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【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。
6.1 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.
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:
裂缝的产生将直接导致混凝土结构内部钢筋的腐蚀,对结构物的耐久性产生影响,甚至影响其使用寿命,因此,加强对公路桥涵混凝土构造物裂缝调查、分析裂缝成因并及时予以修补,是桥涵构造物日常养护的重点,也是保证桥涵构造物正常使用年限的重要措施。
1 裂缝形成原因分析
影响混凝土结构开裂的因素是复杂的,涉及到材料使用不当、配合比设计不合理、施工质量低劣、结构设计失误、运营中超负荷工作以及结构物所处的自然环境不良等几项原因。分析裂缝成因根据危害性制定相应的修补处理方式,若不经分析或忽视原因分析就进行裂缝处理,往往会导致修补、加固无效而不得不再次修补及加固。
2 裂缝的主要危害性
裂缝对结构物危害主要表现在对结构强度和耐久性的降低。钢筋混凝土结构物一旦产生裂缝,对本身会产生安全上及使用上的影响。外部环境的有害成分侵入,会使裂缝部分持续扩大及劣化,造成使用性能的降低,而导致使用寿命的缩短,甚至会影响结构物的安全性。
2.1对结构强度的影响
结构物裂缝发生后,其本身的刚性、剪力强度、拉力强度、抗弯强度都会降低,并可能导致结构行为发生应力重分配,造成进一步的破坏。裂缝严重时,可能会使构材掉落而造成危害。
2.2对耐久性能的影响
裂缝对耐久性的影响,最主要的是加速混凝土中性化,使钢筋腐蚀速度变快,并因漏水、渗水,造成发霉、渗斑而使得保护层剥落,而缩短结构物的使用年限。
3 裂缝修补技术
修补裂缝的目的在于使结构因开裂而降低的功能和耐久性得以恢复。对于因承载能力不足所产生的裂缝,单纯修补已很不够,尚需进行补强加固。裂缝修补的根据是裂缝调查、原因分析及危害性评定。
裂缝修补方法主要有表面修补法,灌浆封堵法,结构加固法,混凝土置换法,电化学防护法等。目前根据裂缝部位及裂缝大小主要使用表面修补法、灌浆法、结构加固法。
3.1表面处理法
表面处理法是针对小于0.15mm的微细裂缝,采用环氧类封缝胶,涂刷于裂缝表面,达到恢复其防水性及耐久性的一种常用裂缝修补方法。该法施工简单,但胶体无法深入到裂缝内部。在表面防护的同时为了防止混凝土受各种作用的影响继续开裂,通常可以采用在裂缝的表面粘贴碳纤维布等措施。
表面处理法的施工要点是,先用钢丝刷将混凝土表面刷毛,清除表面附着污物,用水冲洗干净,干燥后再用封缝胶涂抹于混凝土表面缺损处,涂覆应均匀,不得有气泡。
3.2灌浆法
灌浆法是指施加一定的压力,将封缝胶灌入结构物内部裂缝深部,以达到封闭裂缝,恢复结构整体性、耐久性及防水性的目的。适用于裂缝宽度较大、深度较深的裂缝修补,尤其是受力裂缝的修补。主要施工程序如下
3.2.1埋设灌浆嘴
对于细而浅的裂缝,可用钢丝刷沿缝进行表面刷毛和清洁处理,然后骑缝用环氧胶泥粘贴灌浆嘴;对于宽而深的裂缝,宜沿缝开凿“V”槽,然后骑槽粘埋灌浆嘴;对于大体积混凝土结构上的很深裂缝,应骑缝钻孔或斜向钻孔至裂缝深部,然后在孔内埋设灌浆管。灌浆盒、灌浆嘴及灌浆管设于裂缝交叉处、较宽处、端部及裂缝贯穿处等部位。
3.2.2封缝
封缝目的在于使裂缝形成一个密闭的空间。对于不凿槽裂缝可用环氧胶泥封缝,先沿裂缝刷一道环氧树脂基液,后抹一层环氧胶泥。对于凿“V”型槽裂缝,可用水泥砂浆封缝,为加强砂浆与界面的粘着力,应先于槽面上刷一层环氧树脂浆液,然后才嵌填水泥砂浆。
3.2.3密封检查
为保证密闭缝体的密闭性及承受灌浆压力作用,应对封缝密封效果进行检查。办法是,待封缝胶泥或水泥砂浆固化后,沿缝涂一层肥皂水,并从灌浆嘴向缝中通入压缩空气,若无冒泡现象,表示密封效果良好,否则应予修补。
3.2.4配制浆液
灌浆材料要求粘结力强,可灌性好,目前长使用的是环氧树脂类胶液;胶液根据不同情况进行混合调制,稠度过大往往会使注胶的压力也大,粘稠度大影响注胶效果,持压时间也大影响施工进度。因此胶液的配置要结合实际情况灵活掌握。
3.2.5灌浆
启灌之前,先接通管道,打开灌浆嘴上气阀,用气压为0.2Mpa以上的压缩空气将管道及裂缝吹干净。灌浆顺序自下而上,由一端向另一端依次连续进行。灌浆压力以0.2~0.4Mpa为宜,压力逐渐升高,防止骤然加压对管道造成破坏。
3.2.6封口
灌浆后待缝内浆液初凝而不外流时,可拆除灌浆嘴,用环氧胶泥对灌浆孔进行封口抹平。进行灌浆封闭的缝要进行抽样开孔检查,以保证灌浆封闭质量。
3.2.7灌浆质量检查
灌浆密实情况,一般可采用钻芯法取样检查浆体的外观质量,测试浆体的力学性能。
3.3结构加固法
当裂缝影响到混凝土结构的性能时,就要考虑采取加固法对混凝土结构进行处理。结构加固中常用的主要有以下几种方法:加大混凝土结构的截面面积、粘贴钢板加固、粘贴碳纤维布、增设支点加固以及喷射混凝土补强加固。其中粘贴钢板包括:注入法粘贴钢板和压粘法粘贴钢板。注入法粘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,施工时一般用木槌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。压粘法粘贴钢板。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,粘贴面之间的空气也被排出,用这种方法几乎不会残留气泡,粘结效果也好,此法适用于混凝土表面平整的场合。
3.4混凝土置换法
混凝土置换法是处理严重损坏混凝土的一种有效方法,此方法是先将损坏的混凝土剔除,然后再置换人新的混凝土或其他材料。常用的置换材料有:普通混凝土或水泥砂浆、聚合物或改性聚合物混凝土或砂浆。
3.5电化学防护法
电化学防腐是利用施加电场在介质中的电化学作用,改变混凝土或钢筋混凝土所处的环境状态。钝化钢筋,以达到防腐的目的。
4 预防和减少混凝土裂缝产生的措施
虽然现在混凝土裂缝修补的方法越来越多,效果也越来越好,但还是要在混凝土设计、施工、运营中做到以预防为主。设计单位应根据预测的运营情况、结构物所处的环境设计出相符合使用要求的结构形式;混凝土施工中温度控制要有具体要求,确定外加剂的品种和掺量,确保混凝土收缩与膨胀相抵消;混凝土配合比控制要求严格,计量要准确,坍落度抽检工作要加强,不能流于形式;混凝土振捣要密实,拆模后须及时养护;施工过程中还应经常观察模板的位移和混凝土浇捣的密实情况,不能漏振、过振;混凝土结构物运营过程中应避免超负荷工作,根据混凝土所处的环境还应做好混凝土防腐保护工作。
公路桥涵混凝土结构裂缝形式多样,裂缝成因复杂,只有在全面调查、认真分析之后,结合实际情况,制定出经济、可行高效的的修补方案,精心组织施工,方能确保裂缝修补成功、保证结构耐久性及安全性。
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。
近些年来很多的桥梁在施工过程中由于一些原因而出现裂缝的情况。在施工过程中,出现裂缝会给桥梁的施工质量带来很大的影响,同时会减少桥梁的使用寿命。为了更好地修复桥梁在施工进程中出现的裂缝,全面分析产生桥梁裂缝的原因显得尤为必要。在掌握了施工过程中出现裂缝的原因之后,立即采取有效地措施来进行针对性的修复能够保障整个桥梁施工的顺利进行,同时保障桥梁在使用过程中的安全。文章分析了桥梁施工裂缝产生的原因,并阐述了具体的修复方法。
1 桥梁施工裂缝产生的原因
1.1 温度引起的裂缝
在桥梁施工过程中,当初步浇筑混凝土以后,水泥会在水化的过程中产生大量的热量,继而就使得混凝土的内部温度急剧上升。混凝土表面由于大量的热量可以向周围的大气中散发,因此表面的温度上升的情况并不是很明显。然而,在混凝土的内部,由于散热的能力较差,在水化过程中产生的热量不能够有效地扩散,使得整个混凝土内部的温度会上升的很是明显。当在施工过程中对桥梁的一些结构进行混凝土浇筑以后,由于内部的散热不好,会出现因为温度原因而引起的裂缝情况。当桥梁的结构由于内部结构和外部环境发生了变化之后,混凝土就会发生一定的变形,当这个变形过程受阻以后,就会在结构内部产生了拉应力,一旦这个拉应力超过了混凝土的抗拉强度以后,就会产生了温度裂缝。
1.2 预应力引起的裂缝
另外一个在桥梁施工容易造成出现裂缝的原因就是预应力所引起的。通常在施工过程中会出现沿着预应力钢束波纹管的位置下方出现长度不一、断断续续的裂缝,这就是预应力所引起的裂缝。预应力钢束周围的保护层由于厚度偏薄,同时由于过多地使用了高标号的水泥,知识水泥浆的含量偏大,容易导致桥梁出现收缩变形。底板截面的不均匀收缩和钢束波纹管对砼收缩的约束作用在内的箱梁结构的内约束会导致混凝土出现较大的收缩能力,继而超过了混凝土抗拉强度的范围,就出现了纵向的波纹管收缩裂缝。另外,在一些超静定预应力的混凝土桥梁的施工过程中,由于设计时对次内力影响的计算估计不够也容易出现裂缝。还有当桥梁的预应力钢束的布置不够合理的时候以及预应力的张拉力度没有达到设计时候的要求时也容易产生裂缝。
1.3 砼收缩引起的裂缝
砼收缩是桥梁施工中出现裂缝的又一个原因。这类裂缝的产生主要是因为砼因为收缩而产生了体积的变化,主要分为干缩裂缝和塑性收缩裂缝两类。干缩裂缝主要在混凝土硬化的前后发生,这个时候的混凝土表层的水分散发的焦块,同时内部的散热慢,就出现了表面收缩大,但是内部收缩小这种不均衡的收缩情况。表面的收缩变形一定程度上受到了内部的约束,从而让整个混凝土桥梁的表面开始承受一定的拉力,当表面所受到的拉应力超过了桥梁本身的抗拉强度以后,就会出现收缩裂缝。而塑性收缩裂缝的出现时间集中在混凝土初凝的时候,这个时候的这个桥梁结构的水泥的水化反应强烈,伴随着水分大量蒸发和泌水的情况,混凝土由于失水而出现收缩。在收缩过程中,表面由于受到了钢筋、模板以及内部结构中的混凝土的约束,使得整个塑态的混凝土会产生一定的拉应力,继而会形成一些细小的裂缝。
2 桥梁施工中裂缝的修复方法
2.1 表面修补
表面修补是桥梁施工中裂缝修复的一种常见方法,这种方法的又是相当明显,经常用来处理一些桥梁的表面裂缝或者深度裂缝,同时它对桥梁结构的承载力的影响很小。一般而言,表面修补的做法就是在裂缝的表面涂浆,即在一些出现裂缝的混凝土裂缝的表面涂抹一定量的水泥浆。当桥梁结构的表面出现了很多的裂缝时,一般是沿着裂缝的周边用钢丝刷反复刷干净,然后再用压力水枪进行清洗同时进行湿润,这些步骤完成以后用水泥浆进行抹平,另外也可以等清洗后的表面干燥之后用环氧树脂水泥进行涂抹。一些桥梁工程因为有防水抗渗要求,当混凝土表面的刷洗和干燥结束以后,在迎水面粘贴上3层左右的橡胶沥青棉纸或者黄阳树脂玻璃等对裂缝加以封闭。很多时候,在进行表面修补以后,考虑到应力的存在,这样会使得裂缝出现继续开裂的情况,这时可以在裂缝的表面铺上一层玻璃纤维布,从而保障整个修补工作的完整到位。
2.2 灌浆法
当一些桥梁的裂缝对结构造成的影响极为严重或者一些桥梁对整个结构的防渗要求很高的时候,表面修复这个时候已经不能够满足修补的相关要求,因而需要采用灌浆法来加以处理。灌浆法一般而言就是采用相关的真空压力机器设备将一些水泥浆质注入到桥梁的裂缝内,随着时间的不断推移,浆质会逐渐的硬化,硬化以后的浆质能够很好地对裂缝进行填补,形成一个完整了桥梁结构,消除了裂缝的存在,同时也具备了很好的密封效果。这种方法能够很好地对裂缝进行密封,真正起到防渗的效果。在实施灌浆法的过程中,浆质的材料有很多的种类。一般的桥梁工程中通常选用水泥浆或者环氧聚合物,但是对于裂缝情况特别严重的情况,浆质可以选用甲基丙烯酸酯或者聚氨酯来进行灌浆。
2.3 电化学防护法
另外一种备受大众亲睐的桥梁裂缝修补方法就是电化学防护法。这种方法就是在桥梁结构的混凝土或者钢筋混凝土中世家一定的电场,通过在某一介质中所起到的化学反应来改变整个结构中的例子的分布状态,从而提高整个钢筋结构周边的PH值,使得钢筋钝化,来达到防腐蚀的目的,这种方法主要是通过利用电化学反应来改变桥梁裂缝中混凝土的离子的状态,让这些离子在电场的作用下活动,重新进行排列和组合,以此来达到修补裂缝的目的。目前国际上主要采用的电化学防护发主要有三种:氯盐提取法、阴极防护法和碱性复原法。这几种电化学防护法能够很好地达到修复桥梁裂缝的目的,属于一种新型的修补方法,目前还没有得到很广泛的应用。
3 结语
在桥梁施工的过程中,裂缝的出现时常见的问题。众所周知,裂缝的产生和存在对桥梁的使用寿命会带来极大的影响。因此,为了更好地保障桥梁工程的顺利施工以及运行以后的安全工作,对桥梁施工中出现的裂缝就必须得采取积极有效的措施来进行修护。针对不同类型的裂缝来科学地采用特定的修补方法,才能够避免裂缝的产生,保障施工的进程。
参考文献:
近来,我国交通事业迅猛发展,公路通行能力的逐渐提高,促进了桥梁建设的不断提高。许多人的头脑里还存在着“只修不养,重建轻养”的传统观念,忽视了桥梁的维护与管理工作,使得许多桥梁在使用过程中,由于管养不当,出现各种病害,桥梁的承载力和通行能力大大降低,甚至造成桥梁垮塌的严重断桥事件。建成的桥梁经过长期使用后,内外多种因素会使桥梁的安全度有所下降,有大量的混凝土桥梁不同程度地出现了裂缝现象,桥梁的耐久性及承载能力大大下降,以致影响车辆人员的安全通行。这一问题始终困扰着广大桥梁工程技术人员。因此,在对桥梁进行科学评估的基础上,有必要对混凝土桥梁裂缝成因进行分析,以便于采取相应的修补措施。
在桥梁建造和使用过程中,混凝土裂缝经常出现。混凝土的裂缝是由于混凝土内部应力和外部荷载作用,以及温度变化等因素作用下形成的。并且有些裂缝在使用荷载或外界物理、化学因素的作用下,不断扩展,不但会影响混凝土表面的美观、减小钢筋的混凝土保护层厚度,而且易引发混凝土面层剥落,加速钢筋的锈蚀,降低混凝土的抗冻性及耐久性,严重时甚至发生垮塌事故,所以必须加以控制。笔者根据多年的桥梁施工、管理经验,谈谈有关桥梁混凝土裂缝出现的原因、预防措施和处理方法,可供桥梁工程技术人员参考。
一、裂缝形成的原因
1.设计方面
1)设计因素考虑不周。箱梁的腹板过薄,箱梁与箱梁之间未设横隔板或者设置横隔板数远远不够,致使整体性较差,单梁受力对梁体造成严重的病害。2)设计计算出现错误。由于荷载考虑不周,计算错误等,配筋不足,形成裂缝。
2.施工方面
1) 地基基础变形。由于基础竖向不均匀沉降或水平方向位移,使结构中产生附加应力,超出混凝土结构的抗拉能力,导致结构出现裂缝。2)施工方案选择不当。如混凝土配合比控制不严,计量出现偏差,坍落度控制不利,在混凝土浇筑时侧模板不牢靠,模板走形或模板间隙不严密,浇筑时漏浆严重,混凝土表面呈现蜂窝麻面。
3.维护管理方面
1)长期超负荷运营。大件车、集装车、超重车的出现加重了桥梁的负荷,加快了桥梁损坏的进程。另外车辆超重、超载超限现象已较严重。使得桥梁长期处于超负荷工作状态 2) 大自然风、霜、雨、雪的侵蚀,环境污染的日益加重,造成桥梁的自身老化、破损,使得桥梁“寿命”缩短。3)养护不当产生的裂缝。冗陷、空洞、裂缝等毛病在日常养护中没有及时修补,造成混凝土剥落、钢筋外露锈蚀。
二、混凝土裂缝的修补方法
裂缝产生了,解决它的方法自然而然也随之产生。随着施工经验的发展,现在混凝土裂缝修补的方法有很多:如表面修补法、灌浆嵌缝封堵法、结构加固法、混凝土置换法、电化学防护法、仿生自愈合法等等,其中灌浆嵌缝封堵法又可分为压力注浆法、开槽填补法和涂膜封闭法三种。
1.低压注浆法适用于宽度为0.2~0.3mm的混凝土裂缝修补。修补工序如下:裂缝清理—粘贴注浆和封闭裂缝—试漏—配制注浆液—压力注浆—二次注浆—清理表面。
2. 开槽填补法适用于结构允许开槽而宽度较大但数量不多的裂缝,如墩台或路面混凝土的裂缝。工序为:开槽—涂刷界面处理浆—压抹聚合物砂浆—养护。
3.涂膜封闭法适用于宽度小于0.2mm的微细裂缝的修补,也可用于混凝土外表面的装饰和防水处理,以及防止混凝土保护层的炭化和有害离子对混凝土的腐蚀。工序为:清扫—刮腻子—涂刷底层涂料—涂刷主层涂料—涂罩面层。
混凝土表面裂缝、气孔和缺陷先用腻子(混凝土修补胶:粉料=1:1.8~2.0)填充补平,待干后用砂布磨平,再进行底层涂刷(混凝土修补胶:粉料=1:0.7~0.8),涂料在使用前要通过铁窗纱过滤,除去杂质和团块。主层涂料要涂刷三遍,每遍涂刷都要等上遍涂料干后再涂,且两次涂刷方向最好是相互垂直。
这三种方法可以单独使用,也可以同时使用。如桥梁裂缝的修补可先注浆,在涂膜封闭;而对于路面、墩台的粗大裂缝则采用开槽填补发为宜;为了防止钢筋锈蚀,混凝土受到有害离子的腐蚀,则可以采用涂膜防水处理。
三、几点体会
1.各种裂缝处理依据裂缝产生部位情况等分别对其进行处理:不影响结构正常使用的裂缝,处理时只是将裂缝填塞修补,防止水浸入及腐蚀入对钢筋产生进一步锈蚀;裂缝在.2mm~0.5 mm时不再扩展,用封缝胶封堵;裂缝在0.5 mm~1.5 mm时(或更宽的裂缝),用注胶封缝处理(封缝胶及注入胶液,有专门生产的科研机构,目前常用北京出的TCL系列修补剂)。
2.凡因为荷载作用产生的裂缝,应该采取合理的计算模型、限制施工机具的堆放、限制超过设计荷载的重型车辆过桥等方法避免。此类裂缝或正在发展的裂缝,建议使用粘贴碳纤维布或锚粘钢板处理。但不论用哪种方法,均需对原裂缝进行注胶封缝处理,不应出现只在裂缝外涂色,内部裂缝依旧的情况。
3.养护管理期间应对混凝土桥梁的裂缝病害及时检测,详细记录裂缝位置数量类型、分析原因、跟踪观察裂缝发展趋势,正确判定裂缝劣化程度。
4. 在运营管理过程中,进一步加强巡查和管理,及时发现和处理问题,也是相当重要的一个环节。比如,强化桥梁技术人员的培训,增添桥梁检查、检测仪器设备,确保桥梁安全正常的使用。
目前,学术界对混凝土桥梁裂缝的原因有不同的观点,只有通过正确的桥梁结构检查,加上及时准确的分析、判断结构的病害,采取正确的措施和方法,才是保持桥梁结构使用功能和寿命的重要手段。只有搞清楚了裂缝的机理,才能对症下药。所以,我们一定要要积极贯彻“建养并重”的方针,将桥梁的检测、检查、维修与养护、加固与改造工作列入议事日程。我相信只要施工人员本着一颗认真负责的心,严格按规定要求施工,严把质量关。就必定能防患于未来,尽可能地降低混凝土桥梁裂缝的出现。
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。
前言
交通事业的不断发展,带动了桥梁工程的发展,桥梁工程的施工工艺也得到飞速的提升。在桥梁的施工过程中,各种管理手段的不断完善,使桥梁工程无论从内在的质量,还是外在的视角都日渐的走向成熟。但是在桥梁工程的建设当中,桥梁的裂缝问题依然是桥梁施工中,需要得到高度重视的问题。无论是从安全系数的角度考虑,还是从施工企业的经济利益出发,对混凝土桥梁裂缝的认识都要进一步加强。只有对混凝土桥梁裂缝的产生原因进行全面的分析和研究,才能在混凝土桥梁的施工中尽量避免和预防裂缝的产生。
1、混凝土桥梁施工中产生裂缝的主要原因
在混凝土桥梁的施工中出现的裂缝,通常可分为结构性裂缝和非结构性裂缝。结构性裂缝可分为设计结构性的裂缝以及施工结构性的裂缝;而非结构性的裂缝又可分为温差裂缝、塑性裂缝、龟裂缝以及长期干裂缝等。
1.1结构性裂缝的产生原因
混凝土的浇灌施工中,由于各方面的不确定因素,导致裂缝的产生:
混凝土中的材料之间发生化学反应,引起体积的膨胀并产生很强的局部拉力,或者混凝土中的钢筋生锈,以及其它侵害性化学反应的发生,导致混凝土的性质发生变化,造成裂缝的产生。在施工过程中,锚板的设置没有严格按照设计进行,锚垫板没有顶牢,致使预应力结构产生拉张裂缝,如钢筋砼箱梁支架拆除后产生的裂缝都是因为这种原因。
在现浇砼箱梁落架从简支梁到连续梁的受力转换过程中,由于落架的时间过长或落架的顺序不当,没有达到设计所规定的要求,而产生的张拉过强,极有可能导致横向裂缝的产生。
桥梁在施工时都会对预制板及连续箱梁设置预拱,但在一定的荷载作用下,也可能产生结构的裂缝,裂缝也会出现在非预应力连续箱梁的梁顶负弯区。如果这种裂缝存在于很小的范围并在设计所允许的数值之内,可以不必处理,否则必须采取有效措施进行补救。
1.2非结构性裂缝产生的原因
在混凝土的浇灌过程中,由于施工现场并不是真空封闭作业,长时间的外在环境影响,会使混凝土的性质发生一定的变化导致裂缝产生:
在混凝土的初凝时期,由于水泥的水化产生大量的热量,而热量不能得到有效的发散,使混凝土内部的温度逐步升高导致膨胀。当外部混凝土初步凝结后,内部的温度逐渐降低、冷却,混凝土又会产生一定的收缩,这种热胀冷缩效应产生的拉力,很容量导致混凝土裂缝的产生。这种情况在施工条件较差的冬季尤为严重。
混凝土桥梁的施工中,需要借助大量的水作为材料融合的媒介,所以混凝土材料中水的含量与空气中水的含量相差较大,从而形成一定湿度差,当水分蒸发时,由于混凝土内部与外部水分蒸发的速度不同,混凝土表面的收缩就会比内部的收缩快,因而产生不均匀的变形,造成表面混凝土表面因受力过大而生产裂缝。
2、桥梁裂缝的防治措施
2.1材料的控制
原材料的控制是保证整个桥梁工程质量中至关重要的一个因素,因此,在原材料的选择上面应该对水泥、钢筋、沙石和水进行严格的抽样分析,还要对混凝土的配合比进行对比试验。在高温的时候或者下雨天下对沙石、碎石进行含水量的检验,并且在整个工程开展之前不断的调整整个施工的配合比。在施工的时候要严格按照施工的技术规范要求来进行施工,以此达到最为理想的施工质量,防止裂缝的产生。
2.2压力灌浆修补法
所谓压力灌浆修补法主要是指用化学材料来配制相应的浆液,再把这些浆液利用设备来灌注到产生裂缝的地方,以此来使裂缝达到凝固、堵漏和加固的作用,利用化学材料所制成的浆液在固化以后具有良好的粘接强度,能够和混凝土较好的粘连在一起,以此达到增强整个桥梁构件的整体性,使桥梁裂缝得到有效的治理。从目前的情况来看,大多数的施工单位较多采用的是聚氨酯和环氧树脂,在对一些细小的裂缝浆液的时候,就需要较长的时间来凝固,因此,在这个时候就应该使用单液法灌浆,单液法灌浆需要把所有的浆液和泵前混合在一起,再利用灌浆机进行灌注,对于一些较宽的裂缝就要使用双液法灌浆,这样就可以把浆液分成两个部分来把浆液输送到裂缝中。
2.3掺加外加料和外加剂
在桥梁施工的过程中,在混凝土当中掺入一些粉煤灰,可以有效的增加混凝土的密实度,并且提高混凝土抗渗的能力,极大程度的改善混凝土的工作度和降低最终的收缩值,从而节约水泥的用量。有效的利用粉煤灰作为混凝土的掺合料可以在一定程度上降低混凝土的水泥水化热所引起的内部升温,防止裂缝的产生。在选择外加剂的时候,首先要看它是不是能够等量的来替换水泥,而且会不会使混凝土产生一定的膨胀,这不但可以保证混凝土的内部产生压力来抵抗混凝土所产生的拉应力,还可以确保混凝土的密实度,改善混凝土的和易性,从而降低水灰比,达到减少水化热的情况出现。
2.4非结构性裂缝防治措施
对一些非结构性的裂缝,在施工的时候,支架的搭设首先要经过科学的设计,对支架要进行全面积的预压,以此来消除非弹性的变形。此外,要在砼中加减水剂以减少砼泌水,在砼施工的时候进行二次抹面,加强整个砼的养护工作,减少砼中的水分蒸发数,这样就可以有效的预防裂缝的产生。在桥梁工程施工的时候,要合理的使用海绵、覆盖麻袋等一些保护措施,并且浇水湿润养护,要合理的安排砼浇注顺序及浇筑速度,在砼浇注的过程中控制温差,特别是在夏季施工的时候,骨料一定要要洒水进行降温,而到了冬季,在施工的时候就需要在砼表面进行覆盖保温,这样才可以防止非结构性裂缝的产生。
3、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。但是它不能阻止裂缝变大,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。
中图分类号: K928 文献标识码: A
引言
公路桥梁是我国的基础通枢纽,是维持我国的经济持续健康发展的重要的生命线。随着我国的桥梁工程项目不断增多,在建设的规模上也不断扩大,在桥梁工程的质量方面也就提出了更新、更高的要求。
一、桥梁施工中裂缝出现的主要原因
1、混凝土沉降的因素
混凝土会由于重力的因素,使得混凝土中一些较重的颗粒石子下沉,而水泥浆会出现上浮的现象,一些模板和钢筋会对颗粒的下沉有一定的约束,使得混凝土内部不平衡,就会形成裂缝。在混凝土强度增长过程中或未达到设计使用状态时,混凝土的支撑结构若出现一些不同程度的上升、下沉或水平方向的偏移,就会在混凝土内部出现附加应力,当附加应力大于混凝土的抗拉强度时,就会出现裂缝,从而影响工程质量和进度。
2、温度造成的裂缝
现阶段桥梁所使用的材料为钢筋混凝土材料,而混凝土的材料特性之一是温度传导速度慢,而混凝土在构建的过程中,外界温度发生变化时会发生热胀冷缩,引起变形,而内外温度变化的不协调会导致混凝土内外变形不一致,进而在结构内部产生一定的拉力。当混凝土构件中的拉力值超过了混凝土材料本身所具有的抗拉强度时, 就会导致桥梁产生裂缝。由于温度原因所导致的桥梁裂缝,区别于其他裂缝最为主要的一个特征是其会因为温度的高低进行扩张或合并。导致温度产生变化的原因主要包括以下两个方面。
(1) 材料内部水化热的施放
在进行道路桥梁的施工时,混凝土浇筑厚度超过了2.0m时,因为混凝土中水泥在浇筑的过程中会进行水化放热,其内部温度就会升高,而外部温度远远低于内部,这就造成了内外温度差,从而导致道路桥梁的表面因温度应力差出现裂缝。
(2) 外界温度变化
如在进行蒸汽养护时,由于混凝土在蒸汽养护时温度非常高,而一旦蒸汽养护停止了一段时间,冬天寒冷的空气就会导致混凝土温度骤然下降,形成内外温差,从而容易造成裂缝。
3、施工材料质量问题引起的桥梁裂缝
施工材料的质量直接决定着桥梁的建设质量,不合格的施工材料会直接影响桥梁的正常使用。混凝土主要是由水泥、沙子、石子、掺合料和外加剂拌合而成的,作为桥梁施工最主要的原材料,如果混凝土的质量不过关,将会给桥梁施工带来巨大的安全隐患。比方说,作为混凝土的组成材料之一,沙子的质量至关重要,不同的质量等级,与之对应的水泥和拌合水用量的多少也会不同,混凝土的强度和收缩抗压能力都会受到影响,如果在施工中使用粒径过小的不符合标准的特细沙,在桥梁在施工过程中就会出现大量的裂缝,对整个桥梁的施工质量造成影响。另外矿石中云母的含量也会对水泥和骨料的粘结力产生一定的影响,混凝土的强度也会因此受到一定程度的影响。
二、防止桥梁施工中裂缝出现的措施
1、改善混凝土的日常养护
做好混凝土日常的养护工作对于维持桥梁质量是至关重要的,随着桥梁使用年限的增长或是温度的急剧变化,桥梁的损坏程度会不断加深,尤其是混凝土桥面,要及时的对桥面进行检测,并采取适当的修理措施。在桥梁施工过程中,应该对混凝土维护工作予以重视,及时对混凝土表面进行清理,防止混凝土处于不利的环境条件下,有效的保护混凝土内部结构,保证工程使用寿命。
2、对温度进行控制
由于桥梁本身形态很大,大气温度又很难控制,因此大气温度对桥梁温度的影响很难改变。但是大气温度的变化过程比较缓慢,保证混凝土的强度,就可以有效避免裂缝产生,做好温度监测工作,对于气温变化较大的情况采取一定的保温措施即可,例如在气温骤降时,为了避免混凝土桥面温度急剧变化需要进行保温。对于桥梁温度的控制主要是在混凝土的浇筑阶段,参考混凝土的标准浇筑方法,浇筑的时候合理降低浇筑速度,增加浇筑面积,在混凝土内铺设冷水管,浇筑过程中用通水的方式维持混凝土结构的温度相对稳定。
3、选择合适的混凝土材料
在进行水泥的选择时,要考虑到水泥的水热化程度,尽量选取水热化低的水泥材料,并且限制水泥的单位用量,降低混凝土骨料的温度,采取合理有效的散热措施,以缩小温差,有效预防裂缝的生成。桥梁工程所用的粗骨料应是坚硬的碎石子,在不同的桥梁该工程中,根据钢筋的不同来选取不同粒径的粗骨料,为了保证粗骨料的质量,在采购时要对粗骨料进行碱活性监测。在桥梁工程中,一般选取的细骨料的粒径小于5毫米,一般采用河沙,不应使用海砂。对于级配高且颗粒中不含其它杂质的粗骨料来说,在使用前也要进行检验,确保工程质量。一般使用的拌合水中会含有一些有害物质,如糖类、游离酸类、盐类等,会影响水泥的硬化,所以需要选择合适的拌合水。在混凝土浇筑过程中,也可以根据外加剂的特点来选择合适的外加剂。水泥在混凝土结构中起着重要作用,在桥梁施工过程中要选择耐久性强,拟合性强的水泥,提高混凝土结构的坚固性。在混凝土配合比配制时,要考虑到影响混凝土结构的各种因素,选择合适的配合比,降低出现裂缝的几率。
4、做好裂缝修补工作
(1)做好不同裂缝状态下的修补工作
根据实际的裂缝状况,裂缝修补可分为活动与静止裂缝修补两种,其中,静止裂缝的修补办法为:裂缝宽度在0.3mm以内时,对于混凝土浅层,可使用水泥浆液或者环氧树脂浆液进行表面封闭,而对于深层混凝土修补,则可使用低粘度的环氧树脂浆液或者甲基丙烯酸脂浆液来浇灌;当裂缝宽度在0.3mm-1mm之间时,可采取环氧树脂浆液的方法进行灌注;当裂缝宽度在1.0mm以上时,对裂缝修补之前,要先在裂缝表面位置进行水泥浆界面剂的涂刷,同时,应用微膨胀的水泥砂浆液来修补。而活动裂缝的修补办法为:为防止裂缝进一步裂开,可采取静止裂缝的修补法来修补裂缝,当活动裂缝不能用静止裂缝法来修补时,可对混凝土结构进行限制,防止其变形,并用柔性材料处理裂缝。
(2)表面裂缝修补技术
在混凝土的裂缝修补中,表面裂缝修补是常用的修补技术,主要为表面涂浆,也就是在混凝土的裂缝表面进行水泥浆涂抹。对于一些桥梁工程,为了满足工程防腐的需求,可用环氧胶泥来涂抹表面,并在涂浆之后进行刷漆处理。混凝土表面的修补工作结束后,混凝土有时因应力原因会出现再开裂问题,为了保证混凝土裂缝的修补工作顺利完成,可将玻璃纤维布粘附于裂缝表面。
(3)灌浆法与嵌缝法工艺
对于桥梁工程来说,当裂缝危及桥梁结构时,再用表面修补就无法有效弥补裂缝了,这时可采取灌浆法来处理裂缝,灌浆法主要是指把浆质料运用真空压力设备压到裂缝当中,当浆质料硬化之后,为防止裂缝,使其具有密封性能,会与混凝土形成稳定的结构整体。在裂缝修补技术中,嵌缝法是比较有效的,为有效封堵裂缝,可在裂缝位置开槽,并向槽内进行止水材料填充,这种修补技术可使裂缝外观更为平滑。
(4)结构加固法与密封检查
对于道路桥梁来说,有些裂缝不仅影响桥梁外观,还会影响混凝土的结构性能,使得桥梁使用寿命缩短,为了规避这种裂缝问题,可运用结构加固的方法加固混凝土,通常结构加固的方法主要包含支点、预应力加固及加大截面面积等,以确保混凝土的加固补强。在裂缝封闭之后,可在裂缝处涂上层肥皂水,由灌浆嘴进行空气通入,若存在漏气位置,就对其进行修补,若无漏气现象就可判断为合格。而封口完成后,可采取空气压缩法来检查灌浆的密实度,在修补中,一旦发现问题,就及时进行补救,以确保裂缝修补的有效性,延长桥梁的使用寿命。
结束语
在桥梁施工当中,为了延长桥梁的使用寿命,加强裂缝问题的关注是必要的,其直接影响桥梁整体的施工质量与应用性能。为了有效防控裂缝问题的出现,在设计阶段,要做好荷载设计和应力计算工作;在施工阶段,应严格按照施工图纸和施工规范进行施工,亦应加强对混凝土材料及其配合比控制,提升混凝土的施工质量,同时,加强混凝土施工工序与养护的管理和监控工作,确保桥梁的整体质量;在使用阶段应及时进行混凝土的维护和清理工作,保证使用寿命。针对出现的裂缝问题,要采取合理的裂缝修补工艺进行及时修补,以确保桥梁工程的使用寿命。
参考文献
[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。