝兩類材料。環氧灌漿是以環氧樹脂為主體,它的黏結力強、穩定性好、收縮小、耐腐蝕及機械強度高,裂縫寬度在0.1mm以上時采用環氧灌漿。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以下的細裂縫。
灌漿一般采用純壓法灌漿。對于細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,用灌漿機進行灌注。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,并用環氧膠泥抹平。最后對每一道裂縫表面再刷一層環氧樹脂水泥漿,確保封閉嚴實,并使其顏色與混凝土結構盡量保持一致。
2.3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劑一般采用環氧基液黏結劑。
2.3.1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,并用環氧樹脂膠泥封閉四周,而后從注入口注入環氧樹脂,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行施工。
2.3.2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,黏結效果也好。
參考文獻
[1]吳岳雄.淺談混凝土施工裂縫的控制與預防[J].山西建筑,2007,33(4):166-167.
[2]周國鈞等混凝土工程裂縫調查及外強加固技術規程[M]北京:地震出版社,1992
【關鍵詞】市政橋梁結構;裂縫分析;加固技術處理
橋梁,它是城市交通的樞紐,對城市的長遠發展與經濟的繁榮起著非常重要的作用。它讓城市的道路更多變,也更加方便了人們的出行。橋梁對于現代化城市的建設越來越不可或缺,它的作用甚至不亞于公路、鐵路的建設。這也就直接牽引出一個問題,那就是橋梁的安全問題。橋梁的安全問題關系到人民的生命安全、社會的穩定和城市經濟的發展與繁榮。所以,市政橋梁的安全問題不容有絲毫疏忽。仔細分析市政橋梁結構裂縫產生的原因和提出正確有效的加固技術處理,是非常必要的。
1 市政橋梁結構裂縫問題產生的原因
第一,市政橋梁自身應力產生的裂縫。橋梁自身的應力產生裂縫的種類分為橋梁收縮引起的裂縫和溫度差異引起的裂縫兩大類,下面將對其具體分析。
(1)橋梁收縮引起的裂縫問題。橋梁的收縮實際上是因為砼在進行凝固的時候內外的收縮不均勻,導致表面上的砼所受到的拉力遠遠超過了抗拉的強度,從而出現了橋梁的裂縫。市政橋梁在施工的過程中,混凝土筑后4小時左右時,水泥水化的反應異常激烈和活躍,此時也是分子鏈逐漸產生和形成的關鍵時期。分子鏈形成的時候會出現泌水,這就說明混凝土并沒有完全硬化,這就導致塑性收縮的產生。另外,混凝土硬化以后,混凝土表面的泌水會逐漸蒸發,溫度也會下降,這時候混凝土的體積會減小,所以會出現縮水干縮的情況。
(2)溫度差異引起的裂縫問題。溫度差異引起的裂縫實際是砼在水泥的凝固過程中放熱、太陽光的強烈照射、電弧進行焊接時引起的溫度變化,在這些溫度的變化下,能夠引起收縮和膨脹的情況發生,導致溫度應力超過砼所能承受的強度,從而出現橋梁裂縫。每年的溫度均存在很大的差異,但是溫度的變化一般來說比較緩慢,對橋梁的主要影響是導致其縱向出現位移。橋梁的面板和主要支柱、橋身側面受到太陽的直射后,局部溫度要比其他地方的溫度高得多。這樣就導致橋梁自身受到約束,橋梁被曬的局部拉應力相對較大,這樣就出現了裂縫。
第二,橋梁荷載作用下產生的裂縫。荷載裂縫一般是指混凝土橋梁在常規的動靜狀態荷載以及橋梁的次應力下產生的裂縫。荷載裂縫主要分為直接應力裂縫和次應力裂縫,直接應力裂縫就是指橋梁在物體的直接荷載下引起的外部應力產生的裂縫。這種裂縫主要是橋梁表面的荷載超過了它所能承受的應力。次應力裂縫是指橋梁在外部荷載的基礎上所引發的次生應力所產生的裂縫。
2 市政橋梁結構裂縫問題的加固技術處理
首先,市政橋梁裂縫常見的處理方法有三種,即表面封閉修補法、壓力灌漿修補法、填充鋼板法。由于橋梁出現裂縫的原因各種各樣,所以處理裂縫的方法也須根據實際情況來進行判定。表面修補的具體做法是沿著混凝土裂縫的表面鋪上薄膜材料,在施工的時候將混凝土的表面用刷子打毛,將混凝土表面的裂縫填平。也可以采用瀝青進行修補縫合,但是這種方法的漿液很難灌入。表面修補的方法適合運用在裂縫很淺的橋梁上,即橋梁內部并沒出現裂縫,基本穩定,為了防止出現更大的裂縫,可以采用表面修補的方法。表面修補法可以采取將混凝土或石灰填充裂縫的方法,也可以在裂縫的表面進行抹灰的方法,這些方法非常簡單,工程不大。但是它能阻止裂縫變大,從而導致橋梁的鋼筋受到侵蝕,出現深層裂縫。壓力灌漿法分為水泥灌漿、石灰灌漿、化學物質灌漿、瀝青灌漿。噴漿修補是一種在經過處理的裂縫表面,噴射一層密實的水泥砂漿保護層,來封閉裂縫的修補方法。噴漿前,需要把結構表面的剝離部分除去。再用水沖洗清潔,并在開始噴漿之前把基層濕潤,然后再開始噴漿。水泥灌漿適合橋梁的裂縫分布不均勻的情況下使用。石灰灌漿可以通過砼中不同的壓力形成的孔眼將石灰漿灌入橋梁裂縫中。石灰的黏稠度可以根據橋梁裂縫的實際情況進行考慮。化學物質是一種新型的橋梁裂縫修補方法,它主要采用先進的化學材料修補裂縫,可以在很大程度上改變灌漿材料的性能。它的優勢在于可以將很細的裂縫進行修補,而且操作非常簡捷,修補的效果非常好。化學灌漿法現在已經在橋梁裂縫的修補方面得到了廣泛的應用。填充鋼板法,就是當鋼筋混凝土構件產生主拉應力裂縫時,可對裂縫先進行處理之后,再在裂縫處粘結鋼板,并用膨脹螺栓對鋼板加壓。鋼板粘合方向應和裂縫方向垂直。
其次,梁式結構加固增強技術也是加固技術處理的重要方法之一。梁式橋上部加固可以采用各種不同的方式,主要視橋梁的實際情況,承載能力的減弱程度以及今后的使用要求而異。一般來說,主要采取擴大原結構構件截面,以提高結構的強度和剛度;以新的結構代替舊的抗力不足的結構;改變原結構的受力體系,使控制截面變矩的峰值減小;對原結構施加預應力,改變原結構的受力圖式,以達到提高橋梁剛度和強度的目的。
3 結論
在市政橋梁的工程中,橋梁產生裂縫問題是很難避免的。不僅僅因為工程施工的原因,更重要的是自身的應力所導致的。雖然目前橋梁結構存在的裂縫問題比較普遍,但是只要在設計和施工中能認識到橋梁結構常規裂縫機理,同時采取相應的一些橋梁結構裂縫加固處理技術,裂縫問題是可以減少甚至可以避免的。在施工的過程中,充分考慮橋梁的各方面,力求做到減少橋梁裂縫的產生。當橋梁出現淺層的裂縫時,應該積極做好修護工作,避免裂縫的進一步擴大。在市政橋梁結構的設計中,應該進行合理的設計與預防。在原材料的購買上,應該非常慎重,將原材料的質量放在首位。在施工的過程中,應該充分考慮施工的合理性與科學性,注重效率的同時,更應該保質保量,嚴令禁止“豆腐渣”工程。在橋梁施工的管理上,也應該嚴格,這樣不僅可以提高橋梁的質量,也能減少橋梁裂縫的出現。必須要避免因為橋梁的裂縫導致意外事故的發生,給人們的生命造成不安全隱患。
參考文獻
關鍵詞:鋼筋混凝土橋梁;病害;養護
究其原因,主要是對病害及其發生機理缺乏系統、清楚的認識。因此,掌握不同類型橋梁、不同病害的特點,分析其病害成因,針對具體問題迅速簡捷地制定相應對策,是當前橋梁工程界研究的熱點。
一、橋梁結構常見病害
1.1橋面鋪裝病害
突出的橋面鋪裝病害問題是:
(1)橋面早期破壞嚴重。橋面過早出現車轍,擁包,網裂,龜裂,瀝青面剝落。
(2)橋梁上部結構及鋪裝結構的耐久性不足。
(3)交通量不斷增大,車輛動荷載的反復作用,容易使路面破損開裂,大大影響了行車的舒適和安全。
1.2凍融病害
凍融現象也是造成橋梁病害,影響橋梁結構承能力和壽命的主要原因之一。西部地區受天氣影響極易產生凍融現象,長期反復作用易造成結構產生裂縫有些橋梁進行了加固處理,新澆混凝土和后補混凝土結合不好,易產生裂縫,而凍融作用又加劇了這種作用。凍融病害主要是以下幾方面引起:
(1)自然因素的影響。
(2)橋梁本身混凝土的施工質量不高,排水設施存在缺陷。
(3)后期養護薄弱。
1.3混凝土裂縫病害
在混凝土橋梁中,梁體開裂是一種較為普遍的現象.典型的砼裂縫按開裂部位可將分為:主梁頂、底板開裂,腹板開裂,齒板開裂,預應力錨頭區開裂等.按成因可分為結構裂縫和非結構裂縫.結構裂縫是指砼所受拉應變超過極限應變而出現的開裂現象.它的寬度可隨著荷載的變化而變化;非結構裂縫一般是指由于變形受到約束而出現的開裂現象.砼收縮、徐變和溫差等均是非結構裂縫產生的原因。
混凝土開裂可以說是“常發病”和“多發病”,經常困擾著工程技術人員實際上混凝土結構裂縫的成因復雜而繁多,每一條裂縫均有其產生的一種活者幾種主要原因。混凝土結構裂縫的種類,就其產生的原因,大致可分為以下幾種:
(1)荷載引起的裂縫。
(2)溫度引起的裂縫。
(3)收縮引起的裂縫。
(4)鋼筋銹蝕引起的裂縫。
(5)凍脹引起的裂縫。
(6)材料質量引起的裂縫。
(7)施工質量引起的裂縫。
1.4銹蝕病害
鋼筋銹蝕是影響橋梁結構壽命和安全的一個重因素。由于種種原因,橋梁結構鋼筋的銹蝕廣泛存在為了維持橋梁的正常運營,需要對出現銹蝕的橋梁行維修。鋼筋銹蝕主要是發生了電化學反映。鋼筋面致密的氧化膜可使鋼筋免受銹蝕。氧化膜的破壞間接導致了銹蝕的發生。
鋼筋發生銹蝕時,銹蝕部分的體積可膨脹至原積的10倍以上,從而對周圍混凝土形成擠壓,造成凝土開裂、剝落,使截面有效尺寸減小,導致結構承載力下降。
二、病害養護措施
2.1橋面鋪裝病害的養護措施
(1) 瀝青鋪裝面層病害的養護措施
瀝青砼鋪裝面層具有平整度好、噪音小、施工便捷等特點,在橋梁面層鋪裝中得到廣泛應用,我處管養的橋梁全部采用了這種形式。但瀝青砼鋪裝層也有怕水浸泡,使用壽命短等缺點。對于瀝青鋪裝病害,在日常養護過程中采取如下的措施:
1、瀝青罩面:對于大面積的瀝青面層麻面、骨料松散等病害,可重新攤鋪瀝青罩面。若有泛油、油包現象,在罩面前,應先將泛油、油包部分銑刨,將多余的瀝青油鏟除之后,再進行瀝青面層的罩面工作。部分小面積的麻面,可用瀝青油沙在病害部分的表面進行修補。
2、瀝青灌縫:對于瀝青面層出現的裂縫,可用瀝青油進行灌縫,這樣可防止雨水滲入瀝青底層,延長瀝青面層
使用壽命。
3、瀝青面層鋪裝的局部修補:對于瀝青面層的局部坑洞、脫皮現象,可先將病害部分切割方正,清掃干凈后,灑貼乳化瀝青底油,用瀝青料將坑洞補回。
(2) 砼鋪裝面層病害的養護措施
砼鋪裝面層具有使用壽命長,維護工作量小等特點。對于砼鋪裝面層病害,在日常養護中采取如下的措施。
1、局部修補:對于橋面砼鋪裝脫皮露筋、塊板缺角等病害,可將存在病害部分切割方正,鑿除已損壞部分并用清水沖洗干凈充分潤濕,用相同標號水泥砼或快速水泥修補。
2、全部鑿除,重筑鋪裝層:橋面鋪裝層如已嚴重損壞,或砼板塊已嚴重碎裂,可采用全部鑿除,重筑鋪裝層的方法修補。新鋪的面層可采用普通水泥砼,也可采用鋼纖維砼等其它材料。
2.2凍融病害的養護措施
(1)設計方面
在容易出現裂縫的地方加大配筋,對于混凝土構筑物,要有防水、排水措施。
(2)材料選擇及配合比方面
摻入少量減水劑、早強劑、防凍劑、引氣劑,限制水灰比,選擇抗凍性好的硅酸鹽水泥。
(3)施工方面
控制好混凝土的塌落度,振搗過程不要太長,加強早期養護。
2.3混凝土裂縫病害的養護措施
橋梁結構在施工和運營使用過程中,常會產生各種不同形式的裂縫。橋梁所產生的裂縫可分為兩類:一類為正常裂縫,一類為非正常裂縫。混凝土構件由于自身應力作用產生收縮裂縫、溫度裂縫,此類裂縫只要縫寬限制在0.3mm以內,構件內鋼筋不會因裂縫的存在而受到腐蝕,這種裂縫為正常裂縫,可不作處理。預應力混凝土構件由于在承受荷載之前已預加應力,因此理論上不容許產生裂縫。但在荷載的作用下,橋梁的混凝土構件會在外力作用下產生彎曲裂縫、剪切裂縫、斷開裂縫、扭曲裂縫。這幾種裂縫在外力作用下產生后,會逐漸開展,裂縫寬度增大,混凝土構件表層混凝土脫落,直至導致構件內鋼筋的腐蝕。此類裂縫為非正常裂縫,必須進行處理。橋梁混凝土構件一旦發現裂縫應加強檢查與觀測,并制定相應的養護措施。一般情況下對橋梁裂縫應采用表面封閉修補法。常用方法有:內部壓漿修補、填縫、表面抹灰、鑿槽嵌補、表面粘貼和表面噴漿等。對于嚴重影響結構強度和剛度的裂縫,則需作結構補強加固處理。部分橋梁由于設計及施工工藝原因,在建成時梁體結構出現大量有規律的裂縫,隨著時間的推移,裂縫逐漸開展并橫向貫通梁體,裂縫寬度部分已達到1mm,對這種橋的裂縫可采用
的是環氧樹脂材料灌漿修補法。裂縫修補完畢后,必須委托專業單位對裂縫進行了檢查,確保修補的效果。
2.4銹蝕病害的養護措施
(1)覆蓋法
通常使用環氧樹脂砂漿或環氧樹脂混凝土,基本方法是,盡可能敲掉劣化的混凝土,再對混凝土表面及鋼筋表面做噴砂處理,用環氧樹脂砂漿或混凝土進行斷面修復及表面覆蓋處理,目的在于防止氯化物或氧氣的侵入。再用聚氨酯類材料做表面覆蓋,以提高其耐候性。這種方法不僅可以延緩混凝土碳化,而且能有效地阻止有害離子的侵入,具有良好的修補效果。
(2)更換保護層混凝土方法
更換保護層混凝土是一項施工技術要求高、施工管理要求嚴的工作。施工時,應分段鏟除保護層混凝土,并分段補澆,隨鏟隨澆,鑿除鋼筋保護層混凝土至少超過鋼筋位置20mm,使修補材料能很好地包圍鋼筋和原混凝土。銹蝕的鋼筋應進行除銹,對于銹蝕嚴重、有效面積減小的宜增配相應截面積鋼筋補強。沖洗原混凝土表面,在鋼筋上涂刷阻銹劑,重新澆搗或噴射摻有阻銹劑的細石混凝土保護層,其強度等級應比原混凝土提高一級。對新舊混凝土結合面以及分段施工混凝土結合面,均應做界面處理。
三、結束語
總之,通過利用高科技手段,實現人工檢測向自動化檢測發展,由破損類檢測向無損檢測技術發展,使橋梁質量的檢測、評估和病害分析更加快捷,使橋梁養護更加合理經濟。還應當加大養護質量的科技投入,提高橋梁耐久性,延長橋梁的使用壽命。
參考文獻:
【關鍵詞】混凝土橋梁病害防治措施
[Abstract] a large number of diseases of in-service highway bridge in existence, are directly or indirectly affect the bridge safety and driving comfort. In this paper, the author introduces the common concrete bridge diseases and causes, and put forward the prevention measures for the disease.
[keyword] concrete bridge diseases prevention and control measures
中圖分類號:U448.33文獻標識碼:A文章編號:2095-2104(2013)
引言
隨著經濟的發展,交通運輸量大幅度增長,行車密度和車輛載重越來越大,尤其是推行拖掛運輸和集裝箱運輸后,重型車輛日益增多,現有一部分公路橋梁己滿足不了使用要求,這是世界各國所面臨的普遍問題。為了確保公路的正常運營,必須對橋梁常見病害及原因進行分析,并采取相應的防治措施。
一、混凝土橋梁常見病害及原因
1、混凝土橋梁表層缺陷常見病害
鋼筋混凝土橋梁表層缺陷主要有蜂窩、麻面、漏筋、空洞、磨損、銹蝕、老化、表層成塊脫落等類型,具體各類缺陷產生的原因如下:
(1)蜂窩
蜂窩現象的產生主要是因為施工原因所致,具體的原因如下:混凝土在灌筑過程中如果缺乏應有的振搗、以及運輸過程中混凝土出現離析、支模時模板縫隙不嚴,使得水泥砂漿流失等都可以造成蜂窩現象的產生;此外,當鋼筋太密、混凝土粗骨料粒徑太大或塌落度過小時,都可造成其蜂窩的形成。
(2)漏筋
漏筋的產生很大程度上是因施工質量差所引起,如灌筑時鋼筋保護層墊塊發生位移,鋼筋緊貼模板,保護層處振搗不實或漏振等,此外,當梁橋梁體因為外界或自身原因出現裂縫,降雨天氣里,雨水浸入梁體裂縫,使得鋼筋銹蝕膨脹引起表層大面積脫落,從而促成漏筋現象出現。
(3)麻面
麻面的發生主要是因為施工時采用了表面不光滑的模板,以及模板在濕潤時不夠充分,造成梁體表面混凝土內的水分被模板吸收,從而使得麻面現象出現。
(4)空洞
如果在結構設計時鋼筋選配不當,使得鋼筋布置過密,則可能造成該病害的產生,同時,在施工時混凝土被卡住,又未充分振搗就繼續灌筑上層混凝土。此外,嚴重漏漿亦能產生空洞現象。
(5)磨損
該病害的成因大致有三種情況:混凝土強度不足,表層細骨料太多;車輪磨耗;高速水流沖刷,水流中又夾帶大量砂石等。
(6)銹蝕、老化、剝落
其成因主要有以下幾種:①保護層太薄;②結構出現裂縫時,雨水浸入裂縫內部,使得鋼筋發生化學及物理反應,從而出現銹蝕;③鋼筋銹蝕膨脹引起剝落;④嚴寒地區冰凍及干濕交替循環作用;⑤有侵蝕性水的化學侵蝕作用。
2、混凝土橋梁的裂縫及其產生原因
裂縫是混凝土橋梁最常見的缺陷之一,根據裂縫的發生部位和產生原因不同,主要有以下幾類:
(1)沿梁腹板梁高度上的表面裂縫
常見于T形梁的腹板側面上,在半梁高度處常出現棗核形裂縫,間距無規律;裂縫寬度δ=0.2~0.6mm,有的達到0.8mm。位置和方向:腹板裂縫,常出現在梁的跨中,并垂直于主鋼筋;在支座到1/4跨徑之間,裂縫與主鋼筋形成60o斜角。
原因:混凝土質量不均勻,在受到較大荷載,易沿腹板產生表面裂縫大。這種裂縫,最大寬度一般變化不大,但是,容易與受拉區裂縫相連接,如圖所示:
圖:沿梁腹板高度上的表面裂縫圖
(2)梁腹板的斜裂縫
斜裂縫常見于跨徑大于l0m的鋼筋混凝土梁橋。位置和方向:斜裂縫常發生在支座到1/4跨徑之間,出現在梁的側面,并與梁形成45o~60o左右的夾角。裂縫形式:裂縫寬度0.1~0.3 mm,裂縫間距0.5~1.0mm。
原因:梁在彎剪作用下,在0~1/4區域產生的主拉應力,超過了該部位的材料抗拉強度。隨著荷載增加,斜裂縫也逐漸增大。在0~1/4梁段內,外力主要以剪力形式出現,因此,裂縫形成角度大于450;隨著彎矩增加,梁腹板在剪一彎作用下,發生剪一彎裂縫,裂縫則與梁縱向成為30o~45o角,裂縫條數為1~2條,縫寬為0.2~0.3mm。這種裂縫的發生的過程:先出現垂直于梁軸的彎曲裂縫,再發生傾斜裂縫。
(3)梁(板)結構的主筋部分水平縱向裂縫
位置和方向:在主筋位置附近,沿著主筋延伸方向,出現的水平縱向裂縫;裂縫度可達半跨。最大裂縫的寬度達到4mm。伴隨著裂縫擴展,混凝土保護層剝離,鋼筋外露而銹蝕。
原因:這種裂縫產生的原因比較復雜,可以是混凝土先出現裂縫,引起鋼筋的銹蝕;也可能是鋼筋銹蝕膨脹引起混凝土開裂。發生這種病害原因,施工質量較差,保護層過薄;混凝土內加了過量的添加劑,導致混凝土碳化、鋼筋銹蝕脹裂混凝土。
(4)梁體支座處裂縫
位置與方向:在簡支梁支座的墊板處的梁體上,支座上的墊板與混凝土交界處,時常發生的斜向裂縫。這種裂縫往往只有一兩條大裂縫,裂縫寬度δmax =2mm。
原因:橋墩發生不均勻沉降、歪斜;局部混凝土承壓力不夠;支座傾斜或者活動支座失靈等。
因此,發現混凝土橋梁出現缺陷后,必須及時對缺陷進行調查研究,分析缺陷的產生原因、現狀、發展趨勢,以及橋梁遭受破壞的程度,對使用的影響等,及時采取措施進行維修加固。
二、混凝土橋梁常見病害的防治措施
1、蜂窩麻面等混凝土缺陷處理
對于板底存在混凝土蜂窩、麻面、剝落、掉塊、缺損、凹陷等缺陷,首先將缺陷部位表層的舊混凝土全部鑿除,露出新鮮混凝土,然后利用人工除銹的方法對缺陷部位的外露鋼筋除銹,并將混凝土表面清理干凈,最后利用環氧砂漿對缺陷部位進行修補。
2、表面裂縫封閉修補方法
(1)填縫
填縫是磚石砌體裂縫修理中最簡便的一種方法。操作時,將裂縫清理干凈,根據裂縫寬度同分別用勾縫刀、抹子、刮刀等工具進行操作,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,而對砌的整體性、強度等方面所起的作用甚微。
(2)表面抹灰
表面抹灰是指用水泥漿、水泥沙漿、環氧基液及環氧砂漿等材料,涂抹在裂縫部位的磚石體或混凝土表面上的一種修補方法。
(3)表面粘貼修補法
表面粘貼法是指:用膠粘劑把玻璃布或鋼板等材料粘貼在裂縫部位的混凝土表面上,達到封閉裂縫目的的一種修補方法。
(4)鑿槽嵌補
鑿槽嵌補是沿混凝土裂縫鑿一條深槽,然后在槽內嵌補各種粘結材料,如環氧砂漿、瀝青、甲基丙稀酸脂類化學補強劑(甲凝)等的一種修補方法。
(5)表面噴漿
噴漿修補是在經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層來封閉裂縫的一種修補方法。
(6)打箍加固封閉法
當鋼筋混凝土梁件產生應力裂縫時,可采用在裂縫處加箍使裂縫封閉的方法。
3、內部裂縫修補
壓力灌漿是指施加一定的壓力,將某種漿灌入結構內部裂縫中去,以達到封閉裂縫,恢復并提高結構強度、耐久性和抗滲性能的一種修補方法。此法一般用于裂縫多且深人結構內部或結構有空隙的修補。根據灌漿材料的不同,壓力灌漿可以分為三類:水泥灌漿、化學灌漿和瀝青灌漿。其中水泥灌漿和化學灌漿較為常用。
結語
通過對鋼筋混凝土橋梁的常見病害及原因的分析,我們可以看到,一座橋梁的病害成因涉及到許多方面的因素,因此,要使得病害的減輕,就需要緊抓設計、施工等各環節,并及時加強養護和維修,爭取減輕或消除病害。
參考文獻:
【論文摘要】: 文章介紹了鋼筋混凝土橋梁經常出現的病害及其病害產生的原因,提出了對病害的處理及預防措施。
1. 前言
鋼筋混凝土橋梁在修建或運營一段時間后往往會伴有病害的發生,如橋頭跳車、混凝土開裂、鋼筋誘蝕等,對混凝土橋梁產生不同程度的損傷,影響結構的正常使用,降低其使用性能及使用壽命。下面介紹對這些橋梁病害的分析及病害的處理及預防措施。
2. 橋梁常見的缺陷和病害
2.1 上部構造的缺陷和病害
主梁或主拱圈受拉部位開裂、破損、承載力下降;橋面鋪裝有裂縫、沉陷、龜裂;橋頭跳車;防水層排水功能不完善;水滲漏病害引起鋼筋銹蝕、混凝土剝離;支座位置不正確或損壞引起傾斜、錯臺及位移等。
注意:裂縫是橋梁最常見的缺陷和主要病害,而橋梁的病害往往也是從裂縫形成而開始的。因此,我們應對橋梁裂縫病害引起高度重視。
2.2 下部墩臺及基礎的病害
基礎的缺陷和病害主要表現為:承載力不足而使基礎不均勻沉陷;基礎的滑移和傾斜,以及基底局部沖空;基礎結構物的異常應力和開裂。
橋墩、橋臺缺陷和病害主要表現為:水平、豎向和網狀裂縫;混凝土脫落、空洞、材料老化;受外力沖擊產生破壞;鋼筋外漏和銹蝕;結構變形、位移等。
3. 公路橋梁病害及成因分析
1) 設計荷載標準偏低,承載能力不足。橋梁的承載能力是根據設計時所采用的荷載等級來確定的,早期建造的橋梁,特別是二十世紀六、七十年代建造的橋梁,設計荷載大多偏低。隨著交通量的增加和荷載等級的提高,原有橋梁已經無法滿足現今交通的需要,有些橋梁已經出現嚴重病害。
2) 通行能力不足。這主要表現在橋面寬度不足;橋梁平面線形、縱斷面線形標準太低;橋上通車凈空或橋下通車凈空不足。
3) 人為及自然因素引起結構的損壞。比如超出設計最高水位的洪水、泥石流、浮冰、冰凍、地震、強風、船舶撞擊等作用,河道不恰當開挖,橋梁基礎下存在巖溶、礦山坑道等,引起橋梁結構的局部損壞。
4) 自然老化。早期公路橋梁的設計齡期為50年,隨著時間的推移,已建橋梁會不斷損壞和老化,其承載力、剛度、延性和穩定性不斷下降,這是一個不可改變的客觀規律。
5) 超期服役。這部分橋梁并不是太多,但主要是建造時期較早,比如五、六十年代建造的橋梁,設計使用壽命只有30年-50年,這些橋梁目前仍有部分在使用當中。
6) 超負荷使用。隨著我國改革開放的深入,交通運輸業競爭在不斷加劇。按路線等級或者預期設計荷載等級來說,這一部分設計荷載等級并不低,但由于一些特殊的原因,橋梁使用荷載大大超出設計荷載,致使橋梁長期處于超重荷載作用下運營,加速了橋梁的損壞。
7) 設計、施工的先天不足。有些橋梁設計上不是很合理,結構構造處理不合理,橋梁在早期運營時其缺陷并不明顯,運營一定時間后,病害逐漸顯現出來。有些橋梁由于受施工質量、施工技術、施工手段等的限制和影響,存在一定的技術缺陷,隨著運營時間的增加,其病害也逐漸顯露、發展。
8) 養護維修及加固措施不當。有些橋梁的技術缺陷則是由于養護維修不恰當引起的。比如橋面維修增加過大的恒載,致使橋梁本身自重過大,承載力相對提高較小或未提高;橋面排水處理不當,橋面滲水;又如支座維修不當,改變了整個結構的受力狀態等。有些橋梁則是加固不當引起的。比如加固施加的預應力大小或者位置不恰當,引起結構的二次病害;又如結構體系改變不合理,致使結構的關鍵部位應力超限等。 轉貼于
4. 橋梁裂縫加固和修補方法
橋梁裂縫處理與加固應結合進行。加固的目的一方面是為了恢復或提高梁體的承載能力(縱向加固),提高橋梁的橫向剛度(橫向加固),另外是為了減小裂縫的產生和進一步的發展。常用的橋梁縱向加固方法:上部結構加固時可采用橋面補強層加固法、增大截面和配筋法、粘貼鋼板法、改變結構受力體系加固法、體外預應力法等,下部結構加固時可采用擴大基礎加固法、增補樁基加固法、混凝土套箍法、墩臺拓寬法和橋臺新建擋土墻加固法;橋梁橫向加固方法有:增設預應力橫隔板、提高橋梁的橫向剛度。
橋梁裂縫常用的處理方法主要有裂紋注漿、表面涂裝、保護層修補、充填法等,并主要采用自行研制的各種修補材料。在借鑒國外先進技術的基礎上,對存在裂紋、出現堿骨料反應、碳化深度過大及受鹽害腐蝕的大量混凝土橋梁進行維修。從修補效果來看,結構物的劣化速度得到了相對控制,基本起到了提高結構耐久性的目的。
新材料新工藝的采用:在改善混凝土的使用性能和耐久性方面,有各種混凝土裂縫修補技術,以聚丙烯纖維為代表的高性能纖維混凝土的應用,堿一骨料反應抑制劑以及滲透型鋼筋阻銹劑的推廣使用等。自從20世紀90年代后期以來,我國引進國外修補裂縫的先進材料和技術,就是碳纖維加固。這種材料與方法的突出優點是:對橋的自重影響不大,達到加固的補強效果,使用壽命長;國內已有多家生產廠家,但其造價較高。
橋梁裂縫病害的處理效果主要取決于修補材料的質量與相應的施工工藝水平,早期橋梁裂縫修補,對不同部位,采用不同的材料和施工方法,橋柱和橋的縱、橫梁的裂縫修補材料,普通采用鋼板加固方法;而橋面則采用瀝青澆灌方法。前者使用的材料與方法的缺點是:增加橋梁的荷載,施工難度大,優點是牢固可靠;后者的材料和方法的缺點是:瀝青容易老化,修補不久又產生裂縫,只堵漏,不補強;優點是施工方便快捷。混凝土裂縫引起水分滲入是導致鋼筋銹蝕的通道。鋼筋銹蝕損壞的修復傳統采取“打補丁”的辦法,即局部鑿除松動的混凝土,露出銹蝕鋼筋,除銹后抹上水泥砂漿。實踐中多次發現效果不佳,同時還給補丁四周的鋼筋帶來更嚴重的銹蝕問題。近年來,國外開發了一種新的修復技術:在結構表面涂上一層遷移型有機阻銹劑,它可以通過混凝土遷移到鋼筋表面,使鋼筋再鈍化。
關鍵詞:道路橋梁;裂縫;產生原因;防治措施
中圖分類號:TU997文獻標識碼: A 文章編號:
引言
隨著我國道路橋梁建設的飛速發展,道路橋梁的質量問題也越來越成為人們關注的焦點,最常見的就是道路橋梁產生裂縫的問題。道路橋梁出現裂縫不僅對我國交通環節以及安全造成了潛在威脅,同時還增加了道路橋梁的使用效益和風險成本,嚴重者還會導致橋梁垮塌。近年來不斷發生的道路橋梁裂縫事件,引起了國內外專家學者的高度重視,并進行了相應的技術創新研究。防治道路橋梁產生的裂縫,要分析人為與自然因素和裂縫防治與養護的技術方法。道路橋梁產生的裂縫的成因繁多而復雜,形成的原因也是千差萬別,因此在道路建設中對設計及施工質量要有足夠的重視。
一、道路橋梁施工中裂縫分類
根據結構承載力的影響,我們將道路橋梁施工過程中出現的裂縫分為兩種:一種是結構性裂縫,另一種是非結構性裂縫。兩種裂縫因歸屬原因不同而會產生不同的結果。結構性裂縫是指由于外界荷載過大或橋梁的結構承載力過低而造成橋梁發生結構性裂縫。由其含義可知,造成橋梁出現結構裂縫的主要原因是由于橋梁的的剛性、延性以及強度等不足。所謂非結構裂縫指的是橋梁因外界環境變化而產生的非荷載結構變形或者混凝土因不能滿足自身而發生的變形。相對結構性裂縫而言,非結構性裂縫不會對橋梁結構的整體或局部承載力產生影響,可一旦超過某一限度,會對橋梁的耐久性及美觀性造成影響,甚至削弱結構承載力。
二、道路橋梁施工中裂縫產生的原因
1、混凝土原材料質量引起的混凝土裂縫
混凝土的組成主要包括:水泥、骨料以及外加劑和摻合料等組成,這些組成的材料的質量如果不符合要求,達不到標準,就會引發道路橋梁工程施工的過程中混凝土裂縫的形成。在混凝土的組成部分中如果骨料的質量不合格,那么,混凝土的強度會受到直接的影響,在攪拌的時候水量會增加或減少,最終會破壞混凝土的收縮性,導致道路橋梁工程施工的過程中混凝土出現裂縫。另外,我們還要想到,在混凝土的組成中,還有外加劑和摻合料的類別選擇和質量選擇,要預防它們和水或是骨料將結合后發生化學反應,進而發生混凝土裂縫現象。
2、工藝質量性裂縫
較低質量的施工工藝同樣是產生混凝土裂縫的原因之一。在砼結構中,如果施工工藝不正確,很容易產生鋼筋各個方向上的裂縫,不同的原因將會出現不同部位或者是不同走向的裂縫,并且裂縫的寬度也來自不同因素的影響。如果混凝土的保護層超過一定厚度,就會使它所承受的不同方向的鋼筋對應的保護層也開始加厚,這種情況下,直接導致整個構件的高度降低,而產生垂直方向的鋼筋裂縫。如果混凝土的振搗工作進行的操作不合格,會引起荷載裂縫,而不合格的操作往往包括振搗過程不均勻也不密實等。另外,混凝土的流動性能很差,這樣使得混凝在硬化前很難做到充足的沉實,造成硬化后的沉實量過大,引起裂縫。還有很多由于工藝技術引起的混凝土裂縫,如對混凝土攪拌時間、運輸時間的控制以及對接頭部分的處理等。
3、溫度性裂縫
3.1高強度日照的影響
由于橋面的板塊和橋主梁以及橋墩的一面受到陽光強烈的照射,使橋梁整體受熱不均勻,被曝曬的地方溫度明顯比其他地方的溫度高,橋梁的溫度呈非線性式的梯度分布結構。又因為自身對受力的約束,使得橋體局部的拉力和應力較大,引起裂縫的出現。
3.2突然降溫的影響
日照和驟然降溫是使橋梁出現結構溫度裂縫最為常見的原因。如果正常的天氣突然下大雨或者突然來冷空氣,會導致橋體的表面溫度驟然下降,甚至是日落都會引起結構外表溫度的降低。但是橋梁的內部溫度卻下降的很緩慢,這樣,內外溫差引起的橋梁溫度梯度,直接會導致橋梁結構裂縫。在對日照以及突然降溫進行內力計算的時候,可以把設計規范起來,并結合實際橋梁的資料進行計算,而混凝土的彈性量則不需考慮折減。
4、收縮性裂縫
混凝土在進行施工中的澆筑任務以后,大約四小時水泥就會發生一系列的化學反應,尤其是水化反應最為激烈。在這個時候,混凝土沒有達到硬化的標準,而仍然處于非硬化的狀態,所以,這時的收縮形式為塑性收縮。一些骨料在下沉中會受到鋼筋強烈的阻擋,加上在塑性收縮的影響下,容易形成沿著鋼筋方向而生成的裂縫。混凝土的縮水性和縮干性收縮發生在混凝土硬結之后。由于硬結后的混凝土的溫度會隨著表層水分的蒸發而降低,進而導致其體積不斷縮小。整個混凝土表面水分丟失快,而內部卻相對很慢,所以,引起混凝土表面和內部的收縮性能不同,強度大小不一致,使混凝土被鋼筋強烈的束縛著,而產生明顯的裂紋。在混凝土的硬化中常見的另一種收縮類型就是自生收縮。它的收縮反應與外部溫度沒有關系,這一自生收縮是水泥同水發生的水化反應。在高溫情況下最容易發生的反應就是碳化收縮,由于大氣中二氧化碳和水泥容易發生一些化學反應,所以收縮變形的出現就見怪不怪了。碳化收縮的發生條件必須是極高的溫度,并且它的反應強度會隨著大氣二氧化碳濃度的變化而變化。影響混凝土收縮裂縫的主要因素有:水泥品種、標號及用量。水泥標號越低、單體積用量越大、磨細度越大,則混凝土收縮越大,且發生收縮時間越長。良好的養護方法可加速混凝土的水化反應,獲得較高的混凝土強度。養護時間越長,則混凝土收縮越小。對于溫度和收縮引起的裂縫,增配構造鋼筋可用明顯提高混凝土的抗裂性,尤其是薄壁結構。構造上配筋宜優先采用小直徑鋼筋小距布置。
5、早期塑性沉降裂縫
塑性收縮縫是指新拌的混凝土在凝固過程中,因表面的水分蒸發而引起的裂縫,常見于構件的外露表面。混凝土在凝固的過程中,還尚處于流塑態,由于重力的作用,混凝土會進一步的壓實,表面伴隨著水分的蒸發和表面的干縮,就會在表面產生塑性沉降裂縫。例如,在混凝土澆筑幾個小時之后,有時會出現長短不一、走向不規則的裂縫,這種裂縫被稱為龜裂。塑性沉降裂縫的特征是一般出現在構件表面水平鋼筋的上方,當保護層較弱時,裂縫可沿鋼筋長度方向發展,并且鋼筋直徑越粗,保護層越弱,這種現象就越明顯。這種現象的原因是在未凝固的混凝土中,漿體會有下沉的趨勢,相應的水分就會上移,這樣就會在表面形成塑性沉降裂縫,并且在水平鋼筋的底部形成水分空隙。為避免早期塑性沉降裂縫的產生,就要嚴格控制混凝土的水灰比例,可適當添加少量粉煤灰和減水劑。在混凝土澆筑2小時以后進行二次振搗,振搗完需要將表面振實,注意振搗時間不宜過長,速度要適宜,不能過快,要保證混凝土的密實性。在養護上要注意澆筑早期避免水分的蒸發,冬季要御寒保溫,夏季避免陽光直射,在豎向模版的邊隙涂抹脫模劑。
三、道路橋梁施工中裂縫的防治措施
1、注重施工過程溫度的變化,防止溫度變化引起裂縫
在混凝土攪拌的過程中,要注意水量的添加。這樣做的目的就是降低混凝土的溫度。尤其是在天氣熱的季節進行施工的話,要控制好混凝土的溫度。比如,在夏季施工的時候,我們要將混凝土的澆筑厚度減少,這樣更方便于混凝土能夠很好的散熱,在特殊的情況下,要在混凝土的內部增設降溫的辦法,這樣就能確保混凝土的抗裂性。混凝土的質量越好其抗裂性就越強,所以,在道路橋梁工程施工的過程中,我們不要忽視混凝土的堆放、攪拌方式以及混凝土的澆筑過程,同時,對于溫度高時,要加強對混凝土的澆水措施,對于溫度低時,要加強對混凝土的表面保溫措施,這樣才能增加混凝土的抗裂性,降低混凝土裂縫的現象。
2、強化施工控制
規范的施工操作、合理的混凝土配合比、嚴格的養護和監測等對混凝土裂縫的預防有著重要的意義,強化施工控制應做到以下幾點:(1)嚴格控制混凝土配合比。根據道路橋梁設計要求、混凝土設計強度制定科學的混凝土配合比,尤其是控制好水灰比,并選擇級配合格、品質優良的砂石作為混凝土集料,尤其是控制好集料的粒徑,以確保混凝土具有較好的抗裂性能;(2)強化混凝土的養護,強化混凝土的養護工作,避免混凝土在硬化過程中水分散失過多而產生裂縫,或因溫度變化而產生裂縫,對此要強化混凝土表面的保濕工作、合理澆水,并結合環境條件對混凝土進行覆蓋,避免溫度下降過快或水分蒸發嚴重。
3、合理修補裂縫
3.1表面修補法
表面修補法對于混凝土表淺裂縫以及深層裂縫有著良好的修補效果,表面修補法一般通過在混凝土表面涂抹水泥漿來實現,由于這種修補方法對混凝土的承載力沒有明顯的影響,因而應用較為廣泛。
3.2灌漿修補法
當施工中發現深度較深,對混凝土的結構完整性或者結構強度有著嚴重危害的裂縫時,表面修補法已經不能滿足修補需要,無法改善混凝土結構強度,此時必須采取深層的修補措施,灌漿修補法值得是將灌漿材料壓入混凝土裂縫,漿液硬化從而達到修補效果的做法,道路橋梁施工中常以環氧聚合物或者水泥漿作為灌漿材料,當裂縫程度十分嚴重時,還可采用甲基丙烯酸酯以及聚氨酯進行灌漿修補。
3.3嵌縫法
在混凝土的裂縫處開槽,向槽內填充封堵材料的修補方法叫做嵌縫法,這種做法具有良好的修補效果,而且修補后的裂縫外觀平整,有利于提升道路橋梁工程外觀質量。
結束語
由于道路橋梁為露天工程,施工過程中難以避免溫度的變化,加之混凝土自身性質問題,裂縫是難以完全避免的。而只要在施工中采取合理的溫度控制措施、施工控制措施,并對施工中發現的裂縫進行及時修補,就能有效減少裂縫的產生,并有效控制混凝土裂縫的深度和規模,進而保障道路橋梁工程施工質量,提升道路橋梁工程的服務性能并延長其使用壽命。
參考文獻
[1]代紅雨.公路橋梁施工中混凝土裂縫產生的原因及防治對策[J].交通世界(建養.機械),2013.
關鍵詞:道路橋梁;設計施工;裂縫;控制
伴隨著我國社會經濟的不斷發展,道路橋梁建設規模日益擴大,混凝土是建設的主要材料。然而,在道路橋梁使用過程中,混凝土經常出現裂縫問題,不僅影響整個建筑的美觀性,而且可能造成坍塌,威脅人們的生命安全。因此,解決混凝土建筑裂縫問題顯得尤為重要。導致混凝土產生裂縫的原因眾多,如:超負荷承載、外部溫度致使其膨脹或收縮等。下文則對其產生原因及控制方法給予詳細闡述。
1.道路橋梁施工中裂縫產生的原因
1.1混凝土配合比不當
道路橋梁設計施工中,混凝土進行配合時,如果其配合比不當,就會造成混凝土出現分層離析的情況,混凝土的離析就會造成上部富水泥漿層,其收縮性就會變大,引起混凝土板面出現不規則的裂縫。粉劑摻合料的使用在一定程度上也會增加混凝土的收縮,比如:粉煤灰、煤渣等,粉狀材料與混凝土配合使用量越大其收縮程度也就越大。
1.2外加劑應用不當
外加劑在混凝土的使用中具有不可替代的作用,外加劑使用不當不僅會造成混凝土出現質量問題,而且還會增大混凝土的收縮。如果外加劑和水泥的適應性不好的話,就會造成水泥的假凝、泌水等狀況,從而增加混凝土的收縮程度,導致混凝土構件出現裂縫等問題。有時為了能夠縮短施工工期,就會在混凝土當中摻入一些早強劑,而早強劑的使用也會對增加混凝土的收縮值,造成混凝土結構構件出現開裂等情況。高效減水劑的作用是克服塌落度損失,為了能夠較好的解決塌落度的損失情況,高效減水劑當中會配入一些緩凝劑,但是由于緩凝劑的種類有很多,并且部分緩凝劑也會增加混凝土的收縮值,導致混凝土板面出現開裂等問題。
1.3建筑設計問題
收縮裂縫主要出現在收縮應力比較集中的薄板版面上,在建筑的設計過程中,對建筑結構問題不夠重視,并且在結構設計時沒有對容易產生溫度和收縮應力的不規則建筑平面的凹凸角采取相應的加強措施,所以容易出現薄板板面開裂的情況。板配筋的間距過大,特別是安歇用來抵抗負彎矩的鋼筋在沒有進行計算的情況下,僅僅是按照規則進行設置,從而導致在負筋末端的板面出現裂縫。如果在雙向板的板角處沒有配置好足夠的鋼筋,也容易發生裂縫等問題。由于混凝土的受力主要有混凝土和鋼筋二者共同承擔的,有些建筑單位為了達到房子凈高的最大化,相關設計人員為滿足業主要求就會把混凝土的樓板設計的很薄,使板的總體剛度下降加劇了受拉鋼筋和混凝土的應力值,版面就會出現開裂等情況。
此外,凍脹也是導致道路橋梁非結構性裂縫產生的常見原因之一,在零攝氏度情況下,飽和混凝土會出現冰凍情況,混凝土中游離的水分轉變為冰,體積大幅度膨脹,導致混凝土內部產生膨脹應力。混凝土凝膠孔中的水結冰后,會引起滲透壓,也會加大膨脹,導致裂縫的出現。凍脹裂縫在混凝土初凝時最為嚴重。混凝土骨料空隙比較大,水灰比偏大,若是振搗不實,容易出現早期凍害,因此產生裂縫。
2.道路橋梁施工中裂縫的控制方法
2.1完善施工圖紙設計
設計道路橋梁施工圖中,應該盡可能避免產生裂縫,此為解決裂縫產生的根源性問題。道路橋梁施工以橋梁設計圖紙為基礎,設計期間,應該對裂縫問題加以充分考慮,有助于降低結構性突變率。所以,在設計圖紙過程中,應該注重橋梁細節部分,并精準定位,避免由于收縮混凝土而導致裂縫產生。
2.2控制施工材料質量
1)采用優質改性瀝青。由于橋面各個鋪裝層的使用功能有有所不同,這就要求混合料的比例也有所不同。為了有效解決以上裂縫問題,鋪裝上層可采用有著優良抗裂性能、較好熱穩性能的改性瀝青混合料,而鋪裝下層可采用穩定性高、勁度大的改性瀝青混合料,進而滿足橋梁高熱穩性要求,提高橋梁的抗裂性和抗車轍能力。2)使用高強度的粗細集料。粗集料質量的好壞直接影響橋梁的強度與硬度。因此,選擇粗集料時,盡量選擇干燥、無風化及潔凈,且具有良好顆粒形狀的粗集料;并合理控制石料中的針片狀顆粒含量,提高瀝青混合料的內摩擦角,增強瀝青混合料的高溫穩定性。而細集料對瀝青混凝土橋梁的施工也有著重要影響,最好采用人工砂作為橋梁瀝青混凝土的細集料,與改性瀝青有良好的粘附性。這主要是因為天然砂的質量變化較大,且與瀝青有著較差的粘附性,對瀝青混合料的高溫穩定性會產生不利影響。3)填充料的選擇。填充料適宜選擇干燥、潔凈的巖石。若填料選擇消石灰粉或水泥時,其用量應小于填充料總量的2%。
2.3及時修補
道路橋梁一旦出現裂縫問題時,需要采取合理的手段和措施進行修補。實踐中修補道路橋梁裂縫的常用方法有以下幾種:1)內部灌漿修補法。該方法屬于修補道路橋梁裂縫的常用方法之一,適用于修補較大的裂縫,并且修補過后的效果比較顯著。為了加強修補的效果,可往內部灌漿的同時修堵和嵌縫。道路和橋梁出現出現裂縫,可先灌漿,然后在填補之后用涂抹的方式將裂口堵住,效果非常好。2)表面修補法。道路橋梁也經常會有細小的裂縫,若發生此種情況,可對混凝土表面進行處理,然后再采用修補的方式進行填補,從而使其達到防水堵漏。
3.結束語
總而言之,道路橋梁裂縫產生因素較多,需要做好多方面工作,如:要對混凝土材料進行合理檢查,對有裂縫的橋梁給予及時處理,嚴格把好質量關,同時在條件允許的情況下,全面引進新工藝與新設備,從而打造出質量高、水平高的混凝土道路橋梁。(作者單位:廊坊盛翔道橋工程有限公司)
參考文獻: