市政橋梁結(jié)構(gòu)裂縫及加固技術(shù)處理研究

鄭浩 侯貽濤

摘 ? ?要：隨著我國(guó)建筑行業(yè)的飛速發(fā)展，市政橋梁建筑在市政工作中發(fā)揮著越來越重要的作用，對(duì)橋梁施工質(zhì)量與裂縫的加固技術(shù)要求也越來越高。本文將分析裂縫的危害與裂縫問題產(chǎn)生的原因，并針對(duì)這些原因提出一系列結(jié)構(gòu)裂縫加固處理技術(shù)，希望能有所幫助。

關(guān)鍵詞：市政橋梁結(jié)構(gòu);裂縫;分析;加固處理

1 ?裂縫的危害

裂縫在橋梁工程的施工與使用過程中是一種經(jīng)常會(huì)出現(xiàn)的質(zhì)量問題，大多數(shù)裂縫產(chǎn)生的原因是由于施工技術(shù)不合理或者施工管理不到位，其對(duì)橋梁整體的穩(wěn)定性與安全性有嚴(yán)重的影響。從我國(guó)市政橋梁使用現(xiàn)狀來看一般橋梁的使用時(shí)長(zhǎng)是比較長(zhǎng)的，在經(jīng)過多年使用之后，橋梁的主要施工原料鋼筋混凝土結(jié)構(gòu)內(nèi)部本身便具有一定的微型裂縫因素，同時(shí)由于使用過程中所受到的外界因素的影響，橋梁結(jié)構(gòu)很有可能會(huì)出現(xiàn)開裂破損等現(xiàn)象。這些質(zhì)量問題都對(duì)橋梁的結(jié)構(gòu)安全有嚴(yán)重的威脅，給人們的通行安全造成了危險(xiǎn)。

2 ?市政橋梁結(jié)構(gòu)裂縫問題產(chǎn)生的原因

2.1 ?橋梁荷載作用下產(chǎn)生的裂縫

荷載裂縫，主要是指混凝土橋梁在常規(guī)的動(dòng)靜狀態(tài)荷載以及橋梁的次應(yīng)力下產(chǎn)生的裂縫。根據(jù)導(dǎo)致裂縫產(chǎn)生的力的不同，可以將荷載裂縫分為直接應(yīng)力裂縫和次應(yīng)力裂縫。直接應(yīng)力裂縫指的是橋梁在外部應(yīng)力的作用下產(chǎn)生的裂縫，產(chǎn)生這種裂縫的主要原因是由于橋梁表面所受到的力的作用超過了橋梁本身能夠承受的應(yīng)力。次應(yīng)力裂縫指的是橋梁在表面承受力的作用的同時(shí)所引發(fā)的次生應(yīng)力導(dǎo)致的裂縫。

2.2 ?市政橋梁自身應(yīng)力產(chǎn)生的裂縫

自身應(yīng)力主要是由于橋梁收縮和外界溫度差異所導(dǎo)致的兩種不同的力的作用。首先橋梁收縮引起的裂縫問題是指砼在實(shí)際的凝固過程中，由于內(nèi)外表面收縮的不均勻，導(dǎo)致砼表面上的所受到的應(yīng)力超出了砼的抗性，從而導(dǎo)致橋梁出現(xiàn)裂縫。在市政橋梁的具體施工過程中，對(duì)混凝土進(jìn)行澆筑之后大約4小時(shí)，水泥水化反應(yīng)非常強(qiáng)烈，這個(gè)時(shí)期是分子鏈形成的關(guān)鍵時(shí)期，在這個(gè)過程中可能會(huì)出現(xiàn)泌水的現(xiàn)象，這是由于混凝土沒有完全硬化所導(dǎo)致的。這種現(xiàn)象的發(fā)生將會(huì)導(dǎo)致塑性收縮的產(chǎn)生，在混凝土完全硬化之后，由于溫度的原因，混凝土表面的泌水會(huì)進(jìn)一步蒸發(fā)，同時(shí)也將帶來溫度的降低，混凝土的體即將會(huì)隨之縮小，此時(shí)將會(huì)出現(xiàn)縮水干縮的現(xiàn)象。

2.3 ?溫度差異引起的裂縫問題

外界溫度差異所引起的裂縫問題是指砼在水泥的凝固過程中會(huì)產(chǎn)生熱量，太陽光的照射也會(huì)引起溫度的變化，在這一系列因素的影響下，水泥漿會(huì)產(chǎn)生收縮或者膨脹的現(xiàn)象，從而導(dǎo)致溫度應(yīng)力超過砼所能承受的范圍，橋梁就會(huì)出現(xiàn)裂縫。在現(xiàn)實(shí)情況中每年的溫度都會(huì)出現(xiàn)一定的變化，但是這個(gè)變化相對(duì)來說是較為緩慢的，對(duì)橋梁的影響主要體現(xiàn)在縱向位移方面。橋梁的橋面與橋體在長(zhǎng)時(shí)間受到太陽光的照射之后，局部溫度將高于其他地方的溫度，溫度較高的局部拉應(yīng)力相對(duì)來說高于其他地方的拉應(yīng)力，從而將會(huì)導(dǎo)致裂縫的產(chǎn)生。

3 ?市政橋梁結(jié)構(gòu)裂縫問題的加固處理技術(shù)

3.1 ?表面處理法

表面處理方法主要包括表面涂抹和表面貼補(bǔ)。當(dāng)橋梁所產(chǎn)生的裂縫比較細(xì)且淺，難以灌入漿材，此時(shí)應(yīng)當(dāng)采取表面涂抹的方式對(duì)裂縫進(jìn)行修補(bǔ)。表面貼補(bǔ)則是針對(duì)于大面積的裂縫。表面修補(bǔ)適用于橋梁表面出現(xiàn)裂縫，但是內(nèi)部無損害的現(xiàn)象，可以采用混凝土石灰填充裂縫，或者在橋梁裂縫表面抹灰等方法降低橋梁內(nèi)部鋼筋受到的侵蝕。

3.2 ?灌漿法

灌漿法對(duì)小裂縫與大裂縫都有較為良好的處理效果，所使用的漿液主要有石灰漿、水泥漿以及其他化學(xué)漿液等。在進(jìn)行灌漿處理時(shí)應(yīng)先將裂縫表面進(jìn)行剝離，并用水沖洗確保裂縫表面沒有其他雜質(zhì)，將基層進(jìn)行濕潤(rùn)之后，再進(jìn)行噴漿。在選擇漿體的類型時(shí)，應(yīng)當(dāng)結(jié)合橋梁的實(shí)際情況，針對(duì)裂縫產(chǎn)生的不同原因，采取不同的漿體。石灰漿的工作原理是通過混凝土內(nèi)部的不同壓力利用孔洞將漿液注入到裂縫當(dāng)中在，使用石灰漿的時(shí)候應(yīng)當(dāng)注意根據(jù)裂縫的實(shí)際情況，調(diào)節(jié)其粘稠度。化學(xué)漿液是對(duì)漿液性能改變最大的一種，可利用其對(duì)一些細(xì)小裂縫進(jìn)行修補(bǔ)，采取化學(xué)漿液可以簡(jiǎn)化操作步驟，同時(shí)有良好的修補(bǔ)效果。采用灌漿法修補(bǔ)裂縫之后應(yīng)當(dāng)在裂縫部位貼上鋼板并對(duì)鋼板進(jìn)行加壓固定，從而保證修補(bǔ)的效果。

3.3 ? 結(jié)構(gòu)補(bǔ)強(qiáng)

（1）增加構(gòu)件截面。該增加構(gòu)件截面主要分為增加主筋補(bǔ)強(qiáng)和增加混凝土截面補(bǔ)強(qiáng)。增加主筋主要是通過將混凝土表面的保護(hù)層鑿開之后，對(duì)組件進(jìn)行拉直之后將新增的主筋焊接在原主筋的下方，焊接完畢之后，使用長(zhǎng)筋對(duì)其進(jìn)行固定保護(hù)。焊接主筋法可以有效的提升橋梁的承受能力，在施工過程中應(yīng)當(dāng)注意降低溫度。

（2）增加主梁加固。這種方法主要是適用在地基承載力較高的情況下，新增加的主梁一般設(shè)立在原有主梁的兩側(cè)。在具體的施工過程中，應(yīng)當(dāng)將選定的新增主梁位置表面橋梁進(jìn)行鑿開，利用原結(jié)構(gòu)設(shè)置懸掛模板，之后進(jìn)行新增主梁混凝土的澆筑。在針對(duì)預(yù)應(yīng)力梁體時(shí)應(yīng)當(dāng)考慮到在橋梁表面無法展開張拉施工的現(xiàn)象，因此應(yīng)當(dāng)預(yù)先進(jìn)行張拉，再進(jìn)行梁體的安裝。

（3）施加體外預(yù)應(yīng)力。通過在橋梁外側(cè)受拉區(qū)域安裝預(yù)應(yīng)力筋，可以在張拉過程中減少橋梁內(nèi)部所產(chǎn)生的偏心預(yù)壓力，從而可以降低橋梁的荷載撓度，從根本上改善橋梁結(jié)構(gòu)的受力狀態(tài)。

4 ?橋梁施工中關(guān)于防治裂縫的技術(shù)措施分析

4.1 ?混凝土的攤鋪施工質(zhì)量要提高，減少受力裂縫的出現(xiàn)

為了提高混凝土攤鋪的平整度，應(yīng)當(dāng)對(duì)高度有合理的控制，提高混凝土的振搗均勻性與攤鋪密實(shí)度，從而有效提高橋梁的質(zhì)量。另外，在使用機(jī)器進(jìn)行滑模攤鋪的過程中，必須對(duì)速度有合理的控制。針對(duì)混凝土的稠密程度不同，對(duì)速度應(yīng)當(dāng)有一定的調(diào)整。在拌合物較干的情況下，應(yīng)當(dāng)適當(dāng)降低速度，較為合理的速度應(yīng)當(dāng)在2m/min～3m/min之間;在拌合物消失的情況下應(yīng)當(dāng)適當(dāng)提高攤鋪的速度，較為合理的速度應(yīng)當(dāng)在1.5m/min～2.5m/min之間。

4.2 ?根據(jù)混凝土凝結(jié)的時(shí)間，提高混凝土的凝結(jié)效果

在進(jìn)行混凝土澆筑的過程中，應(yīng)當(dāng)保證在混凝土初凝的時(shí)間之內(nèi)進(jìn)行混凝土澆筑，這樣才可以有效的避免裂縫的產(chǎn)生。如果由于意外原因，例如停電或者設(shè)備故障無法按照原定時(shí)間進(jìn)行混凝土澆筑，在超出混凝土初凝時(shí)間的情況下，需要對(duì)之前所澆筑的混凝土表面進(jìn)行開槽，將一層新的水泥膠鋪上，然后繼續(xù)進(jìn)行混凝土的澆筑，這樣才能夠避免施工縫的產(chǎn)生。

4.3 ?加強(qiáng)混凝土結(jié)構(gòu)的養(yǎng)護(hù)，減少后期裂縫的出現(xiàn)

針對(duì)混凝土結(jié)構(gòu)的養(yǎng)護(hù)應(yīng)當(dāng)注意到溫度因素的影響，如果橋梁的施工在較熱的天氣下進(jìn)行，那么應(yīng)當(dāng)保證結(jié)構(gòu)表面的潮濕程度，在橋梁結(jié)構(gòu)表面附上塑料膜或者定期進(jìn)行灑水。工作如果橋梁施工在較冷的環(huán)境中進(jìn)行，那么應(yīng)當(dāng)保證橋梁表面的溫度適宜，可采用刷保溫涂料的方式或者在表面覆蓋保溫膜。最后需要注意在橋梁建筑施工完成之后，應(yīng)當(dāng)?shù)却欢螘r(shí)間才能夠進(jìn)行后續(xù)的表面施工工作。

5 ?結(jié)束語

隨著橋梁建造技術(shù)在我國(guó)基礎(chǔ)建設(shè)中應(yīng)用的提高，橋梁的質(zhì)量問題受到了越來越高的關(guān)注。橋梁結(jié)構(gòu)裂縫對(duì)橋梁結(jié)構(gòu)建設(shè)的危害是非常大的，不僅將影響到橋梁的美觀程度，同時(shí)也會(huì)對(duì)橋梁結(jié)構(gòu)的安全性能和承載能力造成嚴(yán)重的影響。因此，施工單位應(yīng)當(dāng)在施工過程中對(duì)可能出現(xiàn)裂縫進(jìn)行防治措施，并定期對(duì)橋梁結(jié)構(gòu)進(jìn)行檢查，一旦有裂縫出現(xiàn)時(shí)，及時(shí)進(jìn)行加固處理，從橋梁的施工到投入使用每一個(gè)環(huán)節(jié)，都應(yīng)當(dāng)保證橋梁工程的質(zhì)量滿足人們的要求。

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