淺談圬工梁體病害整治

張身勇

1.概況

為適應(yīng)經(jīng)濟(jì)發(fā)展的需要，高速、重載、大密度以成為鐵路發(fā)展的必然趨勢(shì)，鐵路橋梁也發(fā)揮著不可替代的作用，預(yù)應(yīng)力32米圬工梁，梁體表面裂紋病害是一個(gè)普遍存在而又難于解決的病害整治問(wèn)題，本人對(duì)圬工梁體常見(jiàn)的一些裂紋病害進(jìn)行分析，并針對(duì)具體情況提出整治措施。

2.梁體裂紋病害成因分析

梁體施工和本身變形、約束等一系列問(wèn)題，由于裂紋的存在和發(fā)展通常會(huì)使內(nèi)部的鋼筋等材料產(chǎn)生腐蝕，降低梁體鋼筋材料的承載能力、耐久性及抗?jié)B能力，影響梁體使用壽命。從現(xiàn)場(chǎng)觀察，梁體裂紋產(chǎn)生的原因很多，有變形引起的裂紋：如溫度變化、收縮、膨脹、不均勻沉陷等原因引起的裂紋；有外載作用引起的裂紋；有養(yǎng)護(hù)環(huán)境不當(dāng)引起的裂紋等。因此，分析梁體裂紋的原因，提出措施來(lái)減緩其發(fā)生和發(fā)展，是工務(wù)工作需要解決的問(wèn)題之一。

3.圬工梁體裂紋病害預(yù)防

3.1梁體干縮裂紋形成

梁體受外部條件的影響，表面水分損失過(guò)快，變形較大，內(nèi)部濕度變化較小變形較小，較大的表面干縮變形受到梁體內(nèi)部約束，產(chǎn)生較大拉應(yīng)力而產(chǎn)生裂紋。干縮裂紋通常會(huì)影響梁體的抗?jié)B性，引起鋼筋的銹蝕影響梁體的耐久性，在水壓力的作用下會(huì)產(chǎn)生水力劈裂影響梁體的承載力等。相對(duì)濕度越低，水泥漿體干縮越大，干縮裂紋越易產(chǎn)生。梁體干縮主要和梁體的水灰比、水泥的成分、水泥的用量、集料的性質(zhì)和用量、外加劑的用量等有關(guān)。干縮裂紋多為表面性的平行線(xiàn)狀或網(wǎng)狀淺細(xì)裂紋，梁體平面部位多見(jiàn)，較薄的梁板中多沿其短向分布。

預(yù)防方案

3.1.1嚴(yán)格控制攪拌和施工中的配合比，梁體的用水量絕對(duì)不能大于配合比設(shè)計(jì)所給定的用水量。梁體的干縮受水灰比的影響較大，水灰比越大，干縮越大，因此在梁體配合比設(shè)計(jì)中應(yīng)盡量控制好水灰比的選用，同時(shí)摻加合適的減水劑。

3.1.2加強(qiáng)梁體的早期養(yǎng)護(hù)，并適當(dāng)延長(zhǎng)梁體的養(yǎng)護(hù)時(shí)間。冬季施工時(shí)要適當(dāng)延長(zhǎng)梁體保溫覆蓋時(shí)間，并涂刷養(yǎng)護(hù)劑養(yǎng)護(hù)。在梁體結(jié)構(gòu)中設(shè)置合適的收縮縫。

3.2收縮裂紋病害及預(yù)防

梁體在終凝前幾乎沒(méi)有強(qiáng)度或強(qiáng)度很小，或者梁體剛剛終凝而強(qiáng)度很小時(shí)，受高溫或較大風(fēng)力的影響，梁體表面失水過(guò)快，造成毛細(xì)管中產(chǎn)生較大的負(fù)壓而使梁體體積急劇收縮，而此時(shí)梁體的強(qiáng)度又無(wú)法抵抗其本身收縮，因此產(chǎn)生龜裂。影響梁體塑性收縮開(kāi)裂的主要因素有水灰比、梁體的凝結(jié)時(shí)間、環(huán)境溫度、風(fēng)速、相對(duì)濕度等。

預(yù)防方案

3.2.1嚴(yán)格控制水灰比，摻加高效減水劑來(lái)增加梁體的坍落度和和易性，減少水泥及水的用量。

3.2.2在高溫和大風(fēng)天氣要設(shè)置遮陽(yáng)和擋風(fēng)設(shè)施，及時(shí)養(yǎng)護(hù)。澆筑梁體之前，將基層和模板澆水均勻濕透。覆蓋塑料薄膜或者潮濕的草墊、麻片等，保持梁體終凝前表面濕潤(rùn)，或者在梁體表面噴灑養(yǎng)護(hù)劑等進(jìn)行養(yǎng)護(hù)。

3.3溫度裂紋及預(yù)防

由于梁體的體積較大，大量的水化熱聚積在梁體內(nèi)部而不易散發(fā)，導(dǎo)致內(nèi)部溫度急劇上升，而梁體表面散熱較快，這樣就形成內(nèi)外的較大溫差，較大的溫差造成內(nèi)部與外部熱脹冷縮的程度不同，使梁體表面產(chǎn)生一定的拉應(yīng)力。當(dāng)拉應(yīng)力超過(guò)梁體的抗拉強(qiáng)度極限時(shí)，梁體表面就會(huì)產(chǎn)生裂紋，這種裂紋多發(fā)生在梁體施工中后期。在梁體的施工中當(dāng)溫差變化較大，或者是梁體受到寒潮的襲擊等，會(huì)導(dǎo)致梁體表面溫度急劇下降，而產(chǎn)生收縮，表面收縮的梁體受內(nèi)部梁體的約束，將產(chǎn)生很大的拉應(yīng)力而產(chǎn)生裂紋，這種裂紋通常只在梁體表面較淺的范圍內(nèi)產(chǎn)生。溫度裂紋的走向通常無(wú)一定規(guī)律，大面積結(jié)構(gòu)裂紋?？v橫交錯(cuò)；梁板類(lèi)長(zhǎng)度尺寸較大的結(jié)構(gòu)，裂紋多平行于短邊；深入和貫穿性的溫度裂紋一般與短邊方向平行或接近平行，裂紋沿著長(zhǎng)邊分段出現(xiàn)，中間較密。裂紋寬度大小不一，受溫度變化影響較為明顯，冬季較寬，夏季較窄。高溫膨脹引起的梁體溫度裂紋是通常中間粗兩端細(xì)，而冷縮裂紋的粗細(xì)變化不太明顯。此種裂紋的出現(xiàn)會(huì)引起鋼筋的銹蝕，梁體的碳化，降低梁體的抗凍融、抗疲勞及抗?jié)B能力等。

預(yù)防方案

3.3.1盡量選用低熱或中熱水泥，改善骨料級(jí)配，摻加粉煤灰或高效減水劑等來(lái)減少水泥用量，降低水化熱。

3.3.2在梁體中摻加一定量的具有減水、增塑、緩凝等作用的外加劑，改善梁體拌合物的流動(dòng)性、保水性，降低水化熱，推遲熱峰的出現(xiàn)時(shí)間。加強(qiáng)梁體養(yǎng)護(hù)，梁體澆筑后，及時(shí)用濕潤(rùn)的草簾、麻片等覆蓋，并注意灑水養(yǎng)護(hù)，適當(dāng)延長(zhǎng)養(yǎng)護(hù)時(shí)間，保證梁體表面緩慢冷卻。

4.裂紋病害整治

裂紋的出現(xiàn)不但會(huì)影響結(jié)構(gòu)的整體性和剛度，還會(huì)引起鋼筋的銹蝕、加速梁體的碳化、降低梁體的耐久性和抗疲勞、抗?jié)B能力。因此根據(jù)裂紋的性質(zhì)和具體情況我們要區(qū)別對(duì)待、及時(shí)處理，梁體裂紋的修補(bǔ)措施主要有以下方法：表面修補(bǔ)法，灌漿、嵌逢封堵法。

4.1表面修補(bǔ)法

表面修補(bǔ)法是一種簡(jiǎn)單、常見(jiàn)的修補(bǔ)方法，它主要適用于穩(wěn)定和對(duì)結(jié)構(gòu)承載能力沒(méi)有影響的表面裂紋以及深進(jìn)裂紋的處理。

4.1.1于對(duì)結(jié)構(gòu)整體性有影響或有防滲要求的梁體裂紋的修補(bǔ)，它是利用壓力設(shè)備將膠結(jié)材料壓入梁體的裂紋中，膠結(jié)材料硬化后與梁體形成一個(gè)整體，從而起到封堵加固的目的。

4.1.2對(duì)梁體表面進(jìn)行打磨清除水銹和污垢。

4.1.3使用高標(biāo)號(hào)水泥漿加入聚合物膠對(duì)梁體表面涂刷底膠一邊。

4.1.4梁體表面底膠干后立即涂刷兩邊中間膠。

4.1.5最后一道工序涂刷罩面膠。

4.2裂紋封堵中嵌縫法最常用的一種方法，它通常是沿裂紋鑿V型槽，在槽中嵌填塑性或剛性止水材料聚合物水泥砂漿，以達(dá)到封閉裂紋的目的。

5.結(jié) 論

通過(guò)對(duì)鐵路預(yù)應(yīng)力圬工梁體裂紋病害的整治，橋梁設(shè)備減少了病害隱患。因此，對(duì)圬工橋梁體裂紋病害進(jìn)行認(rèn)真分析、區(qū)別對(duì)待，采用合理的方法進(jìn)行整治，通過(guò)對(duì)新材料、新技術(shù)、新工藝的應(yīng)用，在確保列車(chē)安全運(yùn)行的前提下，延長(zhǎng)病害圬工橋梁的使用年限取得效果。