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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
中图分类号:U445 前言
在混凝土结构中,会经常出现裂缝的现象。随着时间的推移和外界的影响,混凝土的内部构造会不断发生变化,加上钢筋的锈蚀,混凝土的碳化等影响,小裂缝会逐渐演变成大裂缝,最终严重威胁人们生命财产的安全。因此,要准确分析好裂缝的产生原因,研究防治方法,保证桥梁的质量,从而确保人们的生命财产安全,在给人们带来方便的同时,更是促进了建筑业的发展。
1、桥梁施工裂缝的原因 1.1荷载引起的裂缝 荷载裂缝产生的原因在于施工过程中,不加限制地堆放施工机具、材料;不了解预制结构受力特点,随意翻身、起吊、运输、安装;不按设计图纸施工,擅自更改结构施工顺序,改变结构受力模式;不对结构做机器振动下的疲劳强度验算等。 1.2施工材料质量引起的裂缝 混凝土主要由水泥、砂、骨料、拌和水及外加剂组成。配置混凝土所采用材料质量不合格,可能导致结构出现裂缝。砂石粒径太小、级配不良、空隙率大,将导致水泥和拌和水用量加大,影响混凝土的强度,使混凝土收缩加大,如果使用超出规定的特细砂,后果更严重。砂石中云母的含量较高,将削弱水泥与骨料的粘结力,降低混凝土强度。砂石中含泥量高,不仅将造成水泥和拌和水用量加大,而且还降低混凝土强度和抗冻性、抗渗性。砂石中有机质和轻物质过多,将延缓水泥的硬化过程,降低混凝土强度,特别是早期强度。砂石中硫化物可与水泥中的铝酸三钙发生化学反应,体积膨胀2.5倍。拌和水或外加剂中氯化物等杂质含量较高时对钢筋锈蚀有较大影响。采用海水或含碱泉水拌制混凝土,或采用含碱的外加剂,可能对碱骨料反应有影响。 1.3施工工艺质量引起的裂缝 与施工有关的原因,混凝土在浇筑、制作、起模、运输、堆放、拼装及吊装过程中,若施工工艺不合理、施工质量低劣,容易产生纵向的、横向的、斜向的、竖向的、水平的、表面的、深进的和贯穿的各种裂缝,特别是细长薄壁结构更容易出现。裂缝出现的部位和走向、裂缝宽度产生原因有拌和不均匀,搅拌时间过长,浇灌速度过快,振捣不充分,接缝处理不当,保护层厚度不够或钢筋被扰动,模板漏浆,支撑下沉,拆模过早,初期受冻,初期养护不够,硬化前受振动或加荷,预应力混凝土过早张拉或超张拉,养护混凝土时内外温差过大
1.4温度变化引起的裂缝 桥梁结构能够观察到的严重裂缝损害,很多都是由于温度引起的内应力和约束应力所造成的。混凝土具有热胀冷缩性质,当外部环境或结构内部温度发生变化,混凝土将发生变形,若变形受到约束,则在结构内将产生应力,当应力超过混凝土抗拉强度时即产生温度裂缝。以下情况易产生温度裂缝:薄、厚构件的连接处易发生裂缝:在箱形桥梁中,当桥面板的温度与底板的温度有较大差别时,箱形梁腹板处容易开裂;浇注大体积混凝土时,由于产生水化热,致使混凝土内外温度差过大,使得混凝土表面开裂;混凝土在降温收缩时受到约束,内部产生拉应力,混凝土也容易开裂。此外,蒸汽养护或冬季施工措施不当,混凝土骤冷骤热,内外温度不均,也易导致裂缝的产生。
造成桥梁病害的原因是各种各样的,这就需要我们在实际工作中针对桥梁的具体缺陷和病害进行具体分析,确定该桥存在的缺陷和病害产生的原因,找出影响耐久性的各方面因素,为今后延长桥梁的使用寿命奠定良好的基础。对于桥梁的裂缝而言,要判明裂缝的种类,并进行有针对性的处理。
2.1表面封闭修补法
2.1.1表面涂抹。通常是在混凝土表面沿宽度较小的裂缝涂抹树脂保护膜,在裂缝宽度有可能变动时,可采用具有跟踪性的焦油环氧树脂等材料。在裂缝多而且密集或者混凝土老化、砂浆离析的结构物上也可大面积涂抹保护膜。
2.1.2“V”形或“U”形槽口充填修补。在只用上述表面涂抹处理不能充分修补的场合,可采用如下方法:在混凝土表面沿裂缝凿出“V”形或“U”形槽口,然后用树脂砂浆充填修补。填补前要用钢丝刷清除凿后已浮动的混凝土碎片,必要时可先上底层涂料然后填塞树脂砂浆。
2.1.3凿深槽嵌补。先沿裂缝凿一条深槽,槽形根据裂缝位置和填补材料而定,然后在槽内嵌补各种黏结材料,如环氧砂浆、沥青、甲凝等。
2.1.4表面喷浆。喷浆修补是在经凿毛处理的裂缝表面,喷射一层密实而且强度高的水泥砂浆保护层来封闭裂缝的一种修补方法。根据裂缝的部位、性质和修补要求与条件,可采用无筋素喷浆,或挂网喷浆结合凿槽嵌补等修补方法。
2.2化学灌浆法
此法可使结构重新结合为整体、阻断空气和水分进入梁体,避免腐蚀钢筋。对静止裂缝的修补,裂缝开展已基本稳定的情况,一般以环氧树脂等化学材料并施加低压灌注至混凝土裂缝中。对活动裂缝的修补,处于继续开展而未稳定的裂缝,应在分析并控制裂缝开展使其稳定后,方可进行修补加固。
先将结构物的裂缝或孔隙与外界封闭仅留出进浆口及排气孔,然后将配制的较低黏度的浆液通过压浆泵以一定的压力将浆液压入缝隙内并使其扩散、胶凝固化,以达到恢复整体性、强度、耐久性及抗渗性的目的。
灌浆材料应具备黏结强度高、可灌性好等基本要求,一般常采用环氧和甲凝两类材料。环氧灌浆是以环氧树脂为主体,它的黏结力强、稳定性好、收缩小、耐腐蚀及机械强度高,裂缝宽度在0.1mm以上时采用环氧灌浆。甲凝灌浆是以甲基丙烯酸甲酷为主体,它具有黏度低可灌性好、抗拉强度高等特点,常用于修补裂缝宽度在0.1mm以下的细裂缝。
灌浆一般采用纯压法灌浆。对于细小裂缝浆液需要较长的胶凝时间,常采用单液法灌浆。此时将所用的浆液在泵前混在一起,用灌浆机进行灌注。对于较宽的裂缝,要求浆液胶凝时间较短,常采用双液法灌浆,此时将所用的浆分成两大部分,用灌浆机分两路送至灌浆孔口混合装置再灌入裂缝。
灌浆完毕待浆液聚合固化后,即可将灌浆嘴一一拆除,并用环氧胶泥抹平。最后对每一道裂缝表面再刷一层环氧树脂水泥浆,确保封闭严实,并使其颜色与混凝土结构尽量保持一致。
2.3黏贴钢板施工法
黏贴钢板施工法是将整个钢板黏贴于待修补的裂缝位置上,使其与原有的混凝土成为整体,从而提高对荷载的抵抗力。用于黏贴的钢板厚度一般为4.5~6mm,而混凝土与钢板的黏结剂一般采用环氧基液黏结剂。
2.3.1注入法黏贴钢板。这种方法是在混凝土表面与钢板之间加垫块等使两者之间保持一定空隙,并用环氧树脂胶泥封闭四周,而后从注入口注入环氧树脂,同时排出空隙中的空气。由于是从一方注入因而容易残留气泡,施工时一般用木锤随时敲打钢板来确定是否灌实。这种施工法虽然费时,但即使混凝土表面不平整也可进行施工。
2.3.2压黏法黏贴钢板。这种施工方法是在混凝土表面及钢板表面各涂上1~2 mm厚的环氧树脂,然后利用已固定在混凝土中的锚杆把钢板压紧在混凝土面上,随着环氧树脂被挤出,黏贴面之间的空气也被排出。用这种方法几乎不会残留气泡,黏结效果也好。
参考文献
[1]吴岳雄.浅谈混凝土施工裂缝的控制与预防[J].山西建筑,2007,33(4):166-167.
[2]周国钧等混凝土工程裂缝调查及外强加固技术规程[M]北京:地震出版社,1992
【关键词】桥梁;裂缝;原因;修补
【Abstract】The crack, the crack are one of concrete structure common flaws, according to the highway bridge characteristic, from the load, the contraction, the corrosion, the foundation distortion and so on has the reason to the reinforced concrete bridge Liang crack to carry on the simple analysis and the patching method.
【Key words】Bridge;Crack;Reason;Patching
在桥梁检查养护中发现,部分T型截面或U型截面钢筋混凝土桥梁的梁肢或腹板上出现裂缝,裂缝多出现在靠近桥梁跨中部位,多呈竖直状,个别桥梁裂缝长度较大,裂缝深度贯穿梁肢,桥梁的裂缝特征概括如下:
桥墩、主梁、盖梁、桥面板和护栏都有开裂现象,裂缝形式包括塑性收缩裂缝和硬化收缩裂缝。钢筋混凝土结构裂缝形成的原因大致有以下几种。
1 荷载作用
研究表明,引起桥梁梁体开裂的原因是多方面的,将开裂机理归结为单一原因的情况是极少的,但从根本上讲,结构开裂的一个重要原因是其抗弯和抗剪能力不足,对桥梁梁体而言,弯曲正应力弯曲剪应力及组合应力超过梁体混凝土抗裂强度是主要原因。
1)弯曲应力:大部分开裂的桥梁在役时间较长,其设计施工时由于计算方法、设计理念较落后;
2)桥梁的横向振动及交变荷载的作用:桥梁受活载作用时引起的振动是梁体开裂的另一个原因。
2 收缩引起的裂缝
在实际工程中,混凝土因收缩引起的裂缝是最常见的。混凝土收缩主要有塑性收缩、缩水收缩(干缩)、自生收缩和碳化收缩4种。
3 温度变化
混凝土具有热胀冷缩的性质,当外部环境或结构内部温度发生变化,混凝土将发生变形,若变形受到约束,则在结构内部将产生应力,当应力超过混凝土抗拉强度时即产生裂缝。温变裂缝区别于其它裂缝的最主要特征是将随温度变化而扩张或合拢。引起温度变化主要因素有:
3.1 年温差
一年四季温度不断变化,但变化相对缓慢,它对桥梁结构的影响主要是导致桥梁的纵向位移。一般可通过设置桥面伸缩缝、支座或柔性墩等构造措施进行协调,但结构的位移受到限制时就会引起温度裂缝。
3.2 日照
桥面板、主梁或桥墩侧面受太阳曝晒后温度明显高于其它部位, 从而构件的温度梯度呈非线形分布。由于受到自身约束作用,局部拉应力增大,导致裂缝出现。日照和骤然降温是导致结构温度裂缝的最常见原因。
3.3 水化热
在施工过程中,大体积混凝土(厚度超过2.0m)浇注之后由于水泥水化放热,致使内部温度很高(可达70℃以上)。内外温差太大引起表面出现裂缝。
3.4 蒸汽养护或冬季施工时施工措施不当引起混凝土骤冷骤热、内外温度不均,从而导致混凝土出现裂缝。
4 钢筋锈蚀引起的裂缝
由于混凝土质量较差或保护层厚度不足,二氧化碳侵蚀碳化至钢筋表面,使钢筋。表面混凝土碱度降低,或由于氮化物的介入,引起钢筋表面氧化膜破坏,钢筋被侵入的水分和氧气锈蚀,锈蚀物体积增长约2~4倍,从而对周围混凝土产生膨胀应力,导致保护层混凝土开裂、剥离,沿钢筋纵向产生裂缝.要防止钢筋锈蚀,设计时应采用足够的保护层厚度,施工时应控制混凝土的水灰比,加强振捣,保证混凝土的密实性,防止氧气侵入。同时严格控制含氛盐的外加剂用量。
5 基础变形
由于地质勘察精度不够,试验资料不准,地质条件变化等造成基础不均匀沉降或水平方向位移,使结构物中产生附加应力超过钢筋混凝土结构的抗拉能力,导致结构开裂。
6 裂缝修补方法
6.1 表面裂缝封闭处理:1)表面涂抹;2)“V”形或“U”形槽口充填修补;3)凿深槽嵌补;4)表面喷浆;5)打箍加固封闭法。
6.2 压力灌浆法修补裂缝:1)水泥灌浆修补法;2)化学灌浆法修补裂缝。
6.3 粘贴钢板施工法:1)注入法粘贴钢板;2)压粘法粘贴钢板。
7 结束语
裂缝是混凝土构件普遍存在的一种现象,引起混凝土开裂的原因很复杂,实际上每一条的裂缝的产生均由几种因素组合作用而成。混凝土裂缝的出现会影响美观,严重的将影响结构的安全。裂缝的出现,将引起受力钢筋的锈蚀,影响桥梁运行安全。设计疏漏、施工质量低劣、养护不力、使用不当均可能使钢筋混凝土桥梁产生裂缝。钢筋混凝土的裂缝都是有规定的,允许一定的裂缝存在,但对于影响桥梁的结构受力和工作性能,危及桥梁安全的裂缝必须高度重视,必须对其进行调查、分析和验算,以判断裂缝的性质和对桥梁结构的影响,进而提出合理的工程整治措施。正确分析混凝土开裂原因是混凝土工程修补或补强加固的前提。
【参考文献】
[1]王铁梦.工程结构裂缝控制[M].北京:中国建筑工业出版社,2004.
[2]刘来群,陈跃,段永灿.弯曲应力引起的预应力混凝土箱梁开裂[J].西安:长安大学学报:自然科学版,2003(9):23-5.
[3]童兵,张开敬.部分预应力混凝土连续梁裂缝行为的试验研究[J].交通科学与经济,2004(1):21.
【关键词】桥梁混凝土裂缝;产生原因;修补方法
中图分类号: TV331 文献标识码: A
一、前言
最近几年,我国桥梁建设得到了飞速发展,全国各地的桥梁如雨后春笋般出现。随之而来的,是桥梁混凝土裂缝的产生。如何减少这些裂缝的产生,以及合理修复裂缝是一项需要探索的问题。
二、桥梁混凝土裂缝的原因
1.因温度变化引起的裂缝
混凝土有热胀冷缩性质, 混凝土受水泥水化放热、阳光照射、大气及周围温度等因素影响而出现冷热变化时, 将发生收缩和膨胀产生温度应力, 温度应力超过混凝土强度时即产生裂缝。温度裂缝区别其他裂缝最主要特征是将随化而扩张或合拢。引起温度变化的主要施工因素有:
(一)水化热
出现在施工过程中,大体积混凝土(厚度超过2.0m)浇筑之后由于水泥水化放热,致使内部温度很高,内外温差太大,致使表面出现裂缝。
(二)蒸汽养护或冬季施工时施工措施不当,混凝土骤冷骤热,内外温度不均,易出现裂缝。
(三)预制箱梁之间横隔板安装时,支座预埋钢板与调平钢板焊接时,若焊接措施不当,铁件附近混凝土容易烧伤开裂。采用电热法张拉预应力构件时, 预应力钢材温度可升高至350℃,混凝土构件也容易开裂。
2.因收缩引起的裂缝
混凝土收缩(主要是塑性收缩和缩水收缩) 是发生混凝土体积变形产生裂缝的主要原因。塑性收缩发生在混凝土浇筑后4h~5h 左右,由于水泥水化反应,出现泌水和水分蒸发,造成混凝土失水收缩,受到钢筋、骨料的阻挡,在混凝土内部由于塑性收缩产生张拉应力,混凝土尚未硬化,强度较低, 便形成沿钢筋方向的裂缝。混凝土结硬以后,随着表层水分逐步蒸发,湿度逐步降低,混凝土体积减小,产生缩水收缩。因混凝土表层水分损失快, 内部损失慢。因此,产生表面收缩大、内部收缩小的不均匀收缩, 表面收缩变形受到内部混凝土的约束,致使表面混凝土承受拉力,当表面混凝土承受拉力超过其抗拉强度时, 便产生收缩裂缝。混凝土收缩裂缝的特点是大部分属表面裂缝,裂缝宽度较细,且纵横交错,呈龟裂状,所以形状没有任何规律。
3.原材料质量引起的裂缝
混凝土主要由水泥、砂、骨料、水及外加剂组成。混凝土所采用的材料质量不合格,可能导致结构出现裂缝,主要表现在以下几点:
(一)水泥
(1)水泥安稳性不合格, 水泥中游离的氧化钙含量超标。
(2)水泥出厂时强度不足, 使混凝土强度不足,导致混凝土开裂。
(3)当水泥含碱量较高(例如超过0.6%),同时又使用含有碱活性的骨料, 可能导致碱骨料反应。
(二)砂石骨料
砂石粒径太小、级配不良、空隙率大,将导致水泥与拌和水用量加大, 影响混凝土的强度,使混凝土收缩加大,如果使用超出规定的特细砂, 后果更严重。砂石中云母的含量较高, 将削弱水泥与骨料的黏结力,降低混凝土强度。砂石中含泥量高,不仅将造成水泥与拌和水用量加大, 而且还降低混凝土强度和抗冻性、抗渗性。砂石中有机质和轻物质过多, 将延缓水泥的硬化过程,降低混凝土强度,特别是早期强度。砂石中硫化物可与水泥中的铝酸三钙发生化学反应,体积膨胀2.5 倍。
(三)拌和水及外加剂
拌和水或外加剂中氯化物等杂质含量较高时对钢筋锈蚀有较大影响。采用海水或含碱泉水拌制混凝土, 或采用含碱的外加剂,可能引起碱骨料反应。
三、公路桥梁混凝土裂缝的预防
1.预防措施
桥梁裂缝中一般采用的主要预防措施是:钢筋表面涂上一层防腐材料,应提前对混凝土加强养护,还要增加养护的时间,尤其是在温度比较低的冬季,要涂刷一些养护剂,增加混凝土早期的强度延长混凝土保温养护时间,防止混凝土出现干缩现象,尽量多采用粉煤灰水泥或者中低热的水泥。这些类型水泥的收缩量比较小,还可以减少水泥的总用量比较节约。不管是水泥还是添加剂都要选择无碱成分或者是低碱成分的。
2.表面的养护
在施工的过程中当混凝土铺设完毕后,为了保证混凝土在最终凝固前表面的湿润状态,可以在混凝土表面上铺盖一层塑料膜或是草垫子、麻片等覆盖物,在必要时也可以喷一些养护剂,这样可以防止因水散发太快所导致的干裂形成的裂缝。
3.施工技术措施
当混凝土随着水灰比的值越大,其干缩成度就就会越来越厉害。因此在施工的过中当,一定控制好水灰比的大小,或是适当添加一些减水剂,以达到控制混凝土干缩的目的,对混凝土在搅拌和施工过程中的配合比例要进行严格的控制。
四、桥梁结构裂缝的修补方法
修补裂缝的方法很多,这里简要介绍如下几种。
1.表面抹灰修补法
(一)水泥砂浆涂抹
对于混凝土结构,可先将裂缝附近的混凝土表面凿毛,然后用1:1~1:2水泥砂浆涂抹其上,涂抹时不能有流水。涂抹总厚度一般为10~20 mm,砂浆砂子不宜太粗,一般为中细砂,水泥强度等级不要低于32.5级。
(二)环氧砂浆涂抹
先在裂缝上凿一V形槽,用铁丝刷刷清缝口。在裂缝四周涂一层环氧砂浆,如裂缝较深,垂直方向也可静力灌注,环氧砂浆可灌入0.5 mm的隙缝中。最后嵌入环氧砂浆,用刮刀使其平面与原混凝土平面相平。待环氧树脂硬化后即可应用。养护期间结构不宜受振、受潮,以保证修补质量。
2.填缝与凿槽嵌补
(一)填缝
填缝是砖石砌体裂缝修理中最简便的一种方法。操作时,将缝隙清理干净,根据裂缝的宽度不同分别用勾缝刀、抹子、刮刀等工具进行操作,所用灰浆通常采用1:2.5或1:3水泥沙浆,一般不得低于砌筑灰浆的强度。填缝处理后可在美观、耐久性等方面起到一定作用,而对砌体的整体性、强度等方面所起的作用甚微。
(二)凿缝嵌补
凿缝嵌补是沿混凝土裂缝凿一条深槽,然后在槽内嵌补各种粘结材料,如环氧砂浆、沥青、甲基丙烯酸脂类化学强剂等一种修补方法。
修补时先沿裂缝凿槽,槽形根据裂缝位置和填补材辩而定,缝槽形状通常多采用V形槽。槽的两边混凝土面必须修理平整,槽内要清洗干净,必要时可在填料前用丙酮擦一遍。如槽口外需要抹水泥砂浆或喷涂砂浆时,在凿槽时须一并将槽口外的混凝土表面凿毛,同时清理干净。用水泥砂浆填补.事先要保持槽内润湿(不应有积水),用沥青或环氧材料填补时,要保持槽内干燥,否则应先采取其他措施,使槽内干燥后再进行填补。
3.灌浆法
(一)对于较宽裂缝应进行压力灌浆处理。灌浆处理一般采用环氧树脂进行灌浆。
(二)对裂缝表面进行处理,沿裂缝用钢钎凿成 /V0 型槽或 /U0 型槽,槽宽与槽深可根据裂缝深度和有利于封闭来确定。凿缝时先沿裂缝打开,再向两侧加宽,凿完后用钢丝刷和气泵将混凝土碎屑、粉尘清除干净。
(三)埋设灌浆嘴的间距可根据裂缝的深度确定,埋设时先将灌浆嘴用环氧树脂胶泥粘贴在预定的位置上。
(四)裂缝封闭后,待密封胶泥达到一定强度后应进行压力试漏,检查密封效果。
(五)灌浆机具、器具在灌浆前应进行检查,运行正常方可使用。灌浆结束后立即拆除管道并用丙酮冲洗管道和设备。
(六)灌浆结束后用环氧树脂胶泥将灌浆处抹平,最后对每一道裂缝表面刷环氧树脂水泥浆,确保封闭严实,并使其颜色与桥梁混凝土尽量保持一致。
五、结语
通过对新时期下,桥梁混凝土裂缝产生的原因分析,进一步明确了当今桥梁维护的方向,为桥梁的管理以及优化完善奠定了坚实基础,有助于降低桥梁裂缝产生带来的风险。
参考文献:
[1]鲁百平 桥梁裂缝产生原因浅析 赤峰学院学报(自然科学版)2006(2)
[2]王善华、汪志飞 桥梁混凝土裂缝的原因分析及预防研究 科技信息2007(20)
关键词:桥梁;裂缝;加固
一、引言
桥梁结构在施工和营运使用过程中。 常常会出现各种不同形式的裂缝。 其中,由砖、石和混凝土构筑而成的桥梁结构物,由于砖石砌体及材料的抗拉能力较弱,稍微受拉就会产生裂缝。 因此,对于砖、石和混凝土结构物来说,产生裂缝几乎是不可避免的。 这就需要我们对桥梁结构裂缝进行分析并及时进行加固技术处理。
二、桥梁结构常规裂缝机理分析
1.混凝土结构裂缝。混凝土是当今桥梁结构中使用最广泛、应用量最大的一种材料。 因为它可以配制成不同强度、不同性能和不同形状的各种混凝土结构物,并有效好的耐久性, 除非受到侵蚀性环境的化学腐蚀或者遭到物理破坏, 混凝土几乎具有无限的生命潜力。 但大多混凝土都是带裂缝工作的,有的裂缝并不影响混凝土的使用,但涉及结构强度裂缝的存在和发展,将使相应部位构件的承载力受到一定程度的削弱,同时裂缝还会引起保护层剥落、钢筋锈蚀、混凝土碳化、持久强度低等,甚至危害桥梁的正常运行和缩短其使用寿命。
2.混凝土结构裂缝的处理原则。工程实践经验和理论分析说明,混凝土结构的裂缝是不可避免的,只是有些裂缝是无害的或可控制的。 如果对建筑物的抗裂要求过严,必将付出太大的经济代价,甚至无法实现。 科学的要求应是将裂缝的有害程度控制在允许范围之内。 笔者认为我国的设计规范规定的应灵活一些,对荷载产生的裂缝规定宽度限制,设计方法可由设计人员选取。
3.混凝土结构的微观裂缝与宏观裂缝。微观裂缝的特点是细而短,肉眼不可见。一部分微裂缝存在于砂浆中;一部分存在于骨料与砂浆的界面上。 这种裂缝一般产生于混凝土硬化时,由于内应力或应力流的转向而致,它可用混凝土的构造理论加以解释。
三、桥梁结构裂缝问题产生的原因
1.桥梁自身应力产生的裂缝。桥梁自身的应力产生裂缝的种类分为桥梁收缩引起的裂缝和温度差异引起的裂缝两大类。第一,桥梁收缩引起的裂缝问题。桥梁的收缩实际上是因为砼在进行凝固的时候内外的收缩不均匀,导致表面上的砼所受到的拉力远远超过了抗拉的强度,从而出现了桥梁的裂缝。桥梁在施工的过程中,混凝土筑后四小时左右时,水泥水化的反应异常激烈和活跃,此时也是分子链逐渐产生和形成的关键时期。分子链形成的时候会出现泌水,这就说明混凝土并没有完全硬化,这就导致塑性收缩的产生。另外,混凝土硬化以后,混凝土表面的泌水会逐渐蒸发,温度也会下降,这时候混凝土的体积会减小,所以会出现缩水干缩的情况。第二,温度差异引起的裂缝问题。温度差异引起的裂缝实际是砼在水泥的凝固过程中放热、太阳光的强烈照射、电弧进行焊接时引起的温度变化,在这些温度的变化下,能够引起收缩和膨胀的情况发生,导致温度应力超过砼所能承受的强度,从而出现桥梁裂缝。每年的温度均存在很大的差异,但是温度的变化一般来说比较缓慢,对桥梁的主要影响是导致其纵向出现位移。桥梁的面板和主要支柱、桥身侧面受到太阳的直射后,局部温度要比其他地方的温度高得多。这样就导致桥梁自身受到约束,桥梁被晒的局部拉应力相对较大,这样就出现了裂缝。
2.桥梁荷载作用下产生的裂缝。荷载裂缝一般是指混凝土桥梁在常规的动静状态荷载以及桥梁的次应力下产生的裂缝。荷载裂缝主要分为直接应力裂缝和次应力裂缝,直接应力裂缝就是指桥梁在物体的直接荷载下引起的外部应力产生的裂缝。这种裂缝主要是桥梁表面的荷载超过了它所能承受的应力。次应力裂缝是指桥梁在外部荷载的基础上所引发的次生应力所产生的裂缝。
四、桥梁结构裂缝问题的加固技术处理
1.桥梁裂缝常见的处理方法有三种,即表面封闭修补法、压力灌浆修补法、填充钢板法。由于桥梁出现裂缝的原因各种各样,所以处理裂缝的方法也须根据实际情况来进行判定。表面修补的具体做法是沿着混凝土裂缝的表面铺上薄膜材料,在施工的时候将混凝土的表面用刷子打毛,将混凝土表面的裂缝填平。也可以采用沥青进行修补缝合,但是这种方法的浆液很难灌入。表面修补的方法适合运用在裂缝很浅的桥梁上,即桥梁内部并没出现裂缝,基本稳定,为了防止出现更大的裂缝,可以采用表面修补的方法。表面修补法可以采取将混凝土或石灰填充裂缝的方法,也可以在裂缝的表面进行抹灰的方法,这些方法非常简单,工程不大。但是它能阻止裂缝变大,从而导致桥梁的钢筋受到侵蚀,出现深层裂缝。压力灌浆法分为水泥灌浆、石灰灌浆、化学物质灌浆、沥青灌浆。喷浆修补是一种在经过处理的裂缝表面,喷射一层密实的水泥砂浆保护层,来封闭裂缝的修补方法。喷浆前,需要把结构表面的剥离部分除去。再用水冲洗清洁,并在开始喷浆之前把基层湿润,然后再开始喷浆。水泥灌浆适合桥梁的裂缝分布不均匀的情况下使用。石灰灌浆可以通过砼中不同的压力形成的孔眼将石灰浆灌入桥梁裂缝中。石灰的黏稠度可以根据桥梁裂缝的实际情况进行考虑。化学物质是一种新型的桥梁裂缝修补方法,它主要采用先进的化学材料修补裂缝,可以在很大程度上改变灌浆材料的性能。它的优势在于可以将很细的裂缝进行修补,而且操作非常简捷,修补的效果非常好。化学灌浆法现在已经在桥梁裂缝的修补方面得到了广泛的应用。填充钢板法,就是当钢筋混凝土构件产生主拉应力裂缝时,可对裂缝先进行处理之后,再在裂缝处粘结钢板,并用膨胀螺栓对钢板加压。钢板粘合方向应和裂缝方向垂直。
2.梁式结构加固增强技术也是加固技术处理的重要方法之一。梁式桥上部加固可以采用各种不同的方式,主要视桥梁的实际情况,承载能力的减弱程度以及今后的使用要求而异。一般来说,主要采取扩大原结构构件截面,以提高结构的强度和刚度;以新的结构代替旧的抗力不足的结构;改变原结构的受力体系,使控制截面变矩的峰值减小;对原结构施加预应力,改变原结构的受力图式,以达到提高桥梁刚度和强度的目的。
五、结语
在桥梁工程中桥梁产生裂缝问题是很难避免的。不仅仅因为工程施工的原因,更重要的是自身的应力所导致的。虽然目前桥梁结构存在的裂缝问题比较普遍,但是只要在设计和施工中能认识到桥梁结构常规裂缝机理,同时采取相应的一些桥梁结构裂缝加固处理技术,裂缝问题是可以减少甚至可以避免的。在施工的过程中,充分考虑桥梁的各方面,力求做到减少桥梁裂缝的产生。当桥梁出现浅层的裂缝时,应该积极做好修护工作,避免裂缝的进一步扩大。在桥梁结构的设计中,应该进行合理的设计与预防。在原材料的购买上,应该非常慎重,将原材料的质量放在首位。在施工的过程中,应该充分考虑施工的合理性与科学性,注重效率的同时,更应该保质保量,严令禁止“豆腐渣”工程。在桥梁施工的管理上,也应该严格,这样不仅可以提高桥梁的质量,也能减少桥梁裂缝的出现。必须要避免因为桥梁的裂缝导致意外事故的发生,给人们的生命造成不安全隐患。
参考文献
【关键词】市政桥梁结构;裂缝分析;加固技术处理
桥梁,它是城市交通的枢纽,对城市的长远发展与经济的繁荣起着非常重要的作用。它让城市的道路更多变,也更加方便了人们的出行。桥梁对于现代化城市的建设越来越不可或缺,它的作用甚至不亚于公路、铁路的建设。这也就直接牵引出一个问题,那就是桥梁的安全问题。桥梁的安全问题关系到人民的生命安全、社会的稳定和城市经济的发展与繁荣。所以,市政桥梁的安全问题不容有丝毫疏忽。仔细分析市政桥梁结构裂缝产生的原因和提出正确有效的加固技术处理,是非常必要的。
1 市政桥梁结构裂缝问题产生的原因
第一,市政桥梁自身应力产生的裂缝。桥梁自身的应力产生裂缝的种类分为桥梁收缩引起的裂缝和温度差异引起的裂缝两大类,下面将对其具体分析。
(1)桥梁收缩引起的裂缝问题。桥梁的收缩实际上是因为砼在进行凝固的时候内外的收缩不均匀,导致表面上的砼所受到的拉力远远超过了抗拉的强度,从而出现了桥梁的裂缝。市政桥梁在施工的过程中,混凝土筑后4小时左右时,水泥水化的反应异常激烈和活跃,此时也是分子链逐渐产生和形成的关键时期。分子链形成的时候会出现泌水,这就说明混凝土并没有完全硬化,这就导致塑性收缩的产生。另外,混凝土硬化以后,混凝土表面的泌水会逐渐蒸发,温度也会下降,这时候混凝土的体积会减小,所以会出现缩水干缩的情况。
(2)温度差异引起的裂缝问题。温度差异引起的裂缝实际是砼在水泥的凝固过程中放热、太阳光的强烈照射、电弧进行焊接时引起的温度变化,在这些温度的变化下,能够引起收缩和膨胀的情况发生,导致温度应力超过砼所能承受的强度,从而出现桥梁裂缝。每年的温度均存在很大的差异,但是温度的变化一般来说比较缓慢,对桥梁的主要影响是导致其纵向出现位移。桥梁的面板和主要支柱、桥身侧面受到太阳的直射后,局部温度要比其他地方的温度高得多。这样就导致桥梁自身受到约束,桥梁被晒的局部拉应力相对较大,这样就出现了裂缝。
第二,桥梁荷载作用下产生的裂缝。荷载裂缝一般是指混凝土桥梁在常规的动静状态荷载以及桥梁的次应力下产生的裂缝。荷载裂缝主要分为直接应力裂缝和次应力裂缝,直接应力裂缝就是指桥梁在物体的直接荷载下引起的外部应力产生的裂缝。这种裂缝主要是桥梁表面的荷载超过了它所能承受的应力。次应力裂缝是指桥梁在外部荷载的基础上所引发的次生应力所产生的裂缝。
2 市政桥梁结构裂缝问题的加固技术处理
首先,市政桥梁裂缝常见的处理方法有三种,即表面封闭修补法、压力灌浆修补法、填充钢板法。由于桥梁出现裂缝的原因各种各样,所以处理裂缝的方法也须根据实际情况来进行判定。表面修补的具体做法是沿着混凝土裂缝的表面铺上薄膜材料,在施工的时候将混凝土的表面用刷子打毛,将混凝土表面的裂缝填平。也可以采用沥青进行修补缝合,但是这种方法的浆液很难灌入。表面修补的方法适合运用在裂缝很浅的桥梁上,即桥梁内部并没出现裂缝,基本稳定,为了防止出现更大的裂缝,可以采用表面修补的方法。表面修补法可以采取将混凝土或石灰填充裂缝的方法,也可以在裂缝的表面进行抹灰的方法,这些方法非常简单,工程不大。但是它能阻止裂缝变大,从而导致桥梁的钢筋受到侵蚀,出现深层裂缝。压力灌浆法分为水泥灌浆、石灰灌浆、化学物质灌浆、沥青灌浆。喷浆修补是一种在经过处理的裂缝表面,喷射一层密实的水泥砂浆保护层,来封闭裂缝的修补方法。喷浆前,需要把结构表面的剥离部分除去。再用水冲洗清洁,并在开始喷浆之前把基层湿润,然后再开始喷浆。水泥灌浆适合桥梁的裂缝分布不均匀的情况下使用。石灰灌浆可以通过砼中不同的压力形成的孔眼将石灰浆灌入桥梁裂缝中。石灰的黏稠度可以根据桥梁裂缝的实际情况进行考虑。化学物质是一种新型的桥梁裂缝修补方法,它主要采用先进的化学材料修补裂缝,可以在很大程度上改变灌浆材料的性能。它的优势在于可以将很细的裂缝进行修补,而且操作非常简捷,修补的效果非常好。化学灌浆法现在已经在桥梁裂缝的修补方面得到了广泛的应用。填充钢板法,就是当钢筋混凝土构件产生主拉应力裂缝时,可对裂缝先进行处理之后,再在裂缝处粘结钢板,并用膨胀螺栓对钢板加压。钢板粘合方向应和裂缝方向垂直。
其次,梁式结构加固增强技术也是加固技术处理的重要方法之一。梁式桥上部加固可以采用各种不同的方式,主要视桥梁的实际情况,承载能力的减弱程度以及今后的使用要求而异。一般来说,主要采取扩大原结构构件截面,以提高结构的强度和刚度;以新的结构代替旧的抗力不足的结构;改变原结构的受力体系,使控制截面变矩的峰值减小;对原结构施加预应力,改变原结构的受力图式,以达到提高桥梁刚度和强度的目的。
3 结论
在市政桥梁的工程中,桥梁产生裂缝问题是很难避免的。不仅仅因为工程施工的原因,更重要的是自身的应力所导致的。虽然目前桥梁结构存在的裂缝问题比较普遍,但是只要在设计和施工中能认识到桥梁结构常规裂缝机理,同时采取相应的一些桥梁结构裂缝加固处理技术,裂缝问题是可以减少甚至可以避免的。在施工的过程中,充分考虑桥梁的各方面,力求做到减少桥梁裂缝的产生。当桥梁出现浅层的裂缝时,应该积极做好修护工作,避免裂缝的进一步扩大。在市政桥梁结构的设计中,应该进行合理的设计与预防。在原材料的购买上,应该非常慎重,将原材料的质量放在首位。在施工的过程中,应该充分考虑施工的合理性与科学性,注重效率的同时,更应该保质保量,严令禁止“豆腐渣”工程。在桥梁施工的管理上,也应该严格,这样不仅可以提高桥梁的质量,也能减少桥梁裂缝的出现。必须要避免因为桥梁的裂缝导致意外事故的发生,给人们的生命造成不安全隐患。
参考文献
关键词: 市政桥梁结构 裂缝分析 处理措施
近年来,我国市政交通基础建设得到迅猛发展,各地兴建了大量的混凝土桥梁。在市政桥梁建造和使用过程中,有关因出现裂缝而影响工程质量甚至导桥梁垮塌的报道屡见不鲜。混凝土开裂可以说是“常发病”和“多发病”,经常困扰着桥梁工程。其实,如果采取一定的设计和施工措施,很多裂缝是可以克服和控制的。为了进一步加强对市政桥梁结构裂缝的认识,尽量避免工程中出现危害较大的裂缝,本文尽可能对市政桥梁结构裂缝的种类和产生的原因作较全面的分析、总结,以方便设计、施工找出控制裂缝的可行办法,达到防范于未然的作用。
1 市政桥梁结构裂缝问题产生的原因
1. 1 市政桥梁自身应力产生的裂缝
桥梁自身的应力产生裂缝的种类分为桥梁收缩引起的裂缝和温度差异引起的裂缝两大类,下面将对其具体分析。第一,桥梁收缩引起的裂缝问题。桥梁的收缩实际上是因为砼在进行凝固的时候内外的收缩不均匀,导致表面上的砼所受到的拉力远远超过了抗拉的强度,从而出现了桥梁的裂缝。市政桥梁在施工的过程中,混凝土筑后 4 小时左右时,水泥水化的反应异常激烈和活跃,此时也是分子链逐渐产生和形成的关键时期。分子链形成的时候会出现泌水,这就说明混凝土并没有完全硬化,这就导致塑性收缩的产生。另外,混凝土硬化以后,混凝土表面的泌水会逐渐蒸发,温度也会下降,这时候混凝土的体积会减小,所以会出现缩水干缩的情况。
1. 2 温度差异引起的裂缝问题
温度差异引起的裂缝实际是砼在水泥的凝固过程中放热、太阳光的强烈照射、电弧进行焊接时引起的温度变化,在这些温度的变化下,能够引起收缩和膨胀的情况发生,导致温度应力超过砼所能承受的强度,从而出现桥梁裂缝。每年的温度均存在很大的差异,但是温度的变化一般来说比较缓慢,对桥梁的主要影响是导致其纵向出现位移。桥梁的面板和主要支柱、桥身侧面受到太阳的直射后,局部温度要比其他地方的温度高得多。这样就导致桥梁自身受到约束,桥梁被晒的局部拉应力相对较大,这样就出现了裂缝。
1. 3 桥梁荷载作用下产生的裂缝
荷载裂缝一般是指混凝土桥梁在常规的动静状态荷载以及桥梁的次应力下产生的裂缝。荷载裂缝主要分为直接应力裂缝和次应力裂缝,直接应力缝就是指桥梁在物体的直接荷载下引起的外部应力产生的裂缝。这种裂缝主要是桥梁表面的荷载超过了它所能承受的应力。次应力裂缝是指桥梁在外部荷载的基础上所引发的次生应力所产生的裂缝。
2 市政桥梁结构裂缝问题的加固处理
( 1) 市政桥梁裂缝常见的处理方法有三种,即表面封闭修补法、压力灌浆修补法、填充钢板法。由于桥梁出现裂缝的原因各种各样,所以处理裂缝的方法也须根据实际情况来进行判定。表面修补的具体做法是沿着混凝土裂缝的表面铺上薄膜材料,在施工的时候将混凝土的表面用刷子打毛,将混凝土表面的裂缝填平。也可以采用沥青进行修补缝合,但是这种方法的浆液很难灌入。表面修补的方法适合运用在裂缝很浅的桥梁上,即桥梁内部并没出现裂缝,基本稳定,为了防止出现更大的裂缝,可以采用表面修补的方法。表面修补法可以采取将混凝土或石灰填充裂缝的方法,也可以在裂缝的表面进行抹灰的方法,这些方法非常简单,工程不大。但是它能阻止裂缝变大,从而导致桥梁的钢筋受到侵蚀,出现深层裂缝。压力灌浆法分为水泥灌浆、石灰灌浆、化学物质灌浆、沥青灌浆。喷浆修补是一种在经过处理的裂缝表面,喷射一层密实的水泥砂浆保护层,来封闭裂缝的修补方法。喷浆前,需要把结构表面的剥离部分除去。再用水冲洗清洁,并在开始喷浆之前把基层湿润,然后再开始喷浆。水泥灌浆适合桥梁的裂缝分布不均匀的情况下使用。石灰灌浆可以通过砼中不同的压力形成的孔眼将石灰浆灌入桥梁裂缝中。石灰的黏稠度可以根据桥梁裂缝的实际情况进行考虑。化学物质是一种新型的桥梁裂缝修补方法,它主要采用先进的化学材料修补裂缝,可以在很大程度上改变灌浆材料的性能。它的优势在于可以将很细的裂缝进行修补,而且操作非常简捷,修补的效果非常好。化学灌浆法现在已经在桥梁裂缝的修补方面得到了广泛的应用。填充钢板法,就是当钢筋混凝土构件产生主拉应力裂缝时。可对裂缝先进行处理之后,再在裂缝处粘结钢板,并用膨胀螺栓对钢板加压。钢板粘合方向应和裂缝方向垂直。
( 2) 梁式结构加固增强技术也是加固技术处理的重要方法之一。梁式桥上部加固可以采用各种不同的方式,主要视桥梁的实际情况,承载能力的减弱程度以及今后的使用要求而异。一般来说,主要采取扩大原结构构件截面,以提高结构的强度和刚度; 以新的结构代替旧的抗力不足的结构; 改变原结构的受力体系,使控制截面变矩的峰值减小; 对原结构施加预应力,改变原结构的受力图式,以达到提高桥梁刚度和强度的目的。
3 结束语
在市政桥梁的工程中,桥梁产生裂缝问题是很难避免的。不仅仅因为工程施工的原因,更重要的是自身的应力所导致的。虽然目前桥梁结构存在的裂缝问题比较普遍,但是只要在设计和施工中能认识到桥梁结构常规裂缝机理,同时采取相应的一些桥梁结构裂缝加固处理技术,裂缝问题是可以减少甚至可以避免的。在施工的过程中,充分考虑桥梁的各方面,力求做到减少桥梁裂缝的产生。当桥梁出现浅层的裂缝时,应该积极做好修护工作,避免裂缝的进一步扩大。在市政桥梁结构的设计中,应该进行合理的设计与预防。在原材料的购买上,应该非常慎重,将原材料的质量放在首位。在施工的过程中,应该充分考虑施工的合理性与科学性,注重效率的同时,更应该保质保量,严令禁止“豆腐渣”工程。桥梁结构裂缝多种多样,无论从表面裂缝还是上部结构裂缝或下部结构裂缝均有相应的成熟的加固工艺,在实际运用中应综合考虑各种因素,充分弄清裂缝形成机理方可针对性的提出加固措施,才能实现桥梁的经济效益和社会效益。
参考文献
1. 黄军生. 钢筋混凝土桥梁裂缝成因综述[J]. 世界桥梁,2002.
关键词:道路桥梁;混凝土;裂缝
混凝土裂缝是道路桥梁施工中比较常见的质量通病,直接影响了道路桥梁施工的质量水平,同时增加了工程的建设压力。道路桥梁施工受到诸多因素的影响,引发混凝土裂缝,进而干预了道路桥梁工程的稳定性,全面落实混凝土裂缝控制措施,维护道路桥梁混凝土结构的稳定性,最主要的是规避混凝土中的裂缝风险,促使道路桥梁具备稳固的特性。
一、道路桥梁施工中混凝土裂缝的成因
结合道路桥梁的工程案例,例举混凝土施工的裂缝原因,表明裂缝对混凝土的影响。
1、材料
混凝土属于一种混合物料,不同物料的特征、性质不同。例如:混凝土中的骨料,本身具有吸水的特性,主动吸收周围空气中的水分,导致混凝土结构吸水膨胀,占有很大的空间,道路桥梁工程中的混凝土材料,大多暴露在室外环境中,当骨料膨胀的应力大于混凝土结构本身应力时,即会引起结构裂缝。混凝土材料造成的裂缝中,还包括水泥、外加剂等,不利于混凝土的质量保障。
2、温度
混凝土裂缝中的温度成因,是指混凝土结构内外温度的差距大,在热胀冷缩的状态下破坏混凝土的约束力,导致混凝土内部出现裂缝[1]。道路桥梁施工周期长,混凝土受到高温、低温等因素的影响,温度差越大,混凝土裂缝越明显,集中在混凝土的结构内部,温度造成的裂缝破坏性比较大,破坏混凝土的整体结构。
3、地基
地基在道路桥梁整体上有明显的影响,地基支撑道路桥梁的结构载荷,如果地基不稳定,发生变形或沉降,此时道路桥梁也会随着地基而发生变化,促使混凝土中出现张拉力,干扰了混凝土的稳定,再加上混凝土内部钢筋、构件的牵拉影响,就会引发严重的裂缝风险,严重时混凝土结构也会出现坍塌的情况,不利于道路桥梁的安全施工。
二、道路桥梁施工中混凝土裂缝的控制措施
针对道路桥梁工程中,混凝土裂缝的具体原因,提出可行的控制措施,优化混凝土施工环境,确保混凝土在道路桥梁中的应用价值。
1、材料控制
控制材料是道路桥梁混凝土裂缝处理的一项根本措施,全面审核混凝土原材料的质量,规范原材料的选择,确保其能达到相关的标准,由此消除材料对混凝土裂缝的影响[2]。例如:某高架桥工程中,对混凝土材料提出了强化控制的方法,重点混合原材料的质量,工程人员严格监督混凝土材料的质量,一旦发现有吸水膨胀的材料,立即更换,禁止投入到工程建设中,该工程选用级配优质的碎石,尽量减少混凝土结构中存在的控制,避免碎石之间遗漏的缝隙发生收缩,除以以外,还要控制砂石、水泥以及外加剂的质量,该工程设计了混凝土材料审核,不仅审核原材料,而且混凝土投入应用前期,安排重复检测,以此来维护混凝土材料的质量。
2、温度控制
温度对道路桥梁混凝土裂缝的影响比较大,道路桥梁工程应该积极控制温度因素,规避温度造成的裂缝风险。以某道路桥梁工程为例,分析温度控制的措施。该桥梁性质为立交桥,双向6车道,该桥梁工程量非常大,全面把控工程质量。该桥梁混凝土施工集中在夏季,混凝土散热的难度比较大,该工程将温度控制的重点放在混凝土浇筑方面,降低浇筑厚度,加快混凝土散热的速度,实际混凝土面积非常大,该工程在混凝土结构内部设计了降温管,以免热量囤积在混凝土内部而引起裂缝,该工程监督混凝土降温措施,同时设计夜间工程,复杂的混凝土工艺,选择夜间作业,待周围环境温度降低后,安排混凝土施工,用于缓解夏季高温的影响,降低裂缝发生的机率。
3、地基控制
地基是道路桥梁混凝土裂缝的间接因素,但是其对混凝土裂缝的影响不可忽略。道路桥梁工程中,为了解决地基造成的混凝土裂缝问题,需要全方位的控制地基施工,强化地基的稳定性,进而为道路桥梁混凝土施工,提出优质的条件,实现预防混凝土裂缝的目的[3]。例如:道路桥梁工程勘察地质信息,深入分析地质情况,设计地基加固的措施,用于防护地基变形或沉降,利用稳定的地基,保护混凝土结构,以免地基不稳定造成混凝土裂缝。地基控制是道路桥梁混凝土裂缝控制中的一项基础措施,目的是维护道路桥梁混凝土结构,改善混凝土性能,防护混凝土裂缝。
4、设计控制
道路桥梁混凝土裂缝中的设计原因,对混凝土施工造成很大的干预。混凝土设计要符合道路桥梁的根本需求,规范设计配合比,通过试验检测的方法,优化混凝土设计,以免影响混凝土的设计标准。按照道路桥梁对混凝土的需求,提出设计控制的策略,如:(1)水灰比,保障水灰比的合理性,能够维护混凝土的强度,进而强化混凝土结构的稳定性,以免引发裂缝风险;(2)根据道路桥梁现场环境,调整混凝土的施工设计,特别是雨后、低温环境下,需积极协调混凝土设计,确保混凝土施工的优质性,符合道路桥梁的标准;(3)设计混凝土养护,养护能够提升道路桥梁混凝土结构的性能,预防混凝土裂缝,弥补道路桥梁混凝土中的裂缝缺陷。
三、道路桥梁施工中混凝土裂缝的处理方法
道路桥梁工程建设中,针对出现裂缝的混凝土部分,提出几点处理的方法,修复道路桥梁混凝土裂缝。
1、表面修补
表面修补在道路桥梁混凝土裂缝中,属于一项及时性的修复方法,其用于修复表面或深层的裂缝,恢复混凝土在桥梁中的承载力度[4]。道路桥梁施工时,混凝土表面出现裂缝,可以采用水泥浆、胶泥等材料,均匀的涂抹在裂缝的位置,待水泥浆材料固化后,就能与混凝土组成整体结构,保障道路桥梁混凝土的完整性。
2、灌浆修补
道路桥梁混凝土中的灌浆修补,借助压力泵,将修补材料泵入到缝隙内,随着泵入材料的硬化、加固,混凝土结构逐渐密实。灌浆修补与表面修补使用的材料相同,灌浆修补不局限在混凝土表面裂缝,拓宽了混凝土裂缝修复的范围,能够更深层次的解决裂缝问题。
3、结构加固
结构加固处理道路桥梁混凝土裂缝时,主要是以混凝土的整体结构为主,一旦道路桥梁工程企业发现混凝土结构有裂缝风险时,就可以采用结构加固的方法,在整体上加固结构,辅助增加混凝土的预应力强度,体现预应力在结构加固中的作用。
4、嵌缝方法
嵌缝方法用于处理道路桥梁工程中的混凝土缝隙,在混凝土裂缝位置,开设一条嵌入槽,槽内灌入止水的材料,利用止水材料密封裂缝,其对道路桥梁混凝土外观的影响非常小,保障混凝土外观的平滑性。
结束语:
道路桥梁工程,提高了对混凝土裂缝控制的重视性,综合分析裂缝成因,采用可行的控制措施,同时落实裂缝处理方法,修复道路桥梁中出现的混凝土裂缝,保障混凝土结构的安全、稳定,把控整个道路桥梁的建设过程,体现混凝土裂缝控制与处理的优势,满足道路桥梁工程在混凝土质量、安全方面的需求。
参考文献:
[1]廖冬生.桥梁施工中混凝土裂缝成因及控制措施[J].江西建材,2011,03:226-227.
[2]李江红.道路桥梁施工中混凝土裂缝成因分析以及应对措施[J].科技与企业,2013,03:221.
关键词:钢筋混凝土桥梁;病害;养护
究其原因,主要是对病害及其发生机理缺乏系统、清楚的认识。因此,掌握不同类型桥梁、不同病害的特点,分析其病害成因,针对具体问题迅速简捷地制定相应对策,是当前桥梁工程界研究的热点。
一、桥梁结构常见病害
1.1桥面铺装病害
突出的桥面铺装病害问题是:
(1)桥面早期破坏严重。桥面过早出现车辙,拥包,网裂,龟裂,沥青面剥落。
(2)桥梁上部结构及铺装结构的耐久性不足。
(3)交通量不断增大,车辆动荷载的反复作用,容易使路面破损开裂,大大影响了行车的舒适和安全。
1.2冻融病害
冻融现象也是造成桥梁病害,影响桥梁结构承能力和寿命的主要原因之一。西部地区受天气影响极易产生冻融现象,长期反复作用易造成结构产生裂缝有些桥梁进行了加固处理,新浇混凝土和后补混凝土结合不好,易产生裂缝,而冻融作用又加剧了这种作用。冻融病害主要是以下几方面引起:
(1)自然因素的影响。
(2)桥梁本身混凝土的施工质量不高,排水设施存在缺陷。
(3)后期养护薄弱。
1.3混凝土裂缝病害
在混凝土桥梁中,梁体开裂是一种较为普遍的现象.典型的砼裂缝按开裂部位可将分为:主梁顶、底板开裂,腹板开裂,齿板开裂,预应力锚头区开裂等.按成因可分为结构裂缝和非结构裂缝.结构裂缝是指砼所受拉应变超过极限应变而出现的开裂现象.它的宽度可随着荷载的变化而变化;非结构裂缝一般是指由于变形受到约束而出现的开裂现象.砼收缩、徐变和温差等均是非结构裂缝产生的原因。
混凝土开裂可以说是“常发病”和“多发病”,经常困扰着工程技术人员实际上混凝土结构裂缝的成因复杂而繁多,每一条裂缝均有其产生的一种活者几种主要原因。混凝土结构裂缝的种类,就其产生的原因,大致可分为以下几种:
(1)荷载引起的裂缝。
(2)温度引起的裂缝。
(3)收缩引起的裂缝。
(4)钢筋锈蚀引起的裂缝。
(5)冻胀引起的裂缝。
(6)材料质量引起的裂缝。
(7)施工质量引起的裂缝。
1.4锈蚀病害
钢筋锈蚀是影响桥梁结构寿命和安全的一个重因素。由于种种原因,桥梁结构钢筋的锈蚀广泛存在为了维持桥梁的正常运营,需要对出现锈蚀的桥梁行维修。钢筋锈蚀主要是发生了电化学反映。钢筋面致密的氧化膜可使钢筋免受锈蚀。氧化膜的破坏间接导致了锈蚀的发生。
钢筋发生锈蚀时,锈蚀部分的体积可膨胀至原积的10倍以上,从而对周围混凝土形成挤压,造成凝土开裂、剥落,使截面有效尺寸减小,导致结构承载力下降。
二、病害养护措施
2.1桥面铺装病害的养护措施
(1) 沥青铺装面层病害的养护措施
沥青砼铺装面层具有平整度好、噪音小、施工便捷等特点,在桥梁面层铺装中得到广泛应用,我处管养的桥梁全部采用了这种形式。但沥青砼铺装层也有怕水浸泡,使用寿命短等缺点。对于沥青铺装病害,在日常养护过程中采取如下的措施:
1、沥青罩面:对于大面积的沥青面层麻面、骨料松散等病害,可重新摊铺沥青罩面。若有泛油、油包现象,在罩面前,应先将泛油、油包部分铣刨,将多余的沥青油铲除之后,再进行沥青面层的罩面工作。部分小面积的麻面,可用沥青油沙在病害部分的表面进行修补。
2、沥青灌缝:对于沥青面层出现的裂缝,可用沥青油进行灌缝,这样可防止雨水渗入沥青底层,延长沥青面层
使用寿命。
3、沥青面层铺装的局部修补:对于沥青面层的局部坑洞、脱皮现象,可先将病害部分切割方正,清扫干净后,洒贴乳化沥青底油,用沥青料将坑洞补回。
(2) 砼铺装面层病害的养护措施
砼铺装面层具有使用寿命长,维护工作量小等特点。对于砼铺装面层病害,在日常养护中采取如下的措施。
1、局部修补:对于桥面砼铺装脱皮露筋、块板缺角等病害,可将存在病害部分切割方正,凿除已损坏部分并用清水冲洗干净充分润湿,用相同标号水泥砼或快速水泥修补。
2、全部凿除,重筑铺装层:桥面铺装层如已严重损坏,或砼板块已严重碎裂,可采用全部凿除,重筑铺装层的方法修补。新铺的面层可采用普通水泥砼,也可采用钢纤维砼等其它材料。
2.2冻融病害的养护措施
(1)设计方面
在容易出现裂缝的地方加大配筋,对于混凝土构筑物,要有防水、排水措施。
(2)材料选择及配合比方面
掺入少量减水剂、早强剂、防冻剂、引气剂,限制水灰比,选择抗冻性好的硅酸盐水泥。
(3)施工方面
控制好混凝土的塌落度,振捣过程不要太长,加强早期养护。
2.3混凝土裂缝病害的养护措施
桥梁结构在施工和运营使用过程中,常会产生各种不同形式的裂缝。桥梁所产生的裂缝可分为两类:一类为正常裂缝,一类为非正常裂缝。混凝土构件由于自身应力作用产生收缩裂缝、温度裂缝,此类裂缝只要缝宽限制在0.3mm以内,构件内钢筋不会因裂缝的存在而受到腐蚀,这种裂缝为正常裂缝,可不作处理。预应力混凝土构件由于在承受荷载之前已预加应力,因此理论上不容许产生裂缝。但在荷载的作用下,桥梁的混凝土构件会在外力作用下产生弯曲裂缝、剪切裂缝、断开裂缝、扭曲裂缝。这几种裂缝在外力作用下产生后,会逐渐开展,裂缝宽度增大,混凝土构件表层混凝土脱落,直至导致构件内钢筋的腐蚀。此类裂缝为非正常裂缝,必须进行处理。桥梁混凝土构件一旦发现裂缝应加强检查与观测,并制定相应的养护措施。一般情况下对桥梁裂缝应采用表面封闭修补法。常用方法有:内部压浆修补、填缝、表面抹灰、凿槽嵌补、表面粘贴和表面喷浆等。对于严重影响结构强度和刚度的裂缝,则需作结构补强加固处理。部分桥梁由于设计及施工工艺原因,在建成时梁体结构出现大量有规律的裂缝,随着时间的推移,裂缝逐渐开展并横向贯通梁体,裂缝宽度部分已达到1mm,对这种桥的裂缝可采用
的是环氧树脂材料灌浆修补法。裂缝修补完毕后,必须委托专业单位对裂缝进行了检查,确保修补的效果。
2.4锈蚀病害的养护措施
(1)覆盖法
通常使用环氧树脂砂浆或环氧树脂混凝土,基本方法是,尽可能敲掉劣化的混凝土,再对混凝土表面及钢筋表面做喷砂处理,用环氧树脂砂浆或混凝土进行断面修复及表面覆盖处理,目的在于防止氯化物或氧气的侵入。再用聚氨酯类材料做表面覆盖,以提高其耐候性。这种方法不仅可以延缓混凝土碳化,而且能有效地阻止有害离子的侵入,具有良好的修补效果。
(2)更换保护层混凝土方法
更换保护层混凝土是一项施工技术要求高、施工管理要求严的工作。施工时,应分段铲除保护层混凝土,并分段补浇,随铲随浇,凿除钢筋保护层混凝土至少超过钢筋位置20mm,使修补材料能很好地包围钢筋和原混凝土。锈蚀的钢筋应进行除锈,对于锈蚀严重、有效面积减小的宜增配相应截面积钢筋补强。冲洗原混凝土表面,在钢筋上涂刷阻锈剂,重新浇捣或喷射掺有阻锈剂的细石混凝土保护层,其强度等级应比原混凝土提高一级。对新旧混凝土结合面以及分段施工混凝土结合面,均应做界面处理。
三、结束语
总之,通过利用高科技手段,实现人工检测向自动化检测发展,由破损类检测向无损检测技术发展,使桥梁质量的检测、评估和病害分析更加快捷,使桥梁养护更加合理经济。还应当加大养护质量的科技投入,提高桥梁耐久性,延长桥梁的使用寿命。
参考文献:
【关键词】桥梁施工;混凝土裂缝;混凝土置换;荷载裂缝;配合比
前言
改革开放后道桥建设行业对桥梁有了更加深入和研究和时间,并在各地留下了各种类型的桥梁,成为历史和桥梁的鉴证。进入新的世纪,科技和经济得到了飞速地发展,各种大型桥梁、多功能型桥梁出现在人们关注的范围内,在更好地实现交通和交流功能的同时,也成为各地地标性建筑,发挥着各种作用和价值。当前桥梁施工中混凝土项目因为材料性质、施工技术、内外环境、管理方式等原因出现了裂缝问题,产生裂缝的桥梁不仅在结构上存在性能和安全上的隐患,更会在功能实现和外观上对桥梁带来负面影响,成为桥梁建设和发展的负担。防范桥梁工程混凝土部位的裂缝应该在详细了解和认真分析桥梁施工混凝土项目实际的基础上,展开对混凝土桥梁裂缝的全面思考,在合理划分桥梁混凝土裂缝类型的基础上,分析出产生混凝土桥梁产生裂缝的内外原因,形成桥梁施工中对裂缝预防的施工方法,总结出实际工作中对桥梁混凝土裂缝处理的技术要点,在技术的角度,从实际施工出发,形成控制桥梁混凝土裂缝的经验和指导体系,有效规范和指导桥梁混凝土施工实际,使桥梁更好地发挥出设计的功能,有效地支撑经济和社会的发展。
1 桥梁混凝土裂缝的概述
1.1 桥梁混凝土裂缝的种类
根据经验桥梁工程施工中常见的混凝土裂缝有如下三种:一是,荷载裂缝,就是有荷载过大或应力过大而产生的裂缝;二是,形变力裂缝,就是因温度、沉降、收缩、膨胀而引起形变力而出现的混凝土裂缝;三是,技术性裂缝,因为桥梁混凝土施工中因材料、工艺不当而产生的技术原因裂缝。
1.2 产生桥梁混凝土裂缝的原因
首先,桥梁设计阶段会因为设计的不合理和计算的失误,产生设计上的失误,在实际施工中导致桥梁混凝土裂缝的产生。其次,施工中如果不按照设计图纸施工,也会产生桥梁混凝土裂缝。其三,桥梁工程施工阶段,由于材料、工艺等原因会造成桥梁混凝土出现形变力裂缝和技术性裂缝。最后,桥梁运行时期,因荷载过大、交通事故、环境影响产生荷载裂缝、沉降裂缝和外力裂缝。
1.3 桥梁混凝土裂缝的危害
桥梁混凝土裂缝会引起桥梁内部钢筋的锈蚀,降低了桥梁的强度,影响了桥梁的功能。桥梁混凝土裂缝会对车辆行驶造成安全隐患,形成交通安全事故。桥梁混凝土裂缝还缩短的桥梁的使用年限,加大了维修费用的支出,降低了桥梁工程的综合效益。
2 施工中桥梁混凝土裂缝的控制方法
2.1 优化桥梁施工设计方案
优化措施的主要做法就是对于相关的计算进行严格的控制,可以适当的改善配筋,设计一些防裂筋、温度筋、抗裂筋等配筋来防止混凝土产生裂缝。
2.2 合理进行桥梁施工
桥梁施工的过程中一定要注意混凝土的结构立模、浇筑等过程必须合理,以防止由于施工的原因产生混凝土的裂缝。在布置相关的模板和支架时强度一定要保证,这样可以有效的防止沉降的原因产生的裂缝,而在混凝土的浇筑时一定要注意必须严格按照相关的浇筑规范进行。
2.3 控制混凝土的配合比
混凝土的配比过程中一定要注意选用水化热度小、收缩量小、高标号的优质水泥和吸水率小,收缩性较低的优质骨料,对于骨料还应该控制其含有的云母和有机质等物质的含量,以尽量降低其收缩性。
3 桥梁混凝土裂缝的技术处理
3.1 桥梁表面的修补
对于一些简单的桥梁混凝土裂缝,一般都采用这种表面的修补方法,经常适用于对桥梁的主体和承受力没有影响的混凝土裂缝,通常的处理措施就是在裂缝的表面继续涂刷水泥或者在混凝土的表面涂刷一些特殊的油漆等一些防腐材料,在防护了混凝土裂缝的同时也能有效的防止混凝土受其他因素的干扰继续开裂,引起更大的危害。
3.2 灌浆、嵌缝封堵法进行修补
灌浆、嵌缝封堵法和表面修补正好相反,如果裂缝比较深,甚至影响到了桥梁的主体就采用灌浆、嵌缝封堵的方法,一般灌浆、嵌缝封堵就是用能产生巨大压力的设备将胶结合等用于修补的材料压入混凝土的裂缝之中,而压入的胶结材料由于具有很强的粘性,在风干之后会与混凝土凝结在一起,有效的治理了混凝土的裂缝。
3.3 混凝土置换法进行修补
当桥梁混凝土结构的裂缝严重到无法用灌浆、嵌缝封堵法进行修补时,就可以考虑用混凝土置换的方法,凝土置换法的主要内容和关键环节就是替换掉已经损坏的混凝土,换上新的混凝土或者其他的替代品,此方法对于严重损坏的桥梁的混凝土是一种最有效的方法,值得推广和应用。
4 结语
总而言之,从过程上和系统上开桥梁混凝土裂缝的控制要走一条“从设计,到竣工”的技术路线,以技术的设计提高桥梁混凝土抵御裂缝的能力,以技术的手段划分桥梁混凝土裂缝的种类,以技术的探究发现桥梁混凝土裂缝产生的原因,以技术的措施强化桥梁混凝土项目施工,确保桥梁混凝土裂缝的方式,以技术的对策处理桥梁混凝土裂缝。总之,技术要贯穿和控制桥梁施工的每一个关键环节,这样才能把桥梁施工中混凝土裂缝产生的概率降低到最低,形成对桥梁施工质量的根本保证。混凝土裂缝的产生原因和种类还有很多,桥梁施工的方法也多种多样,因此控制桥梁混凝土裂缝要不拘泥于一种形式,还需要同仁在工作中进一步开发和丰富,以便发展桥梁混凝土裂缝预防和处理的技术体系。
参考文献:
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[2]金东,张才平,童晓鹏.桥梁混凝土裂缝与外观缺陷分析[J].中国水运(下半月),2010(01).
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【关键字】桥梁;施工;裂缝;控制措施
一、桥梁施工中混凝土裂缝成因研究
桥梁工程属于交通设施的重要组成部分,随着社会经济的发展,对桥梁施工质量提出了越来越高的要求。混凝土裂缝属于桥梁施工中常见病害问题,其危害较大,严重会影响桥梁应用功能,降低其使用年限,影响过往车辆人员安全性。桥梁施工中混凝土裂缝成因较多,主要可以分为以下因素所引起的裂缝:
(一)温度变化引起混凝土裂缝
在桥梁工程中,混凝土应用量较大。然而混凝土本身具有着热胀冷缩的特性,当混凝土外部环境温度或混凝土结构内部温度出现较大变化时,混凝土会产生变形,变形受到约束,则会在混凝土结构内部产生一定拉应力,当其拉应力超出混凝土设计极限抗拉强度时,则会产生混凝土裂缝,即温度裂缝。
(二)收缩引起混凝土裂缝
收缩引起混凝土裂缝即收缩裂缝,主要是混凝土在收缩过程中其体积出现变化所引起的裂缝问题,主要分为塑性收缩裂缝与干缩裂缝两种形式。其中塑性收缩裂缝主要发生于混凝土初凝之后混凝土养护作业之前,在此阶段中,混凝土内部水化反应强烈,其水分蒸发较快,出现泌水问题,失水量较大,混凝土结构收缩。在收缩过程中,混凝土表层受到来自于混凝土内部模板、钢筋及混凝土的限制及制约,受拉应力影响在混凝土表面出现不均匀裂缝。干缩裂缝发生于混凝土硬化前后,在此阶段,混凝土表面水分蒸发速度较快,内部水分蒸发较慢,导致混凝土表面收缩量较大,混凝土内部收缩量较小,受内部混凝土结构约束,混凝土表面受到拉应力,一旦拉应力超出混凝土表面最大抗拉强度时则会产生干缩裂缝。
(三)钢筋锈蚀引起裂缝
在桥梁混凝土施工中,如混凝土施工质量较差,或混凝土保护层设计厚度不足,二氧化碳对混凝土保护层进行侵蚀碳化并侵蚀到钢筋表面,受二氧化碳等因素影响,钢筋附近混凝土碱性较低,受氯化物影响,导致钢筋铁离子含量增加,破坏钢筋表面养护膜。钢筋铁离子与混凝土内水分及氧气出现锈蚀反应,锈蚀物体积增加,对周边混凝土产生膨胀力,从而导致混凝土剥离与开裂,沿钢筋方向产生裂缝。
除了以上几点以外,引起桥梁混凝土的裂缝还包括沉降引起裂缝、冻胀引起裂缝、荷载引起裂缝等,此外,桥梁混凝土原材料质量、配合比设计、施工质量及养护措施是否合理,均关系着混凝土是否会产生裂缝。
二、桥梁施工中裂缝控制措施
为保障桥梁施工质量,应采取措施进行裂缝控制。综合考虑桥梁施工混凝土裂缝成因,提出以下裂缝控制措施:
(一)加强温度控制
在桥梁混凝土施工中,应保证桥梁混凝土原材料质量,选择低水热化水泥,优化混凝土配合比,在保证混凝土整体性能的基础上,降低用水量,在混凝土集料中掺入一定量的添加剂,如减水剂等;在混凝土拌合作业时,应合理控制原材料拌合温度,如原材料温度较高,则应对原材料采取洒水降温措施,如对碎石集料进行降温,降低混凝土拌合温度及混凝土浇筑作业时温度。桥梁工程在夏季施工,外界环境温度较高时,应降低桥梁混凝土分层浇筑厚度,充分利用浇筑层面积进行散热;为实现混凝土浇筑施工温度控制,可以在混凝土内部敷设降温水管,从而对混凝土温度进行有效控制。为降低桥梁施工裂缝,在桥梁施工作业中,应合理安排施工工序,有效控制施工时间。应优先选择高性能混凝土,提高混凝土抗裂性能。在桥梁施工中,塑性沉降裂缝较多,针对这种裂缝应做好基础处理,合理布置支架,通过面积法进行支架表面受力测定,应用预压方式以降低支架非弹性变形问题。合理掺入化学添加剂,如减水剂的应用可以有效避免泌水,有利于混凝土二次抹面;针对塑性收缩裂缝,应做好混凝土养护措施,通过覆盖麻袋或苇席湿润以降低混凝土表面水分蒸发过快。温度裂缝属于混凝裂缝最主要裂缝,应加强温度控制,充分保障混凝土施工质量。
(二)加强桥梁混凝土施工控制
在桥梁混凝土施工时,应按照桥梁施工实际要求确定混凝土配合比,严格控制水灰比及水泥用量,发挥监理单位作用,保障其材料及配合比满足桥梁施工要求。在混凝土施工中,采取分层浇筑分层振捣施工工艺,保证分层厚度合理,振捣密实。重视混凝土施工养护工作,尤其是在高温环境中,通过湿润养护措施,可以有效降低混凝土温度裂缝及干缩裂缝,控制裂缝产生。
(三)桥梁混凝土裂缝修补措施
针对桥梁施工中已经出现的裂缝问题,其裂缝控制应采取修补措施进行处理。常见的裂缝修补措施主要包括表面修补法、灌浆及嵌缝封堵法、结构加固法等。其中表面修补法属于一种常见的修补措施,在处理对混凝土结构承载能力不存在影响的表面裂缝及深层裂缝中较为适用,主要处理方法为:选择水泥浆、环氧材料等涂抹于裂缝表面,以实现裂缝修补目的;灌浆及嵌缝封堵法,在处理对混凝土结构存在影响的裂缝中应用较为广泛,通过压力设备,将水泥浆、环氧树脂、聚氨酯等胶结材料压入到混凝土裂缝中,最终实现封堵加固目的,其处理效果较好;如桥梁混凝土裂缝对混凝土结构性能存在较大影响时,应采取加固措施,如预应力法加固、粘贴钢板加固、喷射混凝土补强加固等措施。采取修补措施,实现桥梁混凝土控制,保障桥梁运行安全性及效益。
结 语
在桥梁工程施工中,为保障桥梁工程施工质量,实现桥梁工程效益,应采取措施有效控制桥梁混凝土裂缝。在分析桥梁施工中裂缝成因的基础上,提出加强温度控制、加强桥梁混凝土施工控制、采取桥梁混凝土裂缝修补措施,以实现桥梁混凝土裂缝控制。实践证明,保障混凝土材料质量,优化混凝土配合比,按照规范进行混凝土施工,保证浇筑及振捣效果,重视混凝土后期养护,严格控制混凝土内外温差,可以有效控制混凝土裂缝,实现桥梁工程整体效益。
参考文献
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[3]黄慧静.预应力连续刚构桥梁箱梁裂缝成因分析与控制[J].城市建设理论研究(电子版),2012,(17).
【关键词】混凝土桥梁病害防治措施
[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
中图分类号:U448.33文献标识码:A文章编号:2095-2104(2013)
引言
随着经济的发展,交通运输量大幅度增长,行车密度和车辆载重越来越大,尤其是推行拖挂运输和集装箱运输后,重型车辆日益增多,现有一部分公路桥梁己满足不了使用要求,这是世界各国所面临的普遍问题。为了确保公路的正常运营,必须对桥梁常见病害及原因进行分析,并采取相应的防治措施。
一、混凝土桥梁常见病害及原因
1、混凝土桥梁表层缺陷常见病害
钢筋混凝土桥梁表层缺陷主要有蜂窝、麻面、漏筋、空洞、磨损、锈蚀、老化、表层成块脱落等类型,具体各类缺陷产生的原因如下:
(1)蜂窝
蜂窝现象的产生主要是因为施工原因所致,具体的原因如下:混凝土在灌筑过程中如果缺乏应有的振捣、以及运输过程中混凝土出现离析、支模时模板缝隙不严,使得水泥砂浆流失等都可以造成蜂窝现象的产生;此外,当钢筋太密、混凝土粗骨料粒径太大或塌落度过小时,都可造成其蜂窝的形成。
(2)漏筋
漏筋的产生很大程度上是因施工质量差所引起,如灌筑时钢筋保护层垫块发生位移,钢筋紧贴模板,保护层处振捣不实或漏振等,此外,当梁桥梁体因为外界或自身原因出现裂缝,降雨天气里,雨水浸入梁体裂缝,使得钢筋锈蚀膨胀引起表层大面积脱落,从而促成漏筋现象出现。
(3)麻面
麻面的发生主要是因为施工时采用了表面不光滑的模板,以及模板在湿润时不够充分,造成梁体表面混凝土内的水分被模板吸收,从而使得麻面现象出现。
(4)空洞
如果在结构设计时钢筋选配不当,使得钢筋布置过密,则可能造成该病害的产生,同时,在施工时混凝土被卡住,又未充分振捣就继续灌筑上层混凝土。此外,严重漏浆亦能产生空洞现象。
(5)磨损
该病害的成因大致有三种情况:混凝土强度不足,表层细骨料太多;车轮磨耗;高速水流冲刷,水流中又夹带大量砂石等。
(6)锈蚀、老化、剥落
其成因主要有以下几种:①保护层太薄;②结构出现裂缝时,雨水浸入裂缝内部,使得钢筋发生化学及物理反应,从而出现锈蚀;③钢筋锈蚀膨胀引起剥落;④严寒地区冰冻及干湿交替循环作用;⑤有侵蚀性水的化学侵蚀作用。
2、混凝土桥梁的裂缝及其产生原因
裂缝是混凝土桥梁最常见的缺陷之一,根据裂缝的发生部位和产生原因不同,主要有以下几类:
(1)沿梁腹板梁高度上的表面裂缝
常见于T形梁的腹板侧面上,在半梁高度处常出现枣核形裂缝,间距无规律;裂缝宽度δ=0.2~0.6mm,有的达到0.8mm。位置和方向:腹板裂缝,常出现在梁的跨中,并垂直于主钢筋;在支座到1/4跨径之间,裂缝与主钢筋形成60o斜角。
原因:混凝土质量不均匀,在受到较大荷载,易沿腹板产生表面裂缝大。这种裂缝,最大宽度一般变化不大,但是,容易与受拉区裂缝相连接,如图所示:
图:沿梁腹板高度上的表面裂缝图
(2)梁腹板的斜裂缝
斜裂缝常见于跨径大于l0m的钢筋混凝土梁桥。位置和方向:斜裂缝常发生在支座到1/4跨径之间,出现在梁的侧面,并与梁形成45o~60o左右的夹角。裂缝形式:裂缝宽度0.1~0.3 mm,裂缝间距0.5~1.0mm。
原因:梁在弯剪作用下,在0~1/4区域产生的主拉应力,超过了该部位的材料抗拉强度。随着荷载增加,斜裂缝也逐渐增大。在0~1/4梁段内,外力主要以剪力形式出现,因此,裂缝形成角度大于450;随着弯矩增加,梁腹板在剪一弯作用下,发生剪一弯裂缝,裂缝则与梁纵向成为30o~45o角,裂缝条数为1~2条,缝宽为0.2~0.3mm。这种裂缝的发生的过程:先出现垂直于梁轴的弯曲裂缝,再发生倾斜裂缝。
(3)梁(板)结构的主筋部分水平纵向裂缝
位置和方向:在主筋位置附近,沿着主筋延伸方向,出现的水平纵向裂缝;裂缝度可达半跨。最大裂缝的宽度达到4mm。伴随着裂缝扩展,混凝土保护层剥离,钢筋外露而锈蚀。
原因:这种裂缝产生的原因比较复杂,可以是混凝土先出现裂缝,引起钢筋的锈蚀;也可能是钢筋锈蚀膨胀引起混凝土开裂。发生这种病害原因,施工质量较差,保护层过薄;混凝土内加了过量的添加剂,导致混凝土碳化、钢筋锈蚀胀裂混凝土。
(4)梁体支座处裂缝
位置与方向:在简支梁支座的垫板处的梁体上,支座上的垫板与混凝土交界处,时常发生的斜向裂缝。这种裂缝往往只有一两条大裂缝,裂缝宽度δmax =2mm。
原因:桥墩发生不均匀沉降、歪斜;局部混凝土承压力不够;支座倾斜或者活动支座失灵等。
因此,发现混凝土桥梁出现缺陷后,必须及时对缺陷进行调查研究,分析缺陷的产生原因、现状、发展趋势,以及桥梁遭受破坏的程度,对使用的影响等,及时采取措施进行维修加固。
二、混凝土桥梁常见病害的防治措施
1、蜂窝麻面等混凝土缺陷处理
对于板底存在混凝土蜂窝、麻面、剥落、掉块、缺损、凹陷等缺陷,首先将缺陷部位表层的旧混凝土全部凿除,露出新鲜混凝土,然后利用人工除锈的方法对缺陷部位的外露钢筋除锈,并将混凝土表面清理干净,最后利用环氧砂浆对缺陷部位进行修补。
2、表面裂缝封闭修补方法
(1)填缝
填缝是砖石砌体裂缝修理中最简便的一种方法。操作时,将裂缝清理干净,根据裂缝宽度同分别用勾缝刀、抹子、刮刀等工具进行操作,所用灰浆通常采用1:2.5或1.3水泥砂浆,一般不得低于砌筑灰浆的强度。填缝处理后可在美观、耐久性等方面起到一定的作用,而对砌的整体性、强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浆、水泥沙浆、环氧基液及环氧砂浆等材料,涂抹在裂缝部位的砖石体或混凝土表面上的一种修补方法。
(3)表面粘贴修补法
表面粘贴法是指:用胶粘剂把玻璃布或钢板等材料粘贴在裂缝部位的混凝土表面上,达到封闭裂缝目的的一种修补方法。
(4)凿槽嵌补
凿槽嵌补是沿混凝土裂缝凿一条深槽,然后在槽内嵌补各种粘结材料,如环氧砂浆、沥青、甲基丙稀酸脂类化学补强剂(甲凝)等的一种修补方法。
(5)表面喷浆
喷浆修补是在经凿毛处理的裂缝表面,喷射一层密实而且强度高的水泥砂浆保护层来封闭裂缝的一种修补方法。
(6)打箍加固封闭法
当钢筋混凝土梁件产生应力裂缝时,可采用在裂缝处加箍使裂缝封闭的方法。
3、内部裂缝修补
压力灌浆是指施加一定的压力,将某种浆灌入结构内部裂缝中去,以达到封闭裂缝,恢复并提高结构强度、耐久性和抗渗性能的一种修补方法。此法一般用于裂缝多且深人结构内部或结构有空隙的修补。根据灌浆材料的不同,压力灌浆可以分为三类:水泥灌浆、化学灌浆和沥青灌浆。其中水泥灌浆和化学灌浆较为常用。
结语
通过对钢筋混凝土桥梁的常见病害及原因的分析,我们可以看到,一座桥梁的病害成因涉及到许多方面的因素,因此,要使得病害的减轻,就需要紧抓设计、施工等各环节,并及时加强养护和维修,争取减轻或消除病害。
参考文献:
关键词:桥梁,预防性养护,裂缝封闭,缺陷修补
中图分类号:K928.78 文献标识码:A 文章编号:
1 概述
预防性养护在桥梁领域作为一个完整的概念于20世纪80年代提出。预防性养护产生的根本原因是日渐增长的养护费用和公众对桥梁系统的要求,迫使管理者寻求更具成本效益的管理方式,即用最佳成本效益的养护措施,充分实现公路桥梁的使用功能,并不断提高其服务水平。预防性养护有别于矫正性养护这一传统的养护理念,其主要有两个内涵:一是让状态良好的桥梁保持更长时间,延缓病害的出现;二是在恰当的时机,用最佳的方法对桥梁进行养护,也即在桥梁病害处在萌芽状态时,对桥梁采取的一系列有效延缓或阻止其出现严重病害的技术。
恰当的预防性养护技术措施将延长桥梁使用周期寿命,降低养护成本,从而促进节约型交通建设的快速发展。
2 桥梁预防性养护的必要性
桥梁预防性养护就是通过对桥梁的定期检测(专项检测)和经常性检查,系统掌握桥梁技术状况,及时发现缺陷、损坏等异常情况,在桥梁没有发生结构性破坏前,为了更好的保持桥梁的良好运营状态,延缓桥梁未来的破坏,获取桥梁生命周期内的最大效益,在不增加结构承载能力的前提下,针对桥梁出现或可能出现的病害,在适当时机,采取相应的养护措施,来改善桥梁的总体功能状况,提升桥梁服务水平。
目前我国虽然加固改建了一部分危桥旧桥,但仍有相当大数量的危桥还在使用中。如何养护管理好现有桥梁,保持桥梁的完好工作状态,延长其使用寿命,这一问题迫切要求各级公路管理部门及时做好预防性养护,确保桥梁的安全性,减少和预防不安全事故的发生。
3 桥梁预防性养护的内容
预防性养护是在没有发生明显病害的时候进行的养护,目的就是防止或减缓病害的发生,达到延长使用寿命的目的。
对已建成的桥梁,其内在因素已经成型,设计施工中的缺陷已经存在,为了达到耐久的目的,就必须针对已经存在的问题可能的发展趋势进行预防性养护。
桥梁预防性养护的内容主要包括以下内容:
① 裂缝封闭;② 构件表面防水处理;③ 混凝土缺陷修补。④ 对桥梁易受污染的构件进行日常清理;⑤ 泄水管处防水处理。⑥ 对钢结构及金属构件的清洁和油饰。⑦ 对斜拉桥、悬索桥等特殊结构桥梁的锚头进行维护。
限于篇幅,本文仅对裂缝封闭、混凝土缺陷修补及混凝土构件表面防水处理进行介绍。
3.1 裂缝封闭
根据混凝土裂缝产生的原因主要有以下四种情况:
① 温度变化引起的裂缝;② 混凝土收缩引起的裂缝;③ 荷载作用引起的裂缝;④ 钢筋锈蚀引起的裂缝。
对于这些裂缝的处理,目前有以下方法:
混凝土密实性差,裂缝在0.25mm以下可以直接用涂料处理。使用带有一定延度的聚合物基成膜型弹性涂装材料直接封闭。这类涂料因具有一定的弹性,当裂缝稍有扩展也不会破坏涂层,其主要作用是防水和抗氧气和二氧化碳的渗透能力。
水泥基渗透结晶型涂料封闭。这类产品的作用机理是材料中的活性化物质通过载体向混凝土内部渗透,遇水以后在混凝土的孔隙里形成憎水结晶,从而堵塞了孔道和裂缝,可以使裂缝自行弥合。
大于0.25mm的裂缝,可用同类型的腻子处理,然后再涂涂料。当裂缝大于0.8mm且已经不再发展,可以将裂缝清理干净后注入补缝胶封闭。
3.2 构件表面防水处理
桥梁构件表面使用防水密封剂和涂装材料有很多意义。首先,事实证明,影响桥梁混凝土结构的水主要来源于降雨,因此对钢筋混凝土桥梁进行防水是降低钢筋锈蚀速度的基本手段。其次,保护密封剂和涂装材料还可以减少氧气的渗透,减缓混凝土碳化反应的进程。第三,保护密封剂和涂装材料能有效地抵御化冰盐、空气中的二氧化碳和其它有害化学物质对混凝土结构的侵蚀,延缓各类病害发生发展的速度。总之,采取必要的保护措施对整个结构进行保护,可以长期地解决混凝土的病害问题,有效延长混凝土的使用寿命,延长维修周期,节省维修成本。
3.3 混凝土缺陷修补
在使用过程中,混凝土受撞击或由于钢筋锈胀会产生缺损,受到水损害后更会发生腐蚀现象,这就需要及时修补,否则将引起更大的病害,影响桥梁使用寿命。修复用混凝土与原混凝土如何结合好是修复质量的关键,新补的混凝土与原混凝土收缩不一致会造成结合不良,起不到修复的作用。因此需要用无收缩结合牢固的混凝土。
⑴ 无收缩水泥加固料:是一种高强、早强、免振、自密实、高流态的水泥基复合材料,具有很强的粘结性、耐久性、抗渗性及力学强度。加固料硬化后,均匀密实,强度高。体积稳定,密实度好,不收缩,不产生裂缝,可抵御恶劣环境和腐蚀性介质的侵蚀破坏,大大延长混凝土结构的使用寿命。
⑵ 聚合物水泥复合补强砂浆:是近年来兴起的一种新型多功能的水泥基复合材料。它是以特种水泥、超细矿粉、精选骨料、高聚物辅以各种助剂经独特的物理化学复合改性制成,该体系充分发挥了水泥水化物及高聚物各自的性能优势,使产品既具有水泥类材料的耐久性,又具有一定适应基材变形的柔韧性,克服了传统水泥脆性大的特点,体现出抗渗、不收缩、耐高低温、耐腐蚀,抗冻融、高粘结强度等性能优势。这种材料可作为新旧混凝土耐腐蚀保护层使用。自然条件恶劣及长期浸泡污水中的混凝土结构部分,用涂抹聚合物修补浆外加防腐保护层的方法,可有效地延长维修周期。
⑶ 喷射混凝土修补:对大体积维修应该使用喷射混凝土方法进行,有干喷和湿喷两种,干喷是将水泥骨料和外加剂事先进行混合,并在喷嘴处加水以高速喷射到修补面上。湿喷是将修补砂浆预先用水调好,然后用喷枪喷射到修补面上。干喷和湿喷都可以获得理想的效果。
纤维增强是另一项喷射混凝土的新技术,通过加入纤维可以提高抗弯、抗张和抗开裂的能力。纤维的增强效果与所使用的纤维的弹性模量有直接关系,弹性模量越高,效果越好。
⑷ 建筑于跨海、海岸和临海的钢筋混凝土与预应力混凝土桥梁,由于环境介质中的氯离子或混凝土原材料中的氯离子渗入到钢筋周围,达到一定浓度后破坏钢筋的钝化膜,引起钢筋锈蚀,削减其有效截面,降低其粘结强度等受力性能,使混凝土保护层顺筋胀裂,是影响桥梁耐久性的主要病害。
对于此类由于钢筋锈蚀引起混凝土缺陷的情况,为了保证修补的有效性和耐久性,在修补的同时应该采用构件表面防腐涂装处理,同时对已锈蚀钢筋进行除锈、防锈处理,保证修补质量。
4 结语
预防性养护作为桥梁日常养护的关键技术,同时又是桥梁经常性、周期性的保养措施,应引起足够的重视。在应用桥梁传统预防性养护技术的同时,应该针对可能出现的桥梁病害、缺陷的类型和损害程度,大力研发桥梁预防性养护新技术,这对延长桥梁使用寿命和节约养护费用等方面具有重要的意义。
参考文献
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(2)汤柏江,贾群,浅析京津塘高速公路桥梁检查和预防性养护,交通世界,2009年,第10期。
[关键词]桥梁施工 混凝土裂缝 预防 控制
中图分类号:TU357 文献标识码:A 文章编号:1009-914X(2015)25-0100-01
混凝土是桥梁建筑结构的重要组成部分,其质量好坏直接关系到桥梁的安全和使用寿命。目前填充桥梁存在多种桥梁开裂现象,为了杜绝和防止这种现象的发生,除了要对施工进行有效管理外,还要在设计和施工等阶段采取有效措施来进行有效预防和解决。
1、混凝土桥梁裂缝的分类
根据裂缝形成的原因,基本可将其分为两大类。
一种是由于桥梁结构的承载力或刚度不足,在荷载作用下产生的裂缝。通常有纵向裂缝和横向裂缝两种。另―种是施工时由于质量工艺影响而出现的裂缝,这类裂缝通常产生在钢筋混凝土桥梁和圬工桥梁中。由于裂缝是桥梁上的重大病害之一,因此不管是哪一种裂缝,只要裂缝的宽度和数量超出规范允许的范围和限度,都会导致结构恶化,影响到桥梁的承载能力和使用寿命,应该引起高度的重视,及时进行修补。
2、桥梁施工中混凝土裂缝的产生
通常,根据施工的材料大多为混凝土这一情况,一般裂缝的形成可以从下面几个方面来理解,第一是体积收缩膨胀,第二温度,第三钢筋被腐蚀生锈,第四重力造成的沉降,第五受冻之后体积变化,第六材料不合格。
①温度因素导致的裂缝本身因为砼有由温度产生体积变化的性质,如果外界温度升高,砼变形产生,如果变形被空间和力所阻挡,就会出现拉应力,这个力直接将混凝土拉开,形成裂缝,很多跨径较大的桥体,温度应力值很大,能够大于等于活载应力。
②收缩裂缝是砼总体形态生成之后冷却时容易出现的,有干缩裂与塑性裂两种,后者通常在初凝时产生,通常这个时间还没开始养护,水化反应最激烈的时候,水会充分析出,蒸发等,状态的突然转变会导致失水收缩。表层受到深层混凝土以及模板、钢筋的制约,使由软变硬中的塑态混凝土产生拉应力,从而形成微裂缝。而干缩裂缝则多发生在混凝土硬化前后.这个时候砼表层水流失很快,而内部因为空气接触少而得不到充分散发,所以外部和内部的收缩不一致。表层快而内部慢,形成不平均力,收缩裂缝由此产生。
③沉降裂缝的关键不在于沉降大小,而在于沉降的平均程度,下降的水平高度不一致,就会使结构不再稳定,出现附加力,而如果这个力大于混凝土本身的稳定度时,结构即发生损伤。此外,砼骨料中的缝隙较大,水的吸收能力强,杂质成分比较多,砼水含量过高或者没有充分严格进行振捣。养护期限较短,形成受冻成分,这都将引起砼因为温度过低导致胀裂。
3、裂缝的预防和控制
3.1重力荷载,工作流程等导致的裂纹。这属于人为可以控制的因素,通过选择合适的方法,进行力的计算和分析。对尺寸进行科学布置。能够使各种比例更加稳定合理,工作人员要充分了解施工图上的各项表述,严格依据要求工作,并且规划好人力物力,遵照规范来完成工作,安排好各项物资的存放储备,避免受潮受腐蚀,或者因为空间不足导致材料弯折,产生不必要的麻烦。
3.2因为材料本身的质量低下导致的裂缝,能够减小,控制在一定范围,施工时,应当充分考虑材料的选择,必须要符合使用标准,不能使用低劣的,来路不明的材料,对砼的比例进行优化,选择适合的水泥种类。
3.3地基不稳导致的裂纹通过合适的处理手段能够杜绝,主要是选择地址稳定,条件充足的地理位置,这需要在前期勘测时增加工作投入,合理选择材料,布置桥型。
3.4温度发生升降、土受冻,均会对砼造成难以避免的伤害。不过,伤害的程度需要受约束,杜绝开裂现象的产生,这主要需要科学安排工作时间、布置工作期限,最好不要在最热和最冷的季节和天气工作,浇筑完成后合理保养。
3.5设桥梁伸缩缝,设温度变化、冻胀缝。桥梁施工因为设计上的缺陷以及工作流程的不科学,都会使桥梁裂缝产生以及进一步扩大,会影响正常的建设和使用。所以,进行施工时,应当根据国家标准,科学完成设计和动工,这是桥梁最终能够高水平被使用以及获得较高满意度的前提。
3.6 裂缝修补
3.6.1表面修补
裂缝的修补方法通常是表面修补,其优势十分明显,常常处理表面裂缝以及深度裂缝,而且对于混凝土的结构承载力影响很小。表面修补法,作为裂缝修补的常用技术,一般来讲,其做法就是表面涂浆,即在混凝土裂缝的表面涂抹水泥浆,有些桥梁工程中采用环氧胶泥进行表面涂抹,并为了满足防腐需要,在裂缝涂浆后,采取刷漆措施。有些时候,表面修补完成后,往往由于应力的存在,使得混凝土裂缝继续开裂,此时可在裂缝的表面粘附玻璃纤维布,确保裂缝修补完整。
3.6.2灌浆法
当裂缝对于桥梁结构有严重影响的时候,或者桥梁对防渗有着一定的要求时,表面修补已不能满足相关要求,必须采用灌浆法进行处理。所谓灌浆法,通常而言,是采用真空压力设备将浆质料压入裂缝中,浆质料随着时间的推移,会达到硬化,硬化后的浆质料与混凝土形成具有稳定结构的整体,避免的裂缝的存在,并具备一定的密封性能。浆质材料通常有很多种,在工程中一般采用水泥浆或者环氧聚合物,对于裂缝比较严重的,可采用甲基丙烯酸酯以及聚氨酯作为浆质料。
3.6.3嵌缝法
嵌缝法是裂缝修补方法中非常有效的方法。所谓嵌缝法,即在混凝土的裂缝处开槽,在开好的槽内填充止水材料,这样既可对裂缝进行封堵,有利于裂缝外观的平整。
3.6.4结构加固法
在很多桥梁工程中,有些裂缝的产生,会严重改变混凝土结构性能,对桥梁寿命以及使用性能产生严重影响。此时对于桥梁混凝土裂缝,必须采取结构加固法来进行混凝土加固。结构加固法一般包括增加混凝土结构的截面面积、预应力加固、支点加固以及混凝土补强加固。
3.7非结构性裂缝防止措施
防止塑性沉降裂缝的措施有基础处理、支架搭设进行科学设计、严格施工.对支架进行全面积预压以消除非弹性变形;砼中加减水剂减少砼泌水,确保砼保护层厚度、砼施工时进行二次抹面。防止塑性收缩裂缝的措施有加强早期砼养护以降低砼中水份蒸发速率。方法是结构外露面覆盖麻袋、海绵等浇水湿治养护。防止温差裂缝的措施有合理安排砼浇注顺序及浇筑速度,在砼浇注的过程中消除部分温差。夏季施工时骨料要洒水降温.冬季施工时砼表面应覆盖保温。
防止干缩裂缝的措施有设计部门布设足够的控制裂缝的分布筋.施工配合比设计时减小水灰比.尽量增加骨料用量、增大骨料粒径.施工完成后加强砼的湿治养护。防止龟裂的措施有配合比设计时水泥用量不宜过多.振捣要密实而不过振,砼表面泌水及浮浆要及时清除并注意及时养护。
4、结束语
总之,在桥梁施工中,砼由于材料来源比较广,并且便宜,有很强的抗压能力。容易被塑造成各式各样的状态,而且对火的耐受力较强,不容易出现风化,因此在保养上的花费并不算很高,因此,桥梁结构对其依赖性很大,施工中经常出现裂缝问题,这一问题是出现次数最多,而诱发其他缺陷最明显的一个问题,所以,系统地工程方面的研究是必要的,需要对裂缝的产生和发展做出分析,控制裂缝形成和扩大,保证整个工程的施工质量。
参考文献
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【论文摘要】: 文章介绍了钢筋混凝土桥梁经常出现的病害及其病害产生的原因,提出了对病害的处理及预防措施。
1. 前言
钢筋混凝土桥梁在修建或运营一段时间后往往会伴有病害的发生,如桥头跳车、混凝土开裂、钢筋诱蚀等,对混凝土桥梁产生不同程度的损伤,影响结构的正常使用,降低其使用性能及使用寿命。下面介绍对这些桥梁病害的分析及病害的处理及预防措施。
2. 桥梁常见的缺陷和病害
2.1 上部构造的缺陷和病害
主梁或主拱圈受拉部位开裂、破损、承载力下降;桥面铺装有裂缝、沉陷、龟裂;桥头跳车;防水层排水功能不完善;水渗漏病害引起钢筋锈蚀、混凝土剥离;支座位置不正确或损坏引起倾斜、错台及位移等。
注意:裂缝是桥梁最常见的缺陷和主要病害,而桥梁的病害往往也是从裂缝形成而开始的。因此,我们应对桥梁裂缝病害引起高度重视。
2.2 下部墩台及基础的病害
基础的缺陷和病害主要表现为:承载力不足而使基础不均匀沉陷;基础的滑移和倾斜,以及基底局部冲空;基础结构物的异常应力和开裂。
桥墩、桥台缺陷和病害主要表现为:水平、竖向和网状裂缝;混凝土脱落、空洞、材料老化;受外力冲击产生破坏;钢筋外漏和锈蚀;结构变形、位移等。
3. 公路桥梁病害及成因分析
1) 设计荷载标准偏低,承载能力不足。桥梁的承载能力是根据设计时所采用的荷载等级来确定的,早期建造的桥梁,特别是二十世纪六、七十年代建造的桥梁,设计荷载大多偏低。随着交通量的增加和荷载等级的提高,原有桥梁已经无法满足现今交通的需要,有些桥梁已经出现严重病害。
2) 通行能力不足。这主要表现在桥面宽度不足;桥梁平面线形、纵断面线形标准太低;桥上通车净空或桥下通车净空不足。
3) 人为及自然因素引起结构的损坏。比如超出设计最高水位的洪水、泥石流、浮冰、冰冻、地震、强风、船舶撞击等作用,河道不恰当开挖,桥梁基础下存在岩溶、矿山坑道等,引起桥梁结构的局部损坏。
4) 自然老化。早期公路桥梁的设计龄期为50年,随着时间的推移,已建桥梁会不断损坏和老化,其承载力、刚度、延性和稳定性不断下降,这是一个不可改变的客观规律。
5) 超期服役。这部分桥梁并不是太多,但主要是建造时期较早,比如五、六十年代建造的桥梁,设计使用寿命只有30年-50年,这些桥梁目前仍有部分在使用当中。
6) 超负荷使用。随着我国改革开放的深入,交通运输业竞争在不断加剧。按路线等级或者预期设计荷载等级来说,这一部分设计荷载等级并不低,但由于一些特殊的原因,桥梁使用荷载大大超出设计荷载,致使桥梁长期处于超重荷载作用下运营,加速了桥梁的损坏。
7) 设计、施工的先天不足。有些桥梁设计上不是很合理,结构构造处理不合理,桥梁在早期运营时其缺陷并不明显,运营一定时间后,病害逐渐显现出来。有些桥梁由于受施工质量、施工技术、施工手段等的限制和影响,存在一定的技术缺陷,随着运营时间的增加,其病害也逐渐显露、发展。
8) 养护维修及加固措施不当。有些桥梁的技术缺陷则是由于养护维修不恰当引起的。比如桥面维修增加过大的恒载,致使桥梁本身自重过大,承载力相对提高较小或未提高;桥面排水处理不当,桥面渗水;又如支座维修不当,改变了整个结构的受力状态等。有些桥梁则是加固不当引起的。比如加固施加的预应力大小或者位置不恰当,引起结构的二次病害;又如结构体系改变不合理,致使结构的关键部位应力超限等。 转贴于
4. 桥梁裂缝加固和修补方法
桥梁裂缝处理与加固应结合进行。加固的目的一方面是为了恢复或提高梁体的承载能力(纵向加固),提高桥梁的横向刚度(横向加固),另外是为了减小裂缝的产生和进一步的发展。常用的桥梁纵向加固方法:上部结构加固时可采用桥面补强层加固法、增大截面和配筋法、粘贴钢板法、改变结构受力体系加固法、体外预应力法等,下部结构加固时可采用扩大基础加固法、增补桩基加固法、混凝土套箍法、墩台拓宽法和桥台新建挡土墙加固法;桥梁横向加固方法有:增设预应力横隔板、提高桥梁的横向刚度。
桥梁裂缝常用的处理方法主要有裂纹注浆、表面涂装、保护层修补、充填法等,并主要采用自行研制的各种修补材料。在借鉴国外先进技术的基础上,对存在裂纹、出现碱骨料反应、碳化深度过大及受盐害腐蚀的大量混凝土桥梁进行维修。从修补效果来看,结构物的劣化速度得到了相对控制,基本起到了提高结构耐久性的目的。
新材料新工艺的采用:在改善混凝土的使用性能和耐久性方面,有各种混凝土裂缝修补技术,以聚丙烯纤维为代表的高性能纤维混凝土的应用,碱一骨料反应抑制剂以及渗透型钢筋阻锈剂的推广使用等。自从20世纪90年代后期以来,我国引进国外修补裂缝的先进材料和技术,就是碳纤维加固。这种材料与方法的突出优点是:对桥的自重影响不大,达到加固的补强效果,使用寿命长;国内已有多家生产厂家,但其造价较高。
桥梁裂缝病害的处理效果主要取决于修补材料的质量与相应的施工工艺水平,早期桥梁裂缝修补,对不同部位,采用不同的材料和施工方法,桥柱和桥的纵、横梁的裂缝修补材料,普通采用钢板加固方法;而桥面则采用沥青浇灌方法。前者使用的材料与方法的缺点是:增加桥梁的荷载,施工难度大,优点是牢固可靠;后者的材料和方法的缺点是:沥青容易老化,修补不久又产生裂缝,只堵漏,不补强;优点是施工方便快捷。混凝土裂缝引起水分渗入是导致钢筋锈蚀的通道。钢筋锈蚀损坏的修复传统采取“打补丁”的办法,即局部凿除松动的混凝土,露出锈蚀钢筋,除锈后抹上水泥砂浆。实践中多次发现效果不佳,同时还给补丁四周的钢筋带来更严重的锈蚀问题。近年来,国外开发了一种新的修复技术:在结构表面涂上一层迁移型有机阻锈剂,它可以通过混凝土迁移到钢筋表面,使钢筋再钝化。
关键词:混凝土桥梁施工裂缝
一、混凝土桥梁梁板施工裂缝产生的原因
(一)施工的建筑材料没有达标引起的裂缝
桥梁施工建设的原材料本身的质量问题会引起裂缝。混凝土一般是由水泥、砂石与水按照一定的比例拌和而成,如果混凝土的这些原材料质量有问题,那拌制而成的混凝土用于桥梁梁板中会产生裂缝。由于水泥质量问题会产生不规则的裂缝,由于砂石含泥量过多会出现不规则的网状裂缝,由于砂石的级配差会出现侧面裂缝。
(二)施工工艺质量问题引起裂缝
混凝土施工时,没有控制好施工工艺,也会使得桥梁梁板施工产生裂缝。施工设计的配合比不当或者与标准出入比较大;混凝土施工时各原材料配合之后振捣不密实、不够均匀、出现蜂窝、麻面或者空洞,这些都是造成裂缝的根本原因。施工工艺当中混凝土的浇注太快,混凝土的流动性比较低,硬化之前因混凝土振捣不够充分,硬化之后沉实过大,就比较容易在几个小时之后出现塑性收缩裂缝。此外,混凝土的搅拌不够、运输过程经历时间比较长,会导致水分蒸发比较多而引起混凝土坍落度比较低,这样就会出现不规则的裂缝。
(三)施工时温度变化而导致裂缝
在施工过程中,突然遇到气候温度等的变化,而改变了混凝土原来的生成环境,也会产生裂缝。当发生突发性的大雨或者强冷空气来袭,混凝土的结构外表会受到温差的影响,然而混凝土内部温度相对受到外部温度影响会比外表要来得慢,这样就会因为内外的温度差别而出现裂缝。在施工的时候,如果混凝土的体积比较大或者为了赶进度而提高混凝土早期强度,使得水泥水化的放热比较急促,集中在早期很短的时间内,结构物内部温度会比较高,但是结构外表散热比较缓慢,施工过程中没有及时采取散热技术的措施或者没有采取正确的其它办法,这样混凝土内部与外表的温度差别会比较大而出现裂缝。在混凝土施工时,凡是遇到天气变化,特别是在冬天与夏天的时候,温度过高或者过低,结构内外温差太大而不能及时得到处理,都可能会有裂缝的出现。
(四) 外部荷载引起桥梁梁板施工裂缝
在施工过程中,桥梁梁板在进行预应力张拉的时候,因为张拉力过大,超过本来的设计强度,混凝土不能承受而产生裂缝。桥梁预制梁板随意翻转、起吊、安装,让构件受力失去控制,还有些未进行铺装的梁板上任意堆放施工材料和施工机械设备,都会因为混凝土的受力不当而产生裂缝。
二、桥梁混凝土梁板施工裂缝的预防措施
(一)控制好混凝土的原材料的质量与混凝土配合比
混凝土的原材料中要注意控制水泥与砂石的质量选择。水泥的性能好坏至关重要,选用水泥的时候,需要依照国家相关标准,拒绝不合格的水泥,所选择的水泥应该能使所配制的混凝土强度达到相关的要求,要保证收缩性小、和易性能好以及能够节约水泥并且还要注意水泥的特性能够满足混凝土的强度、耐久性与使用的相关条件。细骨料要求采用级配良好、颗料干净、质地坚硬、粒径小于五毫米,并且尽量使用河沙,需要保证砂石的纯度,要通过实验测定控制在相关规范与规定之内。粗骨料应该采用坚硬的碎石,因桥梁梁板的钢筋一般情况下比较密实,需要严格把控骨料的直径,在正式施工之前也需要对碎石做碱性活检验。对于混凝土用水来说,要保证水的干净,不能含有油脂、游离酸类以及有害物质等,以防影响到水泥的正常性能的发挥。混凝土的配合比也是个十分要注意的问题,需要综合结构形状、混凝土强度以及施工季节等因素,以防配合比不当让梁板产生裂缝。
(二)提高施工工艺质量
桥梁支架沉陷或者桥梁模板变形是引起早期裂缝的原因之一。梁板施工工艺的质量控制与提高能够有效控制桥梁梁板产生裂缝。施工工艺中现浇梁板、模板以及支架都必须进行设计计算与荷载预压。施工时,混凝土各种配料的称称需要保持准确,各配合物应该拌合均匀,不能让其出现离析和泌水。混凝土拌合物的塌落度,需要在搅拌地点与浇注地点分别取样抽测,还要对其保水性和粘聚性进行观察。浇注混凝土的时候,最好使用振动器械进行捣实。对于预应力的钢筋张拉需要严格依照程序来进行,为了取得比较好的张拉效果,张拉时,需严格按照规范中的要求来进行,需要综合考虑混凝土龄期、强度等系数。若混凝土浇注之后,需要在收浆之后尽快给予覆盖和洒水养护。
(三)加强冬季与夏季低温或者高温时的施工梁板保护
冬季低温或者夏季高温都会让混凝土内外的温度不一致,热传递与散热有影响,如果对此究其原因,根据实际情况采取一定的措施就可以减少混凝土裂缝的出现,总是保证正常的施工外,还需采用正确的温差防范。
三、桥梁混凝土梁板的施工裂缝的治理方法
(一)使用环氧剂修补裂缝
桥梁梁板施工出现裂缝需要及时进行处理。采用环氧剂修补裂缝的时候,需裂缝凿嵌槽和凿毛工艺两者相结合来进行。嵌槽凿好之后,需要除出混凝土表面的一些污垢比如油污等,可以用甲苯等有机剂洗干净,然后用水冲洗,再将其烘干。假若裂缝当中有渗水,那么在渗水被止住之后,再干燥,以免影响到粘接力。裂缝的嵌槽处理好后,需要先涂上一层环氧基液。环氧基液的厚度需要控制在一毫米以内,且均匀涂抹,不能遗漏槽内的任何地方。当这一切做好之后,就可以在槽内回填环氧砂浆。环氧砂浆回填必须抹平,最后再涂刷一层环氧基液。养护固化之后还需要加强保养,以防雨水等进入。
(二)灌浆封闭修补裂缝
桥梁梁板的裂缝修补还可以采取灌浆封闭修补方法。将裂缝封闭,只留出进浆口与排气孔,之后将一定的高强胶结构材料制成粘度比较低的浆液,然后将浆液压入缝隙内,让裂缝得到胶凝固化,增大其强度。
(三)表面喷浆修补
表面喷浆修补是混凝土裂缝修补的又一处理方法。首先将已经破碎的混凝土碎碴处理干净,凿除缺陷部位,清楚钢筋的铁锈,用水清洗这些部位,然后对其结构表面进行喷浆,还需要保持喷射面的湿润状态。
(四)柔性表面封闭裂缝修补
柔性表面封闭裂缝修补对于比较容易活动的细小裂缝可以采用,但是它的外表美观功能不高。采用先凿开裂缝,清理裂缝直到干净为止,然后用柔性封闭剂来对裂缝进行填充。
(五)钢板粘贴修补
钢板粘贴修补之前也需要对钢板进行一系列的清理,用丙酮或二甲苯擦洗修补部位的混凝土面以及钢板面上的油脂与灰尘,然后在面上均匀涂上环氧基液粘结剂,再使用方木、固定螺栓与角钢均匀加压和粘贴。加压加固完毕需要养护一段时间拆除各种支架材料,拆除之后在钢板的表面涂刷养护涂料, 四、结束语
综上所述,混凝土桥梁梁板施工裂缝的防治,需要我们究其产生裂缝的一系列原因,然后在施工中重点注意防范,加强施工中材料、工艺、温度条件等的控制。一旦出现了裂缝,我们需要对裂缝进行修补,需要注意裂缝部位的清理,清洗完毕再进行喷浆、灌浆或者填充等,加固之后,养护亦不可少。除了文中所谈到的,混凝土桥梁梁板施工裂缝的防治措施与修补方法还需要我们在实际的施工中不断总结,争取能发现行之有效的其它办法。
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