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，對城市的長遠(yuǎn)發(fā)展與經(jīng)濟的繁榮具有十分重要的作用。它讓城市的道路變得越來越通暢，使人們的出行變的更加便捷。橋梁對于城市的現(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問題，橋梁的安全問題。橋梁的安全問題關(guān)系到人民的生命財產(chǎn)安全，關(guān)系到社會的穩(wěn)定以及城市經(jīng)濟的繁榮發(fā)展。因此，橋梁的安全問題不容忽視。
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，變形受到約束時便產(chǎn)生應(yīng)力，當(dāng)此應(yīng)力超過混凝土極限強度時就產(chǎn)生裂縫。這些裂縫產(chǎn)生的原因是多方面的，主要是設(shè)計原因、施工原因等，同時，外部環(huán)境等因素的影響也會產(chǎn)生裂縫。
2、裂縫形成的原因
1）設(shè)計疏漏，計算假設(shè)受力與實際受力不相符，計算模型不合理，外部荷載考慮不周全。
2）施工方面：不按設(shè)計圖紙施工，使結(jié)構(gòu)的受力模型與設(shè)計不相符；施工中混凝土振搗不密實、初期養(yǎng)生不夠；不根據(jù)預(yù)制結(jié)構(gòu)受力特點合理起吊、運輸、安裝；蠻干施工、亂開孔、亂支牛腿，受車輛、船舶的撞擊等都會產(chǎn)生裂縫。
3）材料性質(zhì)問題：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產(chǎn)生一定程度的裂縫。
三、裂縫問題的加固處理方法
1、表面封閉修補法。這種方法就是沿著混凝土裂縫的表面鋪上一層薄膜材料，在施工的時候?qū)⒒炷恋谋砻嬗盟⒆哟蛎?，將混凝土表面的裂縫填平。也可以用瀝青進(jìn)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(nèi)部并沒有出現(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。噴漿修補是一種在經(jīng)過處理的裂縫表面，噴射一層密實的水泥砂漿保護(hù)層，來封閉裂縫的修補方法。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，并在開始噴漿之前把基層濕潤，然后再開始噴漿。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，可對裂縫先進(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)橋梁的實際情況來確定。就目前的情況來看，主要采取擴大原結(jié)構(gòu)構(gòu)件截面，以提高結(jié)構(gòu)的強度和剛度；以新的結(jié)構(gòu)代替舊的抗力不足的結(jié)構(gòu)，改變原結(jié)構(gòu)的受力體系，使控制截面變矩的峰值減小，對原結(jié)構(gòu)施加預(yù)應(yīng)力，改變原結(jié)構(gòu)的受力圖式，以達(dá)到提高橋梁剛度和強度的目的。
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、在鋼筋的選用問題上，要嚴(yán)格按照標(biāo)準(zhǔn)組織加工，在焊接時，要嚴(yán)防焊接技術(shù)不過關(guān)的現(xiàn)象產(chǎn)生。
2、在設(shè)計和制作模板上，要盡量減少錯臺和漏縫現(xiàn)象的產(chǎn)生并要求模板必須具有足夠的剛度和光潔度，同時要求單元面積大，接縫少，接縫嚴(yán)密平順。在使用模板時，要進(jìn)行試拼，對精度差的地方進(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。計算大體積混凝土溫度、應(yīng)力、平均整澆長度（伸縮縫間距），確定混凝土內(nèi)外最大溫差、最大應(yīng)力、最長伸縮縫間距，當(dāng)其超過混凝土極限抗拉強度時，需在施工方案中采取降溫、延長溫度變化時間，或增加應(yīng)力釋放途徑，或增加伸縮縫來避免產(chǎn)生裂縫。計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度前不均勻沉降而產(chǎn)生裂縫。
4、要進(jìn)行實時的監(jiān)控。
首先，是對支架以及模板變形的監(jiān)控。對于重要結(jié)構(gòu)部位，在施工前要進(jìn)行等荷載預(yù)壓，實際測得變形值，施工時根據(jù)實測變形值預(yù)設(shè)預(yù)拱度。
要對混凝土的配合比進(jìn)行監(jiān)控。實測粗細(xì)骨料含水量，計算出施工配合比。攪拌過程中，水量通過實踐來控制，粗細(xì)骨料以及水泥等通過電子計量來控制，外加劑聽過量杯，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。
還要對溫度進(jìn)行監(jiān)控?；炷恋娜肽囟纫刂圃?0°c以下，實時監(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。
結(jié)語
任何一座橋梁，從交付運營起，都或多或少帶有一定程度的病害，產(chǎn)生裂縫問題也是難以避免的，不僅僅是因為工程施工的原因，更重要的也是自身的應(yīng)力所導(dǎo)致，但是我們?nèi)绻谠O(shè)計施工的過程中做好預(yù)防措施，主動對可能發(fā)生的質(zhì)量病害進(jìn)行事前控制，這對降低橋梁的后期維修費用以及保障橋梁安全使用具有重要的意義。
