市政橋梁結(jié)構(gòu)裂縫及加固技術(shù)處理探究

徐偉洲

摘 要：市政公路橋梁建設(shè)期間，裂縫問(wèn)題所造成的影響非常大，會(huì)嚴(yán)重威脅橋梁結(jié)構(gòu)的穩(wěn)固性與完整性。在具體施工期間，必須深入分析裂縫產(chǎn)生原因，通過(guò)施工技術(shù)減少橋梁裂縫，合理控制施工效果，提升橋梁工程的質(zhì)量與功能。此次研究主要是分析市政橋梁結(jié)構(gòu)裂縫與加固技術(shù)。

關(guān)鍵詞：市政橋梁;裂縫危害;加固技術(shù)

1、市政橋梁結(jié)構(gòu)的危害影響

由于受到多種因素影響，市政橋梁結(jié)構(gòu)容易出現(xiàn)開裂問(wèn)題，相應(yīng)影響橋梁工程質(zhì)量。通過(guò)長(zhǎng)期運(yùn)營(yíng)與管理經(jīng)驗(yàn)可知，當(dāng)市政橋梁出現(xiàn)結(jié)構(gòu)裂縫時(shí)，將會(huì)影響橋梁整體性，破壞因子容易入侵橋梁結(jié)構(gòu)內(nèi)部，導(dǎo)致鋼筋銹蝕和混凝土碳化，對(duì)橋梁結(jié)構(gòu)的耐久性與穩(wěn)固性影響較大，無(wú)法發(fā)揮出城市服務(wù)功能。由于橋梁結(jié)構(gòu)屬于交通運(yùn)輸?shù)闹匾d體，當(dāng)結(jié)構(gòu)內(nèi)部出現(xiàn)裂縫時(shí)，會(huì)直接影響橋梁運(yùn)行安全性，還會(huì)危害過(guò)往車輛與行人的安全。此外，市政橋梁可以代表城市形象，高質(zhì)量橋梁工程可以塑造良好的城市形象。

2、市政橋梁結(jié)構(gòu)裂縫類型與成因

市政橋梁結(jié)構(gòu)的組成，包括混凝土澆筑結(jié)構(gòu)體系。在施工操作期間，工程材料的抗壓能力低，容易受到外部因素影響，從而損壞橋梁結(jié)構(gòu)。通過(guò)分析橋梁結(jié)構(gòu)裂縫產(chǎn)生過(guò)程可知，其所包含的類型與成因如下：

2.1橋梁裂縫分類

由于受到工程材料特性影響，因此無(wú)法規(guī)避橋梁裂縫問(wèn)題。運(yùn)維人員必須準(zhǔn)確把控裂縫類型，深入分析裂縫產(chǎn)生原因。市政橋梁結(jié)構(gòu)裂縫常見類型：

第一，梁體裂縫。導(dǎo)致橋梁梁體裂縫的原因主要是由于混凝土收縮所致裂縫。由于低熱、礦渣類混凝土的收縮性比較高，用水量過(guò)大，水灰比高，從而導(dǎo)致混凝土收縮大。橋梁使用荷載所致裂縫，主要是在活載、恒載與次應(yīng)力影響下，橋梁受到車輛荷載與風(fēng)荷載影響，極易形成損傷，從而表現(xiàn)出裂紋。

第二，下部結(jié)構(gòu)裂縫。橋梁下部結(jié)構(gòu)裂縫主要集中在蓋梁部位，樁基、承臺(tái)和立柱也會(huì)出現(xiàn)裂縫。蓋梁豎向裂縫多位于立柱頂部負(fù)彎矩內(nèi)，部分裂縫寬度大于極限值。由于蓋梁設(shè)計(jì)多為非預(yù)應(yīng)力結(jié)構(gòu)，因此很容易出現(xiàn)裂縫。然而當(dāng)裂縫遇水侵害時(shí)，將會(huì)極大影響橋梁耐久性。

第三，橋面開裂。該類裂縫屬于橋梁結(jié)構(gòu)常見損傷，會(huì)導(dǎo)致橋面坑洼，對(duì)橋梁工程耐久性影響比較大。

第四，其他附屬構(gòu)件裂縫：。相比于其他裂縫類型，伸縮縫裂縫會(huì)影響橋梁梁板和蓋梁的安全性與耐久性，還會(huì)導(dǎo)致橋梁主體結(jié)構(gòu)受損，影響較大。橋梁運(yùn)營(yíng)期間，鋪裝厚度一般為10-25mm。在汽車磨耗、行車沖擊、主梁約束影響下，會(huì)改變橋梁受力狀態(tài)，從而導(dǎo)致橋面鋪裝損傷。

2.2橋梁結(jié)構(gòu)裂縫成因分析

橋梁結(jié)構(gòu)裂縫會(huì)對(duì)橋梁使用安全性造成影響，所以必須合理控制橋梁應(yīng)用安全性，深入分析裂縫產(chǎn)生原因，提出針對(duì)性防治措施。通過(guò)長(zhǎng)期工程經(jīng)驗(yàn)可知，市政橋梁結(jié)構(gòu)裂縫成因包括以下幾點(diǎn)：

第一，鋼筋銹蝕。鋼筋屬于橋梁結(jié)構(gòu)的約束因子，當(dāng)橋梁結(jié)構(gòu)保護(hù)層施工不當(dāng)，所選取的混凝土材料質(zhì)量不佳，極易引發(fā)二氧化碳侵蝕，從而導(dǎo)致混凝土出現(xiàn)碳化問(wèn)題，影響混凝土結(jié)構(gòu)堿性。在此種影響下，氯離子會(huì)聚集在鋼筋表面，對(duì)鋼筋表面氧化膜穩(wěn)定性造成影響，導(dǎo)致鋼筋氧化銹蝕。鋼筋銹蝕會(huì)降低約束力，還會(huì)由于氫氧化鐵所致內(nèi)部膨脹，加劇混凝土結(jié)構(gòu)膨脹壓力，導(dǎo)致保護(hù)層脫落開裂，對(duì)橋梁工程應(yīng)用安全影響較大。

第二，荷載裂縫。受力荷載也會(huì)導(dǎo)致橋梁出現(xiàn)裂縫，包括應(yīng)力裂縫與次應(yīng)力裂縫。直接用力是一種表面荷載，會(huì)直接接觸物質(zhì)，例如車輛磨損與沖擊。次應(yīng)力荷載裂縫是在外部荷載作用下所產(chǎn)生。通過(guò)分析橋梁裂縫產(chǎn)生過(guò)程可知，荷載裂縫與橋梁結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)的關(guān)聯(lián)性較大，所以在規(guī)劃設(shè)計(jì)期間必須優(yōu)化橋梁體態(tài)。

第三，塑性裂縫。塑性裂縫的成因包括以下幾點(diǎn)：（1）市政橋梁施工期間，混凝土材料出現(xiàn)水化反應(yīng)，該反應(yīng)會(huì)形成分子鏈，從而導(dǎo)致水分過(guò)度蒸發(fā)，產(chǎn)生失水收縮反應(yīng)，進(jìn)一步出現(xiàn)橋梁塑性裂縫。（2）市政橋梁混凝土施工期間，由于受到自重影響，會(huì)導(dǎo)致混凝土骨料下沉，內(nèi)部結(jié)構(gòu)鋼筋會(huì)阻擋下沉過(guò)程，此時(shí)就會(huì)沿著鋼筋走向形成裂縫?；炷劣不陂g，當(dāng)沉實(shí)過(guò)程不均勻，就會(huì)導(dǎo)致梁腹板與梁翼緣與交接位置產(chǎn)生裂縫，對(duì)橋梁應(yīng)用安全性造成極大影響。第四，干縮裂縫。市政橋梁施工后，在物理作用下，會(huì)導(dǎo)致結(jié)構(gòu)水分過(guò)度揮發(fā)，相應(yīng)縮小整體結(jié)構(gòu)。但是在具體施工中，橋梁結(jié)構(gòu)具備約束應(yīng)力，約束力和收縮力會(huì)產(chǎn)生破壞，從而引發(fā)干縮裂縫。值得一提的是，混凝土橋梁內(nèi)外部水分蒸發(fā)率不同，因此會(huì)出現(xiàn)收縮變形不均勻問(wèn)題，相應(yīng)增加干縮裂縫發(fā)生率。在具體實(shí)踐中，橋梁鋪裝層薄弱是引發(fā)干縮裂縫的重要成因。由于橋梁處于室外環(huán)境，季節(jié)溫度與濕度差異比較大，會(huì)導(dǎo)致橋梁結(jié)構(gòu)局部結(jié)構(gòu)收縮膨脹，相應(yīng)增加拉應(yīng)力，從而產(chǎn)生結(jié)構(gòu)裂縫。

第四，養(yǎng)護(hù)不到位所致橋梁結(jié)構(gòu)裂縫。在完成橋梁結(jié)構(gòu)施工后，必須及時(shí)做好養(yǎng)護(hù)。若技術(shù)人員不注重結(jié)構(gòu)養(yǎng)護(hù)，將會(huì)導(dǎo)致結(jié)構(gòu)開裂，影響橋梁使用壽命。此外，掩護(hù)不到位還會(huì)導(dǎo)致結(jié)構(gòu)表面出現(xiàn)蜂窩麻面問(wèn)題，盡管該問(wèn)題不會(huì)損傷橋梁結(jié)構(gòu)，然而由于缺陷長(zhǎng)時(shí)間暴露在外，會(huì)擴(kuò)大損傷范圍，從而導(dǎo)致鋼筋腐蝕，影響橋梁使用性能。

3、市政橋梁結(jié)構(gòu)裂縫的加固技術(shù)

城市現(xiàn)代化發(fā)展過(guò)程中，會(huì)相應(yīng)提升橋梁質(zhì)量要求，因此必須注重橋梁結(jié)構(gòu)裂縫加固處理。通過(guò)應(yīng)用過(guò)程可知，橋梁結(jié)構(gòu)裂縫加固處理包括結(jié)構(gòu)補(bǔ)強(qiáng)技術(shù)、灌漿技術(shù)和表面處理技術(shù)。

3.1結(jié)構(gòu)補(bǔ)強(qiáng)技術(shù)

該項(xiàng)技術(shù)屬于裂縫加固的重要措施，應(yīng)用類型廣泛，具體包括以下幾點(diǎn)：第一，加大構(gòu)件截面補(bǔ)強(qiáng)。在應(yīng)用此種技術(shù)方法時(shí)，可以適當(dāng)增加主筋和混凝土截面，以此加固結(jié)構(gòu)裂縫。最常應(yīng)用方式為增加主筋法，此種方法是在斷續(xù)雙面焊接法控制下，焊接新主筋和原箍筋。在連接箍筋時(shí)，必須保護(hù)橋梁整體結(jié)構(gòu)。第二，增加構(gòu)件。相比于其他架構(gòu)方式，增加構(gòu)件法的限制條件比較多，當(dāng)?shù)鼗休d力比較弱或者對(duì)增加荷載有限制條件時(shí)，則無(wú)法應(yīng)用該技術(shù)。第三，碳纖維布粘貼加固。碳纖維品屬于高抗拉強(qiáng)度的碳纖維絲制作而成，使用碳纖維布粘貼在受損構(gòu)件表面，可以確保其與原混凝土構(gòu)件共同受力，以此加強(qiáng)構(gòu)件抗彎性能與抗剪性能。第四，體外應(yīng)力加固法。在應(yīng)用此種加固方法時(shí)，可能會(huì)改變橋梁受力狀態(tài)，可以確保受力荷載的穩(wěn)定性與平衡性，防止擴(kuò)大裂縫，有效控制橋梁結(jié)構(gòu)穩(wěn)固性。

3.2灌漿加固技術(shù)

灌漿加固技術(shù)多采用石灰漿、瀝青漿液和水泥漿，可以有效充實(shí)橋梁結(jié)構(gòu)內(nèi)部，維護(hù)整體結(jié)構(gòu)的穩(wěn)定性與完整性。在應(yīng)用此種技術(shù)方法時(shí)，首先要清除裂縫表面脫離部位，清潔和濕潤(rùn)噴漿部位。準(zhǔn)確測(cè)量裂縫寬度與長(zhǎng)度，在明確修補(bǔ)規(guī)格的同時(shí)，合理選擇，灌漿壓力、種類與濃度。在應(yīng)用灌漿加固技術(shù)時(shí)，灌漿濃度會(huì)直接影響加固質(zhì)量。比如使用石灰漿時(shí)，將漿液通過(guò)結(jié)構(gòu)內(nèi)部孔眼灌入，由于橋梁結(jié)構(gòu)內(nèi)部壓力差異大，相應(yīng)導(dǎo)致孔眼大小不一。當(dāng)石灰漿濃度比較高時(shí)，將會(huì)加大灌入難度，對(duì)加固修補(bǔ)質(zhì)量造成極大影響。

3.3表面處理技術(shù)

該項(xiàng)技術(shù)屬于橋梁結(jié)構(gòu)處理的常見方式，包括表面涂抹和表面補(bǔ)貼。當(dāng)市政橋梁裂縫比較小時(shí)，可以采用表面涂抹法。當(dāng)裂縫寬度較大時(shí)，需要采用補(bǔ)貼方式，以此實(shí)現(xiàn)防滲堵漏作用。表面處理方法可以有效加固細(xì)小結(jié)構(gòu)裂縫，維護(hù)整體應(yīng)用安全性。

4、結(jié)束語(yǔ)

綜上所述，市政橋梁結(jié)構(gòu)安全直接影響行車安全，因此必須注重橋梁結(jié)構(gòu)縫隙處理與防治。在具體實(shí)踐中，可以通過(guò)結(jié)構(gòu)補(bǔ)強(qiáng)技術(shù)、灌漿加固技術(shù)和表面處理技術(shù)，全面提升結(jié)構(gòu)裂縫的處理效果，維護(hù)市政橋梁結(jié)構(gòu)的整體質(zhì)量與安全。

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