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中圖分類號:TU528文獻標識碼: A
一、混凝土橋梁裂縫及成因
根據裂縫形成的原因,可將其分為兩大類。一般把由于設計、施工、選材不當,或結構所受荷載超過了設計荷載以及未預料到的事故等原因所造成的裂縫稱為結構裂縫。除上述以外的原因引起的裂縫稱為非結構裂縫。[1]
(一)結構裂縫的主要形式及其產生的原因
1.網狀裂縫的特點及產生原因。此種裂紋多出現于腹板上,屬表面龜裂, 無固定規律, 其深度不致觸及鋼筋,寬度很小(0.01~0.05mm),寬度在0.05mm 時,肉眼可見,以手觸之有凸起之感。產生的原因主要是由混凝土梁表面與內部收縮不均勻引起。
2.下翼緣受拉區裂縫的特點及產生原因。裂縫在跨中分布較密(間距約占0.1~0.2m),兩端逐漸減少,裂縫方向大致與主筋垂直,由下翼緣向上發展,至下梗肋即終止且寬度較細,一般在0.03~0.1mm之間;在動載作用下一般變化不大,經過較長時間運營已趨穩定。產生的原因:由于混凝土抗拉能力很低,梁受力產生撓曲變形所至。
3.橫隔板處豎向裂縫特點及產生原因。在梁端及腹板斷面的梁上均有發生,由棱角邊緣向上延伸;寬度0.2~0.3mm。產生的原因:由于偏載、扭轉(支座不平)等兩片梁受力不勻;豎直剪力及腹板厚度劇變處應力集中等。
(二)非結構裂縫的主要形式及其產生的原因
1.沉陷裂縫的特點及產生原因。混凝土完全硬化前,其中的固體顆粒要緩慢下沉,并排出內含的氣和水。此時結構物中的鋼筋、預埋件、粗骨料以及模型板都有可能阻礙混凝土的沉陷,從而沿鋼筋、預埋件和模型板邊緣出現短而粗的斷續裂縫。
2.塑性收縮裂縫的特點及產生原因。混凝土澆筑完成后,如果表面水分的蒸發速度超過內部水分上升到表面的速度,在混凝土表面就會出現均勻分布的、細的、相當直的塑性收縮裂縫。只要在施工中采取相應的措施,就能減少以至消滅以上兩種裂縫。
3.收縮裂縫的特點及產生原因。這種裂縫在形成之初通常是很細的,寬度一般不會超過0.05mm。隨著混凝土的干縮,裂縫會逐漸加寬,直到幾個月后才趨于穩定。要避免這種裂縫是比較困難的。如果混凝土配比不當,局部灰漿集中或水灰比過大,造成混凝土不均勻收縮,也會局部產生大量收縮裂縫,這種裂縫應當避免。
(三)混凝土梁產生裂縫的主要原因
1.與材料有關的原因。水泥凝結時間不正常,水泥水化熱過大,水泥膨脹量過大,使用活性骨料,骨料風化或含泥量大,混凝土干燥收縮,混凝土沉降收縮或濾水過多。
2.與施工有關的原因。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。
3.與使用環境有關的原因。環境溫差與濕度變化過大,鋼筋銹蝕、環境水的侵蝕作用,火災或表面過熱,凍脹或反復凍融作用,混凝土表面炭化。
二、混凝土橋梁的修補方法[3]
(一)表面封閉修補法
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.“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。
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。
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。
(二)壓力灌漿法
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。
1.水泥灌漿修補法。實施灌漿前應對修補部位裂縫再仔細檢查一遍,以確定修補數量、范圍、鉆孔眼位置及漿液數量。灌漿一般采用不低于42.5級的普通水泥,灌漿壓力一般為4.05×105~6.08×105Pa,漿液濃度一般不小于1.6:1(水與水泥的重量比)。灌漿加壓設備,在工程量較大時宜采用灌漿機、灌(壓)槳泵,也可采用風泵加壓。工程量不大時可用手壓泵施工,工程量特小時,可采用類似打氣筒等工具改制成的注射器施工。
2.化學灌漿法。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。灌漿可采用單孔或群孔同時灌漿,但必須留有一定數量的排氣孔。當在長裂縫上同時布有幾個灌漿孔時,可按裂縫的深淺由下而上的順序進行灌漿。當用灌漿泵進行灌槳時,壓力一般由小至大逐步升高,達到設計壓力后,再保持壓力穩定,直至灌漿達到一定要求(吸漿率小于0.01以min時再延緩幾分鐘)再將阻塞器上的進漿管閥門關閉,以使裂縫內漿液在受壓狀態下膠凝固結。 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。
(三)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。
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.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。
三、結論
綜上所述,混凝土橋梁出現裂縫的因素很多。因此,嚴格按照國家有關規范、技術標準進行設計、施工和監理,是保證結構安全耐用的前提和基礎。在運營管理過程中,進一步加強巡查和管理,及時發現并采取適當的處理方式處理裂縫,也是相當重要的環節。
參考文獻
[1]俞琦、陳語、王家林,橋梁抗震分析方法[J].重慶交通學院學報, 2006;
[2]喬東華、王磊,橋梁結構抗震分析方法研究[J].山西科技, 2007;
關鍵詞:橋梁;裂縫;成因;控制;治理;保護
Abstract: improve the durability of concrete bridge, the crack control structure, is the bridge engineering a key and difficult. This paper analyzes the cause of cracking of concrete bridge, both the crack of bridge, according to the different conditions, take the targeted management plan management, guarantee the safe operation of the structure. And introduce several kinds of concrete bridge crack repair methods, including surface closed repair method, chemical grouting method and paste steel construction method, etc.
Keywords: bridge; Crack; Cause; Control; Management; protection
中圖分類號:TU74文獻標識碼:A文章編號:
大連快軌三號線橋梁正線共有14座高架橋部分,梁型采用單箱單室預應力混凝土連續箱梁,正線橋梁地段為雙線橋梁,聯絡線地段為單線橋梁。全長總計達11公里多。因此橋梁的運營維護占有十分重要的位置。橋梁在建造和使用過程中,會受到環境影響、有害化學物質的侵蝕,并承受車輛碰撞、風、雨雪、流水等外力作用,同時由于采用的材料的自身性能也會不斷退化,從而導致結構各部分不同程度地損傷和劣化。更要指出的是,有些橋梁在設計時存在一些構造上的缺陷,以及施工中的質量問題,加速了這些病害的形成和發展,病害的主要體現之一就是混凝土裂縫的發生與發展。
一、混凝土橋梁裂縫的分類及成因
根據裂縫形成的原因,基本可將其分為兩大類。一種是由于橋梁結構的承載力或剛度不足,在荷載作用下產生的裂縫。通常有縱向裂縫和橫向裂縫兩種。另―種是施工時由于質量工藝影響而出現的裂縫,這類裂縫通常產生在鋼筋混凝土橋梁和圬工橋梁中。由于裂縫是橋梁上的重大病害之一,因此不管是哪一種裂縫,只要裂縫的寬度和數量超出規范允許的范圍和限度,都會導致結構惡化,影響到橋梁的承載能力和使用壽命,應該引起高度的重視,及時進行修補。
1 、荷載引起裂縫
混凝土橋梁在靜、動荷載及次應力作用下產生裂縫,其裂縫產生原因有:設計階段,結構受力假設與實際受力不符;結構安全系數不夠;結構設計時不考慮施工的可行性;鋼筋設置偏少或布置錯誤;結構剛度不足等。施工階段,施工場地隨便堆放施工機具、材料;不了解預制結構受力特點,隨意翻身、起吊、運輸、安裝等。運營階段,偶然荷載的影響,比如上下行車輛加速和減速位置重合,對橋梁形成的扭轉作用。
2、 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。
二、混凝土橋梁裂縫的修補方法
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。
1、表面封閉修補法
(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)、“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。
(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。
(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、 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。
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。
(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)、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。
關鍵詞:橋梁;裂縫;維修;原因;方法
一、前言
目前,大多數橋梁均為混凝土構成,由于混凝土在施工后容易受到各種內外部因素的影響,導致在施工后一段時間內相繼出現各種類型、不同程度的損害,而最為常見的就是裂縫損害。混凝土橋梁裂縫出現的原因類型多樣,每一個原因都能夠在很大程度上決定裂縫出現時間以及損害程度,分析每一個造成混凝土橋梁裂縫出現的根本原因,并對這些因素采取有效且針對性的維修措施,對于提高橋梁安全將具有非常重大的作用。
二、造成橋梁裂縫出現的常見原因
1.溫度變化所致
混凝土由于造成結構的原材料或者外部因素影響的原因,非常容易出現熱脹冷縮現象。這也就意味著,當混凝土橋梁在不斷受到高溫曝曬時,其體積會隨著溫度的不斷升高而不斷變大,當體積膨脹到一定范圍時,內部的應力遠遠大于結構的拉力,直接導致混凝土裂縫的出現。橋梁裂縫 除了長期受到高溫曝曬所致之外,很大原因還在于橋梁日常的維護和養護工作不到位,各種施工保護措施不當造成。
2.鋼筋銹蝕造成混凝土膨脹所致
混凝土內部均含有鋼筋結構,一般而言這些鋼筋不會與外部環境有直接的接觸機會。但是,若混凝土施工方法不當或者混凝土本身質量存在問題,那么鋼筋外層的保護層就會容易受到外部環境的侵蝕,如混凝土碳化。混凝土碳化后鋼筋表面的保護層也就無法再保護鋼筋不受腐蝕,也就意味著鋼筋與外面空氣直接接觸,該情況下鋼筋中的鐵離子與氧以及水就會發生銹蝕反應,銹蝕到一定程度后,其產物體積會對混凝土產生影響,導致混凝土體積膨脹,當膨脹到一定程度后就會出現裂縫。
3.荷載因素所致
荷載因素指的是橋梁在施工過程中本身產生一種應力。該類應力出現的原因有:①橋梁設計過程中對荷載的計算存在錯漏、結構剛度、結構安全系數、結構受力等方面的計算與現實需要存在較大差距。②橋梁施工時沒有嚴格按照設計圖紙規定的施工順序進行、每一道工序的施工反復多次,造成結構出現振動疲勞,以致結構承載力下滑。③允許任何超載車輛通行,受到大自然在災害的影響。④維修或者補修過程中僅根據經驗進行受力鋼筋設計,導致設置的鋼筋滿足不了現實需要,最后出現因為受力不足而拉力過大現象等。
4.基礎沉降或位移所致
橋梁混凝土由于本身性質以及外部環境變換影響,經常出現基礎沉降和位移,這些沉降和位移直接導致混凝土結構中不可避免出現一些超出預期的應力,當應力與混凝土結構拉力出現不相等時,就會導致裂縫的出現。
5.混凝土自縮所致
由于混凝土本身結構組成原因常會出現碳化、干縮和冷縮等幾種常見的自縮現象。這種自縮現象會在很大程度上造成混凝土體積隨著時間推移不斷縮小。當混凝土自縮現象不均勻且長時間出現自縮時,自縮引發的拉力大于混凝土抗拉力時,混凝土表現承受不住拉力就會就會不可避免的出現裂縫,專業上稱該種裂縫形式為收縮裂縫。
三、對橋梁裂縫進行維修的常用方法
1.粘貼修補方法
也就是指使用專門的修補材料均勻粘貼到混凝土橋梁裂縫便面處,使橋梁裂縫得到封閉,禁止其蔓延。目前使用的粘貼修補材料常見的有三種:玻璃布、碳纖維以及鋼板。其中玻璃布是最主要的一種,其產品具有多種不同的類型,如平向或者斜向的紋布。當前,裂縫修補最為常見也是最主要的玻璃布為無堿玻璃纖維,這種玻璃布相對于其他玻璃布就有更強的韌性和防水性,對于防止水分侵蝕混凝土具有非常顯著的作用。玻璃布粘貼的步驟為:首先,對要粘貼的裂縫處進行沖洗,確保混凝土裂縫表面光滑無污垢。其次,將具有強力粘連作用的膠粘劑均勻涂抹在橋梁裂縫表面,確保粘劑涂抹均勻后將玻璃布慢慢粘貼到裂縫處,貼整齊后要用專門的工具在玻璃布上反復來回壓一次,確保內部沒有氣泡。然后,再次將另一個新的玻璃布罩在第一層玻璃布上面,具體步驟與第一層粘貼步驟一致。需要注意的是,為了剛好的蓋住裂縫,每一個上層玻璃布都一定要比下層的玻璃布寬出很多,一定要確定上層布能夠包住下層布。
2.封閉修補方法
封閉修補方法指的是對裂縫進行嚴密封閉,將整個裂縫封閉成為橋梁表面一個新的結構。當前橋梁裂縫修補工作中常用的修補方法有:表面抹灰、填縫、噴漿以及鑿槽嵌補。抹灰和填縫指的是利用一些材料將裂縫進行全方位的填補處理,在完成所有填補之后再在填補面上開始抹灰,從而使整個裂縫處表面得到恢復;噴漿也就是指使用專門的漿液對準裂縫進行噴射,從而使裂縫表面形成一層保護層的修補方法。一般在噴漿前都要對裂縫的實際情況進行分析之后,才能夠選擇噴射方法。具體的噴漿方法常見有掛網噴漿以及無筋素噴漿等幾種。噴漿的步驟是:首先對裂縫表面進行沖洗,確保干凈后使用噴射機器對裂縫處進行快速噴射,噴漿中使用的漿液為強度比較大的水泥漿液;鑿槽嵌補指的是在裂縫處進行才開槽處理,然后再鑿好的槽內填補具有高強度粘連性質的物質起到修補作用。
四、結束語
總而言之,橋梁出現裂縫是多種因素共同作用的結果,除了由于混凝土自身以及周圍環境的溫度變化所致外,還包括鋼筋銹蝕造成混凝土膨脹所致、荷載因素所致、基礎沉降或位移所致以及混凝土自縮所致等多種因素導致裂縫出現。這些因素有些因素是無法避免的,如長期高溫曝曬、混凝土自縮性等。但是有些因素卻是可以避免,如荷載因素、沉降因素等,這些因素主要在橋梁建設之初做好每一步工作,對于有效避免裂縫出現其作用還是非常明顯的。
參考文獻:
[1]王繼承,嚴一清.混凝土橋梁結構裂縫成因及防治措施淺析[J].科技資訊,2009,14(05):141-142.
[2]孫理想.橋梁裂縫分析及修補方法探討[J].科技信息(學術研究),2008,23(29):252-254.
[3]王志生.橋梁裂縫產生原因及常用維修方法[J].科技信息,2009,36(17):415-416.
【關鍵詞】道路橋梁;混凝土裂縫;形成原因;處理方法;預防措施
1.道路橋梁施工中存在裂縫問題的危害
之所以要在道路橋梁的施工建設過程中加強對于裂縫問題的關注,其最為根本的原因就是這些裂縫對于道路橋梁的危害是比較嚴重的,尤其是在后期的使用過程中這種危害表現的更為明顯,具體來說,其危害主要表現在以下幾點:
(1) 首先,道路橋梁中的裂縫能夠嚴重的造成其結構的損壞,進而影響其結構的穩定性,有的裂縫正是發生在其主體結構上,因此,其本身就能夠直接影響到整個道路橋梁的結構穩定性,還有些裂縫雖然是發生在表面,但是隨著這些裂縫的滲透作用使得道路橋梁的內部必然也會隨之受到一定的損害,進而影響其結構。
(2)其次,一旦道路橋梁出現裂縫問題,那么必然也會使得原來處于道路橋梁內部的一些鋼筋暴漏在表面,進而在風吹日曬下就很可能出現腐蝕問題,最終影響到道路橋梁使用的安全性和穩定性。
(3)最后,道路橋梁一旦出現了裂縫問題必然也會嚴重的縮短其服役年限,這一影響主要就是間接影響,比如上面的結構損壞或者是鋼筋的腐蝕都會影響到道路橋梁的使用安全,進而就會縮短其服役時間。
2.道路橋梁施工中混凝土裂縫產生的原因分析
水泥、骨料以及一些外加劑和摻合料一起構成了混凝土,如果在施工中使用劣質的混凝土就會導致橋梁裂縫的產生,當然,導致混凝土出現裂縫的原因還有在攪拌、澆筑和施工過程中操作不當或外部環境的影響等[1-2]。
2.1劣質的混凝土原材料引起的混凝土裂縫
如果組成混凝土的原材料質量不達標,將會引起施工中混凝土裂縫的產生。由于組成混凝土骨料的質量不合格,將會影響到混凝土的強度,從而導致混凝土攪拌時的需水量隨之增
加或減少,進而影響混凝土的收縮,最終導致混凝土出現裂縫。
2.2荷載引起的混凝土裂縫
荷載引起的混凝土裂縫,即混凝土橋梁在常規的靜、動荷載及次應力下所產生的裂縫。主要有:第一,對于直接應力裂縫的產生是由于橋梁的設計階段存在著漏預算或不完全預算的現象,從而導致荷載預算不足,又加上在施工中機械和材料的堆積,最終導致由于荷載超標而引起混凝土裂縫的產生;第二,對于次應力裂縫的產生是由于施工設計階段預算不周、不全面,從而忽略或多算了在施工過程中開洞、鑿槽等會引起荷載變化的因素,進而導致混凝土裂縫的產生。
2.3溫度變化引起的混凝土裂縫
由混凝土的組成成分不難看出,混凝土具有熱脹冷縮的特征。在施工中,無論是內部的還是外部的環境變化,都會引起混凝土發生形態上的變化,而一旦混凝土體積變形發生異常,那么結構上所產生的應力將對混凝土的強度產生影響,從而導致由溫度變化所引發裂縫的產生。而道路橋梁施工中的溫度變化是由多種原因引起的,例如天氣的突然變化、四季的溫差
以及日照都會引起溫度的變化,從而引起施工中混凝土裂縫的出現。
2.4收縮凍脹引起的混凝土裂縫
收縮和凍脹是造成混凝土裂縫的最為常見的一種因素,其中收縮引起的裂縫主要是由于混凝土的體積發生了較大的變形。由于施工中混凝土表面的水分蒸發吸收很快,而混凝土內部的水分相對來說損失比較小,因此混凝土表面的變形不能與混凝土內部的變形同步,所以當表面混凝土的拉力超過其荷載時,就會產生裂縫。而凍脹引起的裂縫主要是發生在氣溫低于零攝氏度的時候[3],此時混凝土會呈現結冰狀態導致混凝土體積膨脹,最終導致混凝土裂縫的出現。
3.橋梁裂縫常見裂縫處理方法
3.1壓力灌漿修補法
指施加一定的壓力,將某種漿液灌入結構物內部裂縫中去,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入結構內部或
結構有空隙的修補場合,它包括水泥灌漿、化學灌漿。第一,水泥灌漿的工藝流程包括六個部分:裂縫檢查及處理--鉆孔及清孔--止漿或堵漏處理--壓水試驗--灌漿--封孔及質量檢查。在每一道工序操作中,都應嚴格遵守相應的施工規范,否則起不到良好的效果。第二,采用化學村料灌漿,修補結構裂縫,可以大大改善灌漿村料的可灌性能,施工機械簡單,操作簡便,其應用日趨廣泛。用于修補混凝土裂縫的化學灌漿村料,常用的主要有環氧樹脂灌漿村料和丙烯酸醋類灌漿村料兩種。
3.2表面粘貼修補法
指用膠黏劑把玻璃布或鋼板等村料粘貼在裂縫部位的混凝土面上,達到封閉裂縫的目的的一種修補方法。
3.3表面封閉修補法
包括填縫、表面抹灰、鑿槽嵌補、表面噴漿等幾種。
(1)填縫是磚石砌體裂縫修理中最簡便的一種方法操作時,將縫隙清理干凈,根據裂縫寬度不同分別用勾縫刀、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體的整體性、強度等方面所起的作用甚微。
(2)除了上面的方法之外,我們還常用對村料外面進行抹灰處理的方法。這種方法指的是通過水泥漿、水泥砂漿、環氧基液及環氧砂漿等村料涂抹在裂縫部位的磚石砌體或混凝土表面上一種修補方法。首先應該對村料進行外表處理,盡量的把村料的外表打毛,還要確保毛面處于同一個水平線上,之后對其進行必要的沖洗處理,最后用水噴灑,這樣可以防止因為過于干燥而影響性能。在進行涂抹工作的時候必要要掌握好力度,不可過厚也不可過于薄,因為過于厚了會使得泥漿因為本身的重力影響而掉落。如果過于薄,就會出現縫隙。通常把厚度掌握在一厘米到兩厘米之間。
4.道路橋梁施工裂縫的預防
4.1加強對于施工原材料的控制和管理
對于道路橋梁施工原材料的管理是一個重點問題,當然也是造成裂縫問題出現的主要原因。基于這一點,在今后的施工過程中必須加強對于原材料的控制和管理,首先應該切實保障其自身的質量,然后對于混凝土施工而言,還應該保障其配置的比例最為恰當合理,避免因為這種配置不當而造成裂縫的出現。
4.2加強具體施工過程的管理和控制
因為在整個的道路橋梁施工過程中存在著較多的因素會導致裂縫問題的出現,這也就說明在具體的施工管理中需要控制的要點是比較多的,尤其是對于一些細節的把握更應該慎重。基于此,必須切實提高施工人員的整體素質,確保其具備相應的施工資質,然后針對具體的施工環節加強對于設計圖紙和相關標準的研究,切實保障施工的準確性。
4.3加強施工后期的養護工作
對于道路橋梁施工中出現的裂縫問題來說,后期的養護過程也是極為關鍵的,尤其是對于混凝土施工技術而言,更是應該把握最終的養護環節,確保養護工作的有效性,重點加強對于溫度和濕度的控制,避免因為這兩點而造成裂縫問題的出現。
5.結束語
加強混凝土裂縫的防治是提高道路質量的重要途徑。因此,需要對混凝土裂縫的成因進行深入分析,及時采取有效措施進行裂縫治理,盡量避免出現混凝土裂縫的現象,從而保證道路工程能夠順利開展。
參考文獻:
[1] 袁其同. 橋梁施工中產生混凝土裂縫的原因及處理分析[J].神州,2012,10(15):101-103.
橋梁裂縫比較常用的維修方法
隨著建筑技術和建筑材料的進步,橋梁建筑的裂縫修補方法也越來越多,最常用方法有表面處理法、灌漿修補法、結構加固法、混凝土置換法等。在實際運用時,要根據不同的情況進行判定,采取最適合的手段。例如表面處理法一般用于較淺的裂縫或裂縫基本穩定的情況;結構加固法則用于裂縫較大且影響結構的情況,這樣既能修復裂縫又能提高結構強度和剛度。隨著技術的發展,新型材料不斷涌現,橋梁裂縫修補的方法越來越多,我們要努力實踐,尋找出最適合的方法。
表面處理法。表面處理法是最常用的裂縫修補方法,一般針對那些較小的裂縫,通過在裂縫表面涂抹環氧類封縫膠和粘貼碳纖維布,達到恢復其防水性及耐久性。其施工要點是:保證混凝土表面清潔干凈,用鋼絲刷清除異物,并將混凝土表面刷毛,在涂抹和粘貼時注意完全覆蓋混凝土表面缺損處,保證均勻,不出現氣泡。
灌漿法。灌漿法是比較實用的裂縫修補法,在橋梁、路面、房屋等建筑上都有廣泛的應用。其原理就是通過施加壓力,將修補漿液灌入建筑物裂縫的內部,從而達到封閉裂縫,恢復建筑結構完整性、持久性、防水性及堅韌性等目的。其主要流程是埋設灌漿嘴、封逢、密封檢查、配置漿液、灌漿、封口、灌漿檢查驗收。其適用于寬度較大、深度較深的裂縫,尤其是對受力性裂縫的修補有很大的應用價值。
結構加固法。結構加固法是對混凝土結構進行處理,主要是針對那些影響到混凝土結構功能的裂縫。結構加固法的范圍很廣,常用的主要有以下幾種方法:加大混凝土結構的截面面積、粘貼鋼板加固、粘貼碳纖維布、增設支點加固以及噴射混凝土補強加固等。在實際應用中具體要采用哪種方法,要依據不同的情況而定。例如新型的碳纖維布粘貼法,其優點就是不會增加原建筑的重量和體積。
混凝土置換法。混凝土置換法是針對混凝土嚴重損壞的一種有效方法。其具體的操作就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。在實施時要考慮到不同布局的受力影響,對置換的地區要進行一定臨時性的加固。
電化學防護法。電化學防護法,是針對鋼筋混凝土長期防腐而設計的,即可用于新建筑,也可用于已出現裂痕的建筑結構。其原理是利用介質在電場中的電化學作用,來改變混凝土或鋼筋混凝土所處的環境狀態,達到鈍化鋼筋,防腐的目的。
橋梁裂縫防治的對策
橋梁建筑出現的問題很多,裂縫只是其中比較突出常見的一種。在維護橋梁時不僅僅要做好修補工作,還要從全面的角度出發,從根本上保證橋梁的安全運營。要考慮到引發橋梁問題的全部因素,從最開始的設計、施工、到建成后的使用和管理情況。根據各方面的實際情況,有針對性地采取對策,不能只是靠發現問題后才修補,忘記了日常維護管理。具體對策可以從以下考慮。
1)橋梁在設計和施工時埋下的問題隱患。例如國內在建筑橋梁時,設計準備階段不夠完善,一方面是結構設計、結構模型不合理,對整個的結構體系缺乏仔細的研究和了解;另一方面是計算不嚴謹,出現漏算、誤算的現象。在施工上,施工單位重速度輕質量,重利益輕安全,導致施工質量低劣,采用的材料和技術手段都不完全合格,某些結構的施工順序不當等。這些施工上的問題在短期內不會暴露出來,但卻大大影響橋梁建筑的長期使用,為橋梁問題埋下了大量的隱患。所以在設計和施工時要嚴格保證達到要求,保證橋梁的長久使用。
2)建成后的使用和管理問題。車輛超載問題在我國公路運輸上是一種普遍的現象,這種現象對道路橋梁和駕駛員自己都是巨大的安全隱患。橋梁的超載會加劇橋梁的應力幅度和損傷,導致使用壽命降低,甚至會出現重大的事故。此外,國內很多地區對于橋梁的日常檢查和養護不夠,往往一座投資巨大的橋梁,卻忽視了事后的維修養護。導致許多小問題經過天長日久的積累后,引發重大的橋梁損害。所以我們要加強超載現象的控制,加大日常檢查和養護的力度,保證橋梁不受非自然因素的影響破壞。