市政橋梁結(jié)構(gòu)裂縫分析及加固技術(shù)處理

羅建明

摘要：就現(xiàn)如今的橋梁項(xiàng)目的現(xiàn)狀來看，裂縫問題是非常常見的問題，因此要提高工程質(zhì)量，務(wù)必要徹底解決裂縫問題。本文筆者探討分析了市政橋梁結(jié)構(gòu)裂縫成因和加固技術(shù)。

關(guān)鍵詞： 市政橋梁；結(jié)構(gòu)裂縫；處理；加固技術(shù)

一、橋梁結(jié)構(gòu)裂縫成因分析

（一）荷載裂縫

直接應(yīng)力裂縫。導(dǎo)致直接應(yīng)力的因素主要有設(shè)計(jì)階段對(duì)部分荷載漏算或錯(cuò)算所產(chǎn)生的結(jié)構(gòu)應(yīng)力，結(jié)構(gòu)受力假設(shè)不符合實(shí)際，結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)期間未考慮施工的可能性或設(shè)計(jì)斷面不足以及鋼筋配置偏少或布置錯(cuò)誤等。次應(yīng)力裂縫。市政橋梁結(jié)構(gòu)中經(jīng)常出現(xiàn)鑿槽、開洞及設(shè)置牛腿等，而常規(guī)計(jì)算難以用準(zhǔn)確圖紙進(jìn)行模擬計(jì)算，而實(shí)際上在受力構(gòu)件上挖孔后內(nèi)部“力流”將產(chǎn)生“繞射”現(xiàn)象，并在孔洞周圍密集產(chǎn)生巨大應(yīng)力，繼而將導(dǎo)致裂縫生成。

（二）溫度變化

在溫度變化影響下熱窄冷寬，導(dǎo)致該種裂縫生成的因素主要有：

1.日照。施工后的橋梁面板及側(cè)面受陽光暴曬后導(dǎo)致該部位溫度明顯高于其他部位，在混凝土內(nèi)部會(huì)生成溫度梯度，且其呈非線性分布，最終導(dǎo)致混凝土內(nèi)局部拉應(yīng)力過大，當(dāng)該應(yīng)力超過混凝土所承受的極限應(yīng)力則會(huì)生成裂縫。

2.降溫。天氣突降大雨或冷空氣侵襲以及日落等均會(huì)導(dǎo)致結(jié)構(gòu)外表面溫度突降，而內(nèi)部溫度降低較慢，因此也會(huì)生成溫度梯度而使混凝土發(fā)生變形，當(dāng)該應(yīng)力超過混凝土自身抗拉強(qiáng)度則會(huì)生成裂縫。

3.水化熱?；炷翝仓笏喟l(fā)生的水化熱反應(yīng)在很大程度上升高其溫度，因此會(huì)生成嚴(yán)重的溫度梯度而引起裂縫生成。

4.采用蒸汽養(yǎng)護(hù)或冬期施工時(shí)施工措施不當(dāng)導(dǎo)致混凝土驟冷驟熱而形成內(nèi)部溫度不均勻也會(huì)導(dǎo)致裂縫生成。

（三）收縮裂縫

1.塑性收縮。混凝土澆筑4～5h后內(nèi)部水泥發(fā)生劇烈的水化熱反應(yīng)，繼而沁水和水分急劇蒸發(fā)現(xiàn)象發(fā)生導(dǎo)致混凝土失水收縮，該類收縮量可達(dá)1%左右；骨料在自重作用下會(huì)發(fā)生下沉，過程中會(huì)受到鋼筋阻擋而生成同主筋方向相同的裂縫。

2.失水收縮?；炷劣步Y(jié)后隨著內(nèi)部水分逐步蒸發(fā)，溫度逐漸降低且體積逐步減小，該現(xiàn)象稱為干縮，由于表層水分損失快、內(nèi)部損失慢，因此導(dǎo)致內(nèi)外收縮量不同，即形成不均勻收縮，而表面收縮受內(nèi)部混凝土的約束可導(dǎo)致表面混凝土受到拉應(yīng)力，當(dāng)其超過自身抗拉強(qiáng)度則會(huì)導(dǎo)致裂縫生成。

3.自生收縮?；炷劣不^程中水泥發(fā)生水化反應(yīng)導(dǎo)致的收縮，該類收縮與外界濕度無關(guān)，且不同種水泥所產(chǎn)生的收縮類型也不同。

4.炭化收縮。即大氣中的二氧化碳同水泥水化產(chǎn)物間發(fā)生化學(xué)反應(yīng)所引起的收縮，該類收縮在濕度為50%左右明顯發(fā)生，并隨二氧化碳濃度增大而加快。

（四）基礎(chǔ)變形

橋梁基礎(chǔ)豎向不均勻沉降或水平向位移將導(dǎo)致構(gòu)件內(nèi)生成附加應(yīng)力，當(dāng)其超過構(gòu)件抗拉能力則會(huì)導(dǎo)致裂縫生成，導(dǎo)致基礎(chǔ)變形的因素主要有：對(duì)地質(zhì)勘察深度不足、試驗(yàn)資料不準(zhǔn)，在此基礎(chǔ)上進(jìn)行設(shè)計(jì)則會(huì)導(dǎo)致地基不均勻沉降；橋梁建設(shè)地地質(zhì)變化較大，地基土不同壓縮性導(dǎo)致不均勻沉降；橋梁各部分基礎(chǔ)荷載存在很大差異或同一橋梁采用不同的基礎(chǔ)類型或雖采用同種基礎(chǔ)但基底標(biāo)高差異很大或地基自身塑性變形存在很大差異；同一橋梁的基礎(chǔ)為分期建造導(dǎo)致承載力不同；橋梁建設(shè)成投入運(yùn)營(yíng)后環(huán)境溫度升降、凍土融化也會(huì)導(dǎo)致地基下沉；或橋梁建設(shè)后因地基浸水而影響土體強(qiáng)度，增大壓縮變形，導(dǎo)致地基發(fā)生變化，或由于人工抽水及干旱季節(jié)等原因?qū)е碌叵滤幌陆档染鶗?huì)導(dǎo)致基礎(chǔ)發(fā)生不均勻沉降。

二、市政橋梁結(jié)構(gòu)裂縫的加固處理技術(shù)

（一）表面處理法

表面貼補(bǔ)和表面涂抹是進(jìn)行表面處理的有效途徑。在出現(xiàn)市政橋梁結(jié)構(gòu)裂縫的問題時(shí)，如果裂縫相對(duì)較細(xì)并且很小的情況下，此時(shí)因?yàn)闈{材不容易灌入，便采用表面涂抹的方式，而對(duì)于出現(xiàn)的裂縫相對(duì)較大，則使用表面貼補(bǔ)的方法，起到防滲堵漏的作用。表面修補(bǔ)是為了填平混凝土的裂縫，在填補(bǔ)的過程中可以用鐵刷打毛混凝土、填補(bǔ)瀝青、填補(bǔ)混凝土石灰、裂縫表面抹灰等方式進(jìn)行填補(bǔ)，這種方法只適用于表面裂縫而內(nèi)部完好的情況。

（二）灌漿法

灌漿法是指給裂縫處灌水泥漿、石灰漿、化學(xué)漿液或?yàn)r青漿液的方法以達(dá)到裂縫加固處理的目的，這種方法的使用范圍是裂縫從小變大的這一過程。在進(jìn)行處理的過程中，首先應(yīng)該根據(jù)橋梁裂縫的不同情況來選取不同漿液和不同的壓力，然后除去結(jié)構(gòu)表面已經(jīng)脫離的部分，隨后用水將其和基層都清潔潤(rùn)濕，最后進(jìn)行噴漿達(dá)到粘合。石灰漿在使用的過程中，要根據(jù)裂縫的實(shí)際情況去配其稠稀的程度。因?yàn)榛炷羶?nèi)部的壓力不同，便會(huì)產(chǎn)生相應(yīng)的孔眼，在灌漿的過程中，石灰漿便是從這種孔眼里進(jìn)入；化學(xué)漿因?yàn)榭梢愿淖儩{液性能，使得其操作簡(jiǎn)單而且對(duì)于微小的裂縫修補(bǔ)效果較為良好。

（三）結(jié)構(gòu)補(bǔ)強(qiáng)

1.增加構(gòu)件截面

該方法又可分為增加主筋補(bǔ)強(qiáng)和增加混凝土截面補(bǔ)強(qiáng)。增加主筋多采用焊增主筋法，其是先將梁類下緣混凝土保護(hù)層鑿除以露出主筋，并將原箍筋切斷拉直后將新增主筋焊接在原主筋下緣，施工中為減少溫度應(yīng)力應(yīng)采取斷續(xù)雙面施焊，并應(yīng)從跨中向支點(diǎn)旋焊，主筋焊接完畢后應(yīng)接長(zhǎng)箍筋并重新進(jìn)行保護(hù)層施工，新保護(hù)層易采用環(huán)氧砂漿或膨脹水泥漿用涂抹法或壓力灌注法施工。

2.增設(shè)構(gòu)件加固

增加主梁加固。該方法適用于地基有較好的承載力，一般將新增的主梁設(shè)置在原有主梁的兩側(cè)，可在新增主梁位置上將原橋面鑿開并切斷原橫隔梁，利用原結(jié)構(gòu)設(shè)置懸掛模板后澆筑新梁體混凝土，若為預(yù)應(yīng)力梁體則應(yīng)考慮在橋上無法進(jìn)行張拉施工，因此應(yīng)先張拉好后方可安裝就位。

3.粘貼加固

一般是采用環(huán)氧樹脂膠液將鋼板、鋼筋或玻璃鋼等粘貼在結(jié)構(gòu)的受拉邊緣或其薄弱環(huán)節(jié)，其施工方法類似于增大截面加固方法。

4.施加體外預(yù)應(yīng)力

其是在原梁體外側(cè)受拉區(qū)域設(shè)置預(yù)應(yīng)力筋，并通過張拉過程中在梁體內(nèi)產(chǎn)生的偏心預(yù)壓力來減小荷載撓度，并實(shí)現(xiàn)改善橋梁結(jié)構(gòu)的受力狀態(tài)。

結(jié)束語

市政橋梁裂縫產(chǎn)生的原因復(fù)雜、種類繁多 ， 如果不對(duì)裂縫進(jìn)行系統(tǒng)全面的分析和研究 ， 就很難揭示出市政橋梁病害產(chǎn)生的內(nèi)涵和機(jī)理。因此 ， 對(duì)市政橋梁裂縫的分析和研究不僅闡明了裂縫形成機(jī)理、裂縫危害性評(píng)定等問題 ， 還直接為今后市政橋梁病害的綜合治理提供技術(shù)前提和決策依據(jù)。

參考文獻(xiàn)：

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