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序论:在您撰写桥梁裂缝修补方法时,参考他人的优秀作品可以开阔视野,小编为您整理的7篇范文,希望这些建议能够激发您的创作热情,引导您走向新的创作高度。
1引言
随着公路工程建设的不断发展,桥梁结构也愈加大型化、复杂化,而桥梁结构所引起的裂缝问题已经成为普遍性的技术难题。何为裂缝?从广义上分析裂缝是指固定材料中出现不连续现象。而桥梁裂缝则是由于结构与荷载的作用导致桥梁某些部位的受力与抗力不均衡,从而表现为裂缝。桥梁一旦在施工与使用过程中出现裂缝,将直接影响工程质量,但对于相当一部分的裂缝,尤其是浅层裂缝,都可以采用相关的修补方法进行控制与弥补,从而避免裂缝的进一步扩大,延长桥梁的使用寿命与承载力。
本文针对桥梁结构的浅层裂缝,重点探讨具体的修补方法,以期为有效控制桥梁结构裂缝提供一定的参考价值。
2桥梁结构浅层裂缝修补的必要性
通常情况下,桥梁混凝土结构中受拉钢筋的应变总是超过混凝土拉伸应变,所以工程中出现浅层裂缝是常有的现象。桥梁结构中混凝土在初拉应力与弯曲应力的共同作用下,初始的浅层裂缝总是很细很短(
《桥梁检定规范》中要求:对于普通钢筋混凝土桥梁的主筋附近竖向浅层裂缝的最大限值是小于等于0.25mm,腹板竖向浅层裂缝的最大限值是小于等于0.30mm;对于预应力钢筋混凝土桥梁的纵向浅层裂缝最大限值小于等于0.20mm,横隔板裂浅层缝最大限值小于等于0.30mm。由于桥梁是暴露在大气中的,钢筋等材料会受到有害介质的侵蚀,当浅层裂缝较多且宽度较大时,桥梁的强度就会明显降低,所以当浅层裂缝超过限值时就应该进行及时的修补,以保证桥梁结构的耐久性。
3桥梁结构浅层裂缝的修补技术
3.1裂缝修补的程序
桥梁结构浅层裂缝修补的程序主要是:首先对桥梁裂缝进行仔细的检查与观测,考虑修补的必要性,考虑的因素有承载力、耐久性、防水性以及美观性等;其次,对于桥梁不同部位不同类型的裂缝选择适宜的修补方法,常用的修补方法有表面封闭修补法、压浆法以及表面粘贴法等;最后就是明确具体的修补日期,实施规范化的修补工程。
3.2裂缝修补的方法
(1)表面抹灰法
表面抹灰法是指将水泥浆、环样基液以及环氧砂浆等抹涂于桥梁裂缝部位的砌体或者表面的一种方法。若采用水泥砂浆的话,配制时选择的沙子不宜太粗,水泥采用普通水泥即可。具体的修补步骤是:首先应将桥梁裂缝附近的混凝土凿毛,尽量使糙面平整,再洒水保持湿润,但不宜留水珠,然后采用1:2的水泥砂浆抹涂,抹涂时混凝土表面不宜有流水,可考虑先用纯水泥浆刷一层底浆。其次,根据总厚度(一般为1.0cm至2.0cm),可分次抹涂水泥砂浆,一次不宜过厚也不宜过薄,因为过厚容易在桥梁裂缝侧面引起流淌,过薄易导致收缩开裂。接着,待收水后,可采用铁抹压实、抹光。需要注意的是:修补时温度较高的话,需要在涂抹后3小时后进行洒水养护,避免阳光直射;修补时温度较低的话,需要注意保温,不可受冻。
(2)表面粘贴修补法
表面粘贴修补法是采用胶粘剂将钢板等粘贴在桥梁裂缝部位的混凝土表面的一种方法。首先需要对钢板进行表面处理,根据需要的尺寸裁好钢板,采用打磨机进行研磨,再对桥梁混凝土的表面进行修凿,使其表面平整。其次,采用丙酮擦洗桥梁修补部位的混凝土表面与钢板表面,并在混凝土与钢板表面均匀涂刷环氧基液黏结剂,采用方木、螺栓等进行贴压;待养护到规定时间后将方木等支架材料拆除,并在钢板表面涂刷护漆。
(3)打箍加固封闭法
当桥梁钢筋混凝土梁件出现主应力裂缝时,可考虑在裂缝处采用打箍加固封闭法。该法中的箍是采用扁钢焊成或者圆钢制成的,方向应该与裂缝方面垂直。具体的箍与梁上下面接触的部位可以采用角钢或者钢板进行加垫,具体如图1所示:
图1打箍加固封闭法的修补示意图
其中,1表示钢垫板;2表示两端带带螺纹的U形钢箍;3表示垫片;4表示角钢;5表示长方形钢箍,弯倒后与角钢焊接并加锲块塞紧。
(4)填缝法
填缝法是桥梁裂缝修补法中最简便的一种方法,也是采用率最多的一种方法。具体操作时,首先将桥梁裂缝清理干净,再根据桥梁裂缝的宽度选择不同的工具进行操作,如:勾缝刀、抹子,刮刀等。接着,采用1:2.5的水泥砂浆进行填缝处理。该修补方法可在美观,耐久性等方面起到一定作用,面对砌体的整体性,强度等方面所起的作用甚微。
4总结
综上,桥梁在建造与使用的过程中,很容易出现一些浅层裂缝,将裂缝增多且裂缝宽度超过限定值时,就会直接影响桥梁的结构稳定,所以及时规范地对桥梁浅层裂缝进行修补,对质于提高桥梁承载力是至关重要的。
参考文献
[1]陶叶辉. 浅析桥梁裂缝产生原因[J]. 科技信息(科学教研). 2012(23).
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。
2、桥梁裂缝的修补方法
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:混凝土桥梁;裂缝及成因;修补方法
中图分类号:TU528文献标识码: A
一、混凝土桥梁裂缝及成因
根据裂缝形成的原因,可将其分为两大类。一般把由于设计、施工、选材不当,或结构所受荷载超过了设计荷载以及未预料到的事故等原因所造成的裂缝称为结构裂缝。除上述以外的原因引起的裂缝称为非结构裂缝。[1]
(一)结构裂缝的主要形式及其产生的原因
1.网状裂缝的特点及产生原因。此种裂纹多出现于腹板上,属表面龟裂, 无固定规律, 其深度不致触及钢筋,宽度很小(0.01~0.05mm),宽度在0.05mm 时,肉眼可见,以手触之有凸起之感。产生的原因主要是由混凝土梁表面与内部收缩不均匀引起。
2.下翼缘受拉区裂缝的特点及产生原因。裂缝在跨中分布较密(间距约占0.1~0.2m),两端逐渐减少,裂缝方向大致与主筋垂直,由下翼缘向上发展,至下梗肋即终止且宽度较细,一般在0.03~0.1mm之间;在动载作用下一般变化不大,经过较长时间运营已趋稳定。产生的原因:由于混凝土抗拉能力很低,梁受力产生挠曲变形所至。
3.横隔板处竖向裂缝特点及产生原因。在梁端及腹板断面的梁上均有发生,由棱角边缘向上延伸;宽度0.2~0.3mm。产生的原因:由于偏载、扭转(支座不平)等两片梁受力不匀;竖直剪力及腹板厚度剧变处应力集中等。
(二)非结构裂缝的主要形式及其产生的原因
1.沉陷裂缝的特点及产生原因。混凝土完全硬化前,其中的固体颗粒要缓慢下沉,并排出内含的气和水。此时结构物中的钢筋、预埋件、粗骨料以及模型板都有可能阻碍混凝土的沉陷,从而沿钢筋、预埋件和模型板边缘出现短而粗的断续裂缝。
2.塑性收缩裂缝的特点及产生原因。混凝土浇筑完成后,如果表面水分的蒸发速度超过内部水分上升到表面的速度,在混凝土表面就会出现均匀分布的、细的、相当直的塑性收缩裂缝。只要在施工中采取相应的措施,就能减少以至消灭以上两种裂缝。
3.收缩裂缝的特点及产生原因。这种裂缝在形成之初通常是很细的,宽度一般不会超过0.05mm。随着混凝土的干缩,裂缝会逐渐加宽,直到几个月后才趋于稳定。要避免这种裂缝是比较困难的。如果混凝土配比不当,局部灰浆集中或水灰比过大,造成混凝土不均匀收缩,也会局部产生大量收缩裂缝,这种裂缝应当避免。
(三)混凝土梁产生裂缝的主要原因
1.与材料有关的原因。水泥凝结时间不正常,水泥水化热过大,水泥膨胀量过大,使用活性骨料,骨料风化或含泥量大,混凝土干燥收缩,混凝土沉降收缩或滤水过多。
2.与施工有关的原因。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。
3.与使用环境有关的原因。环境温差与湿度变化过大,钢筋锈蚀、环境水的侵蚀作用,火灾或表面过热,冻胀或反复冻融作用,混凝土表面炭化。
二、混凝土桥梁的修补方法[3]
(一)表面封闭修补法
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.“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。
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。
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。
(二)压力灌浆法
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。
1.水泥灌浆修补法。实施灌浆前应对修补部位裂缝再仔细检查一遍,以确定修补数量、范围、钻孔眼位置及浆液数量。灌浆一般采用不低于42.5级的普通水泥,灌浆压力一般为4.05×105~6.08×105Pa,浆液浓度一般不小于1.6:1(水与水泥的重量比)。灌浆加压设备,在工程量较大时宜采用灌浆机、灌(压)桨泵,也可采用风泵加压。工程量不大时可用手压泵施工,工程量特小时,可采用类似打气筒等工具改制成的注射器施工。
2.化学灌浆法。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。灌浆可采用单孔或群孔同时灌浆,但必须留有一定数量的排气孔。当在长裂缝上同时布有几个灌浆孔时,可按裂缝的深浅由下而上的顺序进行灌浆。当用灌浆泵进行灌桨时,压力一般由小至大逐步升高,达到设计压力后,再保持压力稳定,直至灌浆达到一定要求(吸浆率小于0.01以min时再延缓几分钟)再将阻塞器上的进浆管阀门关闭,以使裂缝内浆液在受压状态下胶凝固结。 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。
(三)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。
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.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。
三、结论
综上所述,混凝土桥梁出现裂缝的因素很多。因此,严格按照国家有关规范、技术标准进行设计、施工和监理,是保证结构安全耐用的前提和基础。在运营管理过程中,进一步加强巡查和管理,及时发现并采取适当的处理方式处理裂缝,也是相当重要的环节。
参考文献
[1]俞琦、陈语、王家林,桥梁抗震分析方法[J].重庆交通学院学报, 2006;
[2]乔东华、王磊,桥梁结构抗震分析方法研究[J].山西科技, 2007;
关键词:桥梁;混凝土;裂缝;修补
Abstract: This paper analyzes the bridge cracks formed in the various factors, indicates that the crack criterion, and the crack of the several repair methods are introduced.
Key words: bridge; concrete; crack; repair
中图分类号:U415.6 献标识码: A 文章编号:2095-2104(2012)11-0020-02
桥梁结构物在长期运营过程中,不可避免地会产生某些损伤,裂缝是其普遍存在的一种。有些裂缝在使用荷载或外界物理、化学因素作用下,不断产生和发展,从而引起混凝土碳化、保护层剥落、钢筋锈蚀,这是影响结构安全的关键,这样会对混凝土的强度及结构物的耐久性产生很大危害,影响到结构的正常使用,严重的引起交通事故及缩短结构物的使用年限,必须加以控制。
混凝土因其取材广泛,价格低廉,抗压强度高,可浇筑成各种形状,并且耐火性好,不易风化,养护费用低,成为当今世界建筑结构中最广泛的使用材料之一。但大量的工程实践和讨论分析表明,钢筋混凝土构件基本上都是带裂缝工作,其中混凝土自身应力形成的、有荷载作用下形成的、也有其它因素如施工材料质量、基础变形等因素形成的。
1荷载作用下产生的裂缝
钢筋混凝土桥梁在常规静、动设计荷载及设计荷载以外的荷载作用下产生的裂缝为荷载裂缝。按受力类型可分为直接应力裂缝和次应力裂缝,按裂缝形式可分为弯曲裂缝、剪切裂缝、断开裂缝、扭曲裂缝等。直接应力裂缝主要是设计阶段及施工、使用过程中产生的裂缝;次应力裂缝为在设计荷载以外的荷载产生的次应力而产生的裂缝。
弯曲裂缝为梁上作用弯矩时产生的裂缝。对受弯构件和压弯构件来说,弯曲裂缝首先出现在弯矩最大的载面积的受拉区;剪切裂缝为斜裂缝,发生在剪应力最大的部位,对于受弯构件和压弯构件,一般发生于支座附近,由下部开始,沿着与轴线成25°~50°左右的角度开裂;断开裂缝为构件受拉时,进入整个截面的裂缝为断开裂缝,均沿正截面开裂,间距有一定规律;扭曲裂缝为构件受扭转与弯曲同时作用下而产生的开裂。
2混凝土自身因素形成的裂缝
2.1温度变化引起的裂缝
当混凝土结构外部环境和内部温度发生变化时,将发生变形,由于其约束,结构内部将产生应力,当应力超过其抗压强度时即将产生温度裂缝,主要有如下几种:年温差、日照、骤然降温、水化热、蒸气养护在冬季施工时措施不当产生的;混凝土骤冷骤热,内外温度不均匀产生的;新旧混凝土接头处产生的;当构件较长且两端固定时,由于周围温度变化产生的附加温度应力产生的。
2.2收缩引起的裂缝
混凝土的干燥过程是由表面逐渐扩展到内部的,在混凝土内部呈现含水梯度,因此产生表面收缩大、内部收缩小的不均匀收缩,导致表面混凝土承受拉力,内部混凝土承受压力。当表面的混凝土所受的拉力超过其抗拉强度时,便产生收缩裂缝。混凝土收缩主要有以下4种:
⑴塑性收缩:主要发生在混凝土浇筑初期。施工时,混凝土浇筑后约4~5h,此时水泥水化反应激烈,分子链逐渐形成,出现泌水和水分急剧蒸发,混凝土失水收缩,同时骨料因自重下沉,此时收缩为塑收缩。在骨料下沉过程中受到钢筋阻挡,即形成沿钢筋方向裂缝。
⑵干缩:混凝土结硬后,随着表面水分逐步蒸发,温度逐渐降低,混凝土体积缩小,称为干缩。因混凝土表面水分损失快,内部损失慢,表面收缩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。
⑶自生收缩:自生收缩是混凝土在硬化过程中,水泥与水发生水化反应生成新的物质而导致自身体积缩小。
⑷碳化收缩:为大气中的二氧化碳与水泥人水化物发生化学反应引起的收缩变形,碳化收缩不大,一般不进行计算。
3其它因素引起的开裂
3.1基础变形引起的开裂
基础变形一般为基础空间不均匀沉降或水平方向位移,发生基础变形后,结构物中产生附加压力,超过结构物的抗拉强度时即产生裂缝,基础不均匀沉降的原因有,地质试验资料不准、地质差异大、荷 载差别大、分期建造等。
3.2钢筋锈蚀引起的裂缝
当构件中钢筋的混凝土保护层不足,或混凝土质量较差时,二氧化碳侵蚀钢筋表面,使钢筋周围混凝土的碱度降低,钢筋表面容易被混凝土中的氧气和水锈蚀,使周围混凝土产生膨胀压力,使混凝土保护层开裂、剥落,沿钢筋纵向产生裂缝,并有锈迹渗到混凝土表面。由于锈蚀,使混凝土有效面积减少,钢筋与混凝土的握裹力削弱,结构承载力下降,并诱发其它形式的裂缝,加剧钢筋锈蚀,导致结构破坏,钢筋锈蚀是最后造成结构破坏的主要因素。
3.3冻胀引起的裂缝
温度低于零度时,混凝土出同冰冻,游离的水变成冰,体积膨胀9%,因而混凝土产生膨胀应力,并导致裂缝出现。当混凝土中骨料空隙多、吸水性强、骨料中含有杂质过多、水灰比偏大均导致混凝土冻胀裂缝。温度低于零度和混凝土吸水饱和是发生冻胀破坏的必要条件。
3.4施工材料质量引起的裂缝
混凝土的材料合成为水泥、砂、骨料、拌合水以及外加剂,配制混凝土材料不合格,从而导致裂缝出现。使作不合格水泥出现早期不规则裂缝,砂石含量超标使混凝土干燥时产生不规则的网状裂缝,砂石的级配差常造成侧面裂缝,拌合水以及外加剂中杂质含中过高会对钢筋锈蚀产生影响等。当施工质量低,工艺不合格同样也会产生各种形式裂缝。
4判断裂缝依据
混凝土的裂缝状态一般可从裂缝宽度,裂缝发展情况及变形等其它情况来综合考虑,找出原因,做出准确评价及应有要用的措施。
《桥规》(JTJ023-85)规定:在一般正常大气(不带高浓侵蚀气体)的条件下,钢筋混凝土受弯构件在荷 载组合Ⅰ作用下,最大裂缝宽度不超过0.2㎜;在荷载组合Ⅱ及荷载组合Ⅲ作用下,不应超过0.25㎜。处于严重暴露情况下(有侵蚀气体或海洋大气)下的钢筋混凝土构件,容许裂缝宽度不超过0.1㎜。除此之外裂缝是否需要修补,还应考虑以下几方面的因素:⑴对发展性的裂缝,一般来说应测定随时间变化的情况,并以此作为判断是否需要修补的参考资料,一般认为裂缝宽度在6个月期间增大0.1㎜以上时,就应首先考虑修补;⑵裂缝宽度虽未增大,但裂缝数量增多时;⑶裂缝在0.3㎜以上时;⑷裂缝宽度在0.2㎜左右,但认为对结构产生危险时。
5修补方法
5.1表面封闭修补法
表面封闭修补法,主要包括以下几种:
⑴表面涂抹:地混凝土表面沿宽度较小的裂缝涂抹树脂保护膜,在裂缝多切密集时可大面积涂抹保护膜。
⑵“V”形或“U”形槽口充填修补,在表面涂抹不能充分修补时,则采用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。
⑶表面喷浆: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。
⑷打箍加固封闭法:箍筋设置方向应和裂缝方向垂直。
5.2灌浆法修补
灌浆一般采用纯压法灌浆,一般分为水泥和化学灌浆法。对于细小裂缝,由于浆液需要较长的胶凝时间,常采用单液法灌浆。对于较宽的裂缝,要求浆液凝结时间短,常采用双液法灌浆。灌浆时将结构物裂缝或孔隙与外界封闭,仅留出进浆口和排气孔,然后将浆液通过压浆泵以一定的压力将浆液压入缝内并使其扩散,胶凝固化,以达到恢复整体性、强度、耐久性及抗渗性的目的。灌浆可采用单孔或群孔同时灌浆,但必须留有一定数量的排气孔。灌浆完毕待液聚合固化后,即可将浆液嘴一一拆除,并用环氧胶泥抹平在裂缝表面刷1层环氧树脂水泥浆,以确保封闭严密。
5.3粘贴法
粘贴法即采用化学粘结剂将补强材料直接贴于混凝土构件的裂缝位置上,使之与构件形成整体,以提高抵抗力。主要有粘贴钢板和粘贴CFRP施工法。
粘钢技术始于20世纪60年代未70年代初,钢板厚度为4.5~6㎜,但随着技术研究的不断深入,粘钢技术的一些不足逐渐暴露出来,钢板容易受侵蚀,易剥落脱空。所以一种新纤维组合材料应运而生,它是以连续纤维浸渍在用于粘合纤维的聚合物中硬化而成的。目前我国主要用CFRP作为粘贴材料。CFRP片材(碳布)分为单向布和双向布2种,其中应以单向布为主。粘贴CFRP技术优势为高强高效,运输、储存、施工方便、快捷,而候性、耐腐蚀性优于粘钢。
6结语
桥梁结构的裂缝作为力学间断面,是其结构性损伤达到危险程度的集中表现,应是桥梁安全监测的首选项目。随着新仪器,新技术及修补技术不断出现,裂缝的及时发现和处理技术都会提高,以降低对结构的危害程度。
参考文献:
[1] 郑国栋.桥梁裂缝的成因和控制研究现状及发展综述[J]. 中国水运(理论版). 2007(05)
关键词:混凝土桥梁;桥梁裂缝;修补
中图分类号:U445.4 文献标识码:A 文章编号:
一、混凝土桥梁裂缝的分类及成因根据裂缝形成的原因,可将其分为两大类。一般把由于设计、施工、选材不当,或结构所受荷载超过了设计荷载以及未预料到的事故等原因所造成的裂缝称为结构裂缝。除上述以外的原因引起的裂缝称为非结构裂缝。
(一)结构裂缝的主要形式及其产生的原因
1.网状裂缝的特点及产生原因。此种裂纹多出现于腹板上,属表面龟裂,无固定规律,其深度不致触及钢筋,宽度很小(0.01~0.05mm),宽度在0.05mm时,肉眼可见,以手触之有凸起之感。产生的原因主要是由混凝土梁表面与内部收缩不均匀引起。
2.下翼缘受拉区裂缝的特点及产生原因。裂缝在跨中分布较密(间距约占0.1~0.2m),两端逐渐减少,裂缝方向大致与主筋垂直,由下翼缘向上发展,至下梗肋即终止且宽度较细,一般在0.03~0.1mm之间;在动载作用下一般变化不大,经过较长时间运营已趋稳定。产生的原因:由于混凝土抗拉能力很低,梁受力产生挠曲变形所至。
3.横隔板处竖向裂缝特点及产生原因。在梁端及腹板断面的梁上均有发生,由棱角边缘向上延伸;宽度0.2~0.3mm。产生的原因:由于偏载、扭转(支座不平)等两片梁受力不匀;竖直剪力及腹板厚度剧变处应力集中等。 (二)非结构裂缝的主要形式及其产生的原因
1.沉陷裂缝的特点及产生原因。混凝土完全硬化前,其中的固体颗粒要缓慢下沉,并排出内含的气和水。此时结构物中的钢筋、预埋件、粗骨料以及模型板都有可能阻碍混凝土的沉陷,从而沿钢筋、预埋件和模型板边缘出现短而粗的断续裂缝。
2.塑性收缩裂缝的特点及产生原因。混凝土浇筑完成后,如果表面水分的蒸发速度超过内部水分上升到表面的速度,在混凝土表面就会出现均匀分布的、细的、相当直的塑性收缩裂缝。只要在施工中采取相应的措施,就能减少以至消灭以上两种裂缝。
3.收缩裂缝的特点及产生原因。这种裂缝在形成之初通常是很细的,宽度一般不会超过0.05mm。随着混凝土的干缩,裂缝会逐渐加宽,直到几个月后才趋于稳定。要避免这种裂缝是比较困难的。如果混凝土配比不当,局部灰浆集中或水灰比过大,造成混凝土不均匀收缩,也会局部产生大量收缩裂缝,这种裂缝应当避免。
(三)混凝土梁产生裂缝的主要原因1.与材料有关的原因。水泥凝结时间不正常,水泥水化热过大,水泥膨胀量过大,使用活性骨料,骨料风化或含泥量大,混凝土干燥收缩,混凝土沉降收缩或滤水过多。
2.与施工有关的原因。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。
3.与使用环境有关的原因。环境温差与湿度变化过大,钢筋锈蚀、环境水的侵蚀作用,火灾或表面过热,冻胀或反复冻融作用,混凝土表面炭化。
二、混凝土桥梁裂缝的修补方法
(一)表面封闭修补法
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.“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。
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。
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。
(二)压力灌浆法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。
1.水泥灌浆修补法。实施灌浆前应对修补部位裂缝再仔细检查一遍,以确定修补数量、范围、钻孔眼位置及浆液数量。灌浆一般采用不低于42.5级的普通水泥,灌浆压力一般为4.05×105~6.08×105Pa,浆液浓度一般不小于1.6:1(水与水泥的重量比)。灌浆加压设备,在工程量较大时宜采用灌浆机、灌(压)桨泵,也可采用风泵加压。工程量不大时可用手压泵施工,工程量特小时,可采用类似打气筒等工具改制成的注射器施工。
2.化学灌浆法。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。灌浆可采用单孔或群孔同时灌浆,但必须留有一定数量的排气孔。当在长裂缝上同时布有几个灌浆孔时,可按裂缝的深浅由下而上的顺序进行灌浆。当用灌浆泵进行灌桨时,压力一般由小至大逐步升高,达到设计压力后,再保持压力稳定,直至灌浆达到一定要求(吸浆率小于0.01以min时再延缓几分钟)再将阻塞器上的进浆管阀门关闭,以使裂缝内浆液在受压状态下胶凝固结。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。
(三)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。
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.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。
三、结 语总之,虽然新的桥梁裂缝检测仪器、检测技术及修补技术不断出现,但上面介绍的几种检测及修补方法仍是实际工程中常用的方法,许多工程实践证明其效果较好。
参考文献:
[1]侯林平.现行桥梁检测与加固的反思[J].交通科技,2007.1.
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[3]黄军生.钢筋混凝土桥梁裂缝成因综述,世界桥梁,2002.
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