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橋梁結(jié)構(gòu)裂縫對整體橋梁工程安全性和穩(wěn)定性具有直接影響,如果不能有效加固處理,將會誘發(fā)諸多問題。這就需要在實際工作中,按照橋梁結(jié)構(gòu)裂縫產(chǎn)生的原因和特點,篩選最佳加固技術(shù)措施,如使用表面加固技術(shù)、灌漿加固技術(shù)、補強技術(shù)等,修補結(jié)構(gòu)裂縫,增強穩(wěn)定性和強度,達到預期的工作目的。
荷載裂縫主要由直接應力與次應力造成。出現(xiàn)直接應力的原因,一方面是設計過程中計算荷載不準確,或者出現(xiàn)漏算現(xiàn)象,導致結(jié)構(gòu)受力的假設與實際情況不符;另一方面是沒有做好斷面、鋼筋配置等布置工作,誘發(fā)直接應力。次應力是在施工工作中設置孔洞、牛腿等部分模擬計算時,沒有考慮到受力結(jié)構(gòu)在開孔之后內(nèi)部可能會出現(xiàn)“繞射”的現(xiàn)象,且孔洞的四周有很大的應力。
橋梁工程結(jié)構(gòu)在溫度變化后,可能出現(xiàn)溫度裂縫。在施工工作完成以后,橋梁面板部分在太陽的暴曬下,溫度會比其他位置高,內(nèi)部區(qū)域出現(xiàn)溫度梯度,有非線性的分布特點,可能使得內(nèi)部區(qū)域的局部拉應力過高,在應力超出結(jié)構(gòu)承受范圍之后出現(xiàn)裂縫。氣候溫度迅速降低,會導致結(jié)構(gòu)表面的問題突然下降,而內(nèi)部區(qū)域的降溫緩慢,出現(xiàn)溫度梯度,結(jié)構(gòu)很容易變形,當變形應力超出結(jié)構(gòu)本身可以承受范圍的時候,就會出現(xiàn)裂縫。結(jié)構(gòu)施工過程中所使用的水泥原材料水化熱的程度過高,導致結(jié)構(gòu)內(nèi)部與外部的溫度差過大,也會誘發(fā)裂縫問題。
收縮裂縫主要涉及塑性、失水、自生、碳化。塑性收縮是在完成澆筑工作的4h~5h左右,水泥出現(xiàn)嚴重的水化熱現(xiàn)象后有泌水,從而導致結(jié)構(gòu)有收縮反應。也可能是在骨料自重的影響下,部分區(qū)域下沉,在鋼筋結(jié)構(gòu)阻擋的情況下,出現(xiàn)和主筋方向一致的裂縫。失水裂縫內(nèi)部區(qū)域水分蒸發(fā),溫度降低,體積迅速減小,屬于干性收縮。由于在水分蒸發(fā)的過程中,表面區(qū)域的蒸發(fā)速度很快,內(nèi)部的蒸發(fā)速度慢,導致內(nèi)部和外部的收縮數(shù)量不相同,出現(xiàn)不均勻的收縮現(xiàn)象,受到這些因素的影響,結(jié)構(gòu)內(nèi)部區(qū)域會有拉應力,在強度超出可承受范圍的時候出現(xiàn)裂縫。
變形裂縫由橋梁結(jié)構(gòu)變形引起,一般發(fā)生在基礎結(jié)構(gòu)部分,原因是施工前沒有做好地質(zhì)勘察工作,未能全面了解當?shù)貐^(qū)域的地質(zhì)情況,導致施工期間不能嚴格控制應力與荷載能力。
在橋梁結(jié)構(gòu)出現(xiàn)裂縫之后,應該積極采用先進的加固措施,提升整體結(jié)構(gòu)的穩(wěn)定性與強度,將加固處理技術(shù)的積極作用充分發(fā)揮出來。
表面加固可以采用補貼、涂抹材料等方式修補表面區(qū)域的裂縫,此類方式適合應用在裂縫很小、深度不高的表面裂縫處理中,可提升裂縫的加固處理質(zhì)量。其次,還可以在表面涂抹石灰材料、混凝土材料與其他材料,補充裂縫中的縫隙,保證結(jié)構(gòu)的完整性。在使用表面補貼方式過程中,應該先用鐵刷處理裂縫,然后補充瀝青材料、混凝土材料等,保證結(jié)構(gòu)表面的完整性與平整度。
灌漿加固技術(shù),是向裂縫內(nèi)灌入水泥漿材料、瀝青與化學漿液材料等,確保有效完成加固工作任務。此方式適合應用在裂縫范圍適中的區(qū)域,尤其是小裂縫變成大裂縫的地方,可有效增強加固處理的質(zhì)量。在采用灌漿加固技術(shù)時,施工人員要按照橋梁結(jié)構(gòu)的裂縫特點,針對性選擇漿液材料,合理設置壓力。澆水清理與表面區(qū)域相互脫離的部分,保持結(jié)構(gòu)的清潔性與濕潤度。然后使用噴漿的方式黏合處理,如果采用石灰漿材料,要按照裂縫的特點,嚴格控制材料的稀稠程度,保證符合加固處理的要求。如果使用化學漿液,由于其能夠有效改善漿液的使用性能,所以只需簡單處理裂縫就能達到加固的目的。
補強加固技術(shù)應該按照橋梁裂縫的發(fā)生特點與實際情況,編制完善的補強加固工作方案,確保裂縫加固處理的工作效果。
通過提高構(gòu)件截面尺寸的方式補強。一般情況下,此方式在應用過程中,可以分成兩種形式。一是增加主筋截面,實現(xiàn)補強的目的;二是增加混凝土截面,達到補強的標準。前者是使用焊接的方式增加主筋的截面,先鑿除保護層,將主筋暴露出來,然后設置主筋結(jié)構(gòu),焊接處理,增加主筋的使用截面。后者主要是提高混凝土結(jié)構(gòu)的截面尺寸,在原本的混凝土結(jié)構(gòu)上面澆筑新的材料,增加截面實現(xiàn)補強的最終目的。
通過增加構(gòu)件數(shù)量的方式補強。在實際的加固工作中,可以增加主梁構(gòu)件的數(shù)量,提升整體結(jié)構(gòu)的承載力。要求相關(guān)部門將主梁設計在原本主梁的兩側(cè)區(qū)域,切斷原本的橫隔梁,在原本的主梁區(qū)域中設計懸掛模板并澆筑混凝土,不僅可以提升結(jié)構(gòu)的應力和強度,還能滿足當前的加固施工工作要求。
采用先進的黏貼加固技術(shù)。在施工中,可使用環(huán)氧樹脂膠材料,將干板結(jié)構(gòu)、鋼筋結(jié)構(gòu)、玻璃鋼結(jié)構(gòu)等全面黏結(jié)在一起,形成高應力、高強度的主體部分,然后設置在結(jié)構(gòu)受拉邊緣或者是較為薄弱的位置上,可有效提升加固效果。此類方式和增加截面加固的措施原理較為相似,都是在其中增加新截面,確保提升整體結(jié)構(gòu)的承載力。
使用預應力的補強處理技術(shù)。在原本的梁體結(jié)構(gòu)外側(cè)區(qū)域受拉部分,設計預應力筋材料,借助張拉期間梁體之內(nèi)所生成的偏心預應力,降低荷載擾度,有效改善整體結(jié)構(gòu)的受力情況,形成良好的補強作用,優(yōu)化結(jié)構(gòu)的受力形式與抗拉力形式,增強加固處理的工作效果。
橋梁工程結(jié)構(gòu)在實際使用過程中,受諸多因素的影響,經(jīng)常會出現(xiàn)裂縫,不能確保整體結(jié)構(gòu)的使用質(zhì)量與強度,甚至會縮短應用壽命,降低安全性與舒適度。這就需要在實際工作中全面分析橋梁結(jié)構(gòu)裂縫的發(fā)生情況與出現(xiàn)原因,按照具體狀況采用相對應的措施加固處理,通過加固技術(shù)修補裂縫,提升整體結(jié)構(gòu)的強度、穩(wěn)定性,解決目前橋梁存在的裂縫問題。