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中图分类号:TU528文献标识码: A
一、混凝土桥梁裂缝及成因
根据裂缝形成的原因,可将其分为两大类。一般把由于设计、施工、选材不当,或结构所受荷载超过了设计荷载以及未预料到的事故等原因所造成的裂缝称为结构裂缝。除上述以外的原因引起的裂缝称为非结构裂缝。[1]
(一)结构裂缝的主要形式及其产生的原因
1.网状裂缝的特点及产生原因。此种裂纹多出现于腹板上,属表面龟裂, 无固定规律, 其深度不致触及钢筋,宽度很小(0.01~0.05mm),宽度在0.05mm 时,肉眼可见,以手触之有凸起之感。产生的原因主要是由混凝土梁表面与内部收缩不均匀引起。
2.下翼缘受拉区裂缝的特点及产生原因。裂缝在跨中分布较密(间距约占0.1~0.2m),两端逐渐减少,裂缝方向大致与主筋垂直,由下翼缘向上发展,至下梗肋即终止且宽度较细,一般在0.03~0.1mm之间;在动载作用下一般变化不大,经过较长时间运营已趋稳定。产生的原因:由于混凝土抗拉能力很低,梁受力产生挠曲变形所至。
3.横隔板处竖向裂缝特点及产生原因。在梁端及腹板断面的梁上均有发生,由棱角边缘向上延伸;宽度0.2~0.3mm。产生的原因:由于偏载、扭转(支座不平)等两片梁受力不匀;竖直剪力及腹板厚度剧变处应力集中等。
(二)非结构裂缝的主要形式及其产生的原因
1.沉陷裂缝的特点及产生原因。混凝土完全硬化前,其中的固体颗粒要缓慢下沉,并排出内含的气和水。此时结构物中的钢筋、预埋件、粗骨料以及模型板都有可能阻碍混凝土的沉陷,从而沿钢筋、预埋件和模型板边缘出现短而粗的断续裂缝。
2.塑性收缩裂缝的特点及产生原因。混凝土浇筑完成后,如果表面水分的蒸发速度超过内部水分上升到表面的速度,在混凝土表面就会出现均匀分布的、细的、相当直的塑性收缩裂缝。只要在施工中采取相应的措施,就能减少以至消灭以上两种裂缝。
3.收缩裂缝的特点及产生原因。这种裂缝在形成之初通常是很细的,宽度一般不会超过0.05mm。随着混凝土的干缩,裂缝会逐渐加宽,直到几个月后才趋于稳定。要避免这种裂缝是比较困难的。如果混凝土配比不当,局部灰浆集中或水灰比过大,造成混凝土不均匀收缩,也会局部产生大量收缩裂缝,这种裂缝应当避免。
(三)混凝土梁产生裂缝的主要原因
1.与材料有关的原因。水泥凝结时间不正常,水泥水化热过大,水泥膨胀量过大,使用活性骨料,骨料风化或含泥量大,混凝土干燥收缩,混凝土沉降收缩或滤水过多。
2.与施工有关的原因。拌和不均匀,搅拌时间过长,浇灌速度过快,振捣不充分,接缝处理不当,保护层厚度不够或钢筋被扰动,模板漏浆,支撑下沉,拆模过早,初期受冻,初期养护不够,硬化前受振动或加荷,预应力混凝土过早张拉或超张拉,养护混凝土时内外温差过大。
3.与使用环境有关的原因。环境温差与湿度变化过大,钢筋锈蚀、环境水的侵蚀作用,火灾或表面过热,冻胀或反复冻融作用,混凝土表面炭化。
二、混凝土桥梁的修补方法[3]
(一)表面封闭修补法
1.表面涂抹。通常是在混凝土表面沿宽度较小的裂缝涂抹树脂保护膜,在裂缝宽度有可能变动时,可采用具有跟踪性的焦油环氧树脂等材料。在裂缝多而且密集或者混凝土老化、砂浆离析的结构物上也可大面积涂抹保护膜。
2.“V”形或“U”形槽口充填修补。在只用上述表面涂抹处理不能充分修补的场合,可采用如下方法:在混凝土表面沿裂缝凿出“V”形或“U”形槽口,然后用树脂砂浆充填修补。填补前要用钢丝刷清除凿后已浮动的混凝土碎片,必要时可先上底层涂料然后填塞树脂砂浆。
3.凿深槽嵌补。先沿裂缝凿一条深槽,槽形根据裂缝位置和填补材料而定,然后在槽内嵌补各种黏结材料,如环氧砂浆、沥青、甲凝等。
4.表面喷浆。喷浆修补是在经凿毛处理的裂缝表面,喷射一层密实而且强度高的水泥砂浆保护层来封闭裂缝的一种修补方法。根据裂缝的部位、性质和修补要求与条件,可采用无筋素喷浆,或挂网喷浆结合凿槽嵌补等修补方法。
(二)压力灌浆法
先将结构物的裂缝或孔隙与外界封闭仅留出进浆口及排气孔,然后将配制的较低黏度的浆液通过压浆泵以一定的压力将浆液压入缝隙内并使其扩散、胶凝固化,以达到恢复整体性、强度、耐久性及抗渗性的目的。
1.水泥灌浆修补法。实施灌浆前应对修补部位裂缝再仔细检查一遍,以确定修补数量、范围、钻孔眼位置及浆液数量。灌浆一般采用不低于42.5级的普通水泥,灌浆压力一般为4.05×105~6.08×105Pa,浆液浓度一般不小于1.6:1(水与水泥的重量比)。灌浆加压设备,在工程量较大时宜采用灌浆机、灌(压)桨泵,也可采用风泵加压。工程量不大时可用手压泵施工,工程量特小时,可采用类似打气筒等工具改制成的注射器施工。
2.化学灌浆法。灌浆材料应具备黏结强度高、可灌性好等基本要求,一般常采用环氧和甲凝两类材料。环氧灌浆是以环氧树脂为主体,它的黏结力强、稳定性好、收缩小、耐腐蚀及机械强度高,裂缝宽度在0.1mm以上时采用环氧灌浆。甲凝灌浆是以甲基丙烯酸甲酷为主体,它具有黏度低可灌性好、抗拉强度高等特点,常用于修补裂缝宽度在0.1mm以下的细裂缝。灌浆一般采用纯压法灌浆。对于细小裂缝浆液需要较长的胶凝时间,常采用单液法灌浆。此时将所用的浆液在泵前混在一起,用灌浆机进行灌注。对于较宽的裂缝,要求浆液胶凝时间较短,常采用双液法灌浆,此时将所用的浆分成两大部分,用灌浆机分两路送至灌浆孔口混合装置再灌入裂缝。灌浆可采用单孔或群孔同时灌浆,但必须留有一定数量的排气孔。当在长裂缝上同时布有几个灌浆孔时,可按裂缝的深浅由下而上的顺序进行灌浆。当用灌浆泵进行灌桨时,压力一般由小至大逐步升高,达到设计压力后,再保持压力稳定,直至灌浆达到一定要求(吸浆率小于0.01以min时再延缓几分钟)再将阻塞器上的进浆管阀门关闭,以使裂缝内浆液在受压状态下胶凝固结。 灌浆完毕待浆液聚合固化后,即可将灌浆嘴一一拆除,并用环氧胶泥抹平。最后对每一道裂缝表面再刷一层环氧树脂水泥浆,确保封闭严实,并使其颜色与混凝土结构尽量保持一致。
(三)黏贴钢板施工法
黏贴钢板施工法是将整个钢板黏贴于待修补的裂缝位置上,使其与原有的混凝土成为整体,从而提高对荷载的抵抗力。用于黏贴的钢板厚度一般为4.5~6mm,而混凝土与钢板的黏结剂一般采用环氧基液黏结剂。
1.注入法黏贴钢板。这种方法是在混凝土表面与钢板之间加垫块等使两者之间保持一定空隙,并用环氧树脂胶泥封闭四周,而后从注入口注入环氧树脂,同时排出空隙中的空气。由于是从一方注入因而容易残留气泡,施工时一般用木锤随时敲打钢板来确定是否灌实。这种施工法虽然费时,但即使混凝土表面不平整也可进行施工。
2.压黏法黏贴钢板。这种施工方法是在混凝土表面及钢板表面各涂上1~2 mm厚的环氧树脂,然后利用已固定在混凝土中的锚杆把钢板压紧在混凝土面上,随着环氧树脂被挤出,黏贴面之间的空气也被排出。用这种方法几乎不会残留气泡,黏结效果也好。
三、结论
综上所述,混凝土桥梁出现裂缝的因素很多。因此,严格按照国家有关规范、技术标准进行设计、施工和监理,是保证结构安全耐用的前提和基础。在运营管理过程中,进一步加强巡查和管理,及时发现并采取适当的处理方式处理裂缝,也是相当重要的环节。
参考文献
[1]俞琦、陈语、王家林,桥梁抗震分析方法[J].重庆交通学院学报, 2006;
[2]乔东华、王磊,桥梁结构抗震分析方法研究[J].山西科技, 2007;
关键词:桥梁;裂缝;成因;控制;治理;保护
Abstract: improve the durability of concrete bridge, the crack control structure, is the bridge engineering a key and difficult. This paper analyzes the cause of cracking of concrete bridge, both the crack of bridge, according to the different conditions, take the targeted management plan management, guarantee the safe operation of the structure. And introduce several kinds of concrete bridge crack repair methods, including surface closed repair method, chemical grouting method and paste steel construction method, etc.
Keywords: bridge; Crack; Cause; Control; Management; protection
中图分类号:TU74文献标识码:A文章编号:
大连快轨三号线桥梁正线共有14座高架桥部分,梁型采用单箱单室预应力混凝土连续箱梁,正线桥梁地段为双线桥梁,联络线地段为单线桥梁。全长总计达11公里多。因此桥梁的运营维护占有十分重要的位置。桥梁在建造和使用过程中,会受到环境影响、有害化学物质的侵蚀,并承受车辆碰撞、风、雨雪、流水等外力作用,同时由于采用的材料的自身性能也会不断退化,从而导致结构各部分不同程度地损伤和劣化。更要指出的是,有些桥梁在设计时存在一些构造上的缺陷,以及施工中的质量问题,加速了这些病害的形成和发展,病害的主要体现之一就是混凝土裂缝的发生与发展。
一、混凝土桥梁裂缝的分类及成因
根据裂缝形成的原因,基本可将其分为两大类。一种是由于桥梁结构的承载力或刚度不足,在荷载作用下产生的裂缝。通常有纵向裂缝和横向裂缝两种。另―种是施工时由于质量工艺影响而出现的裂缝,这类裂缝通常产生在钢筋混凝土桥梁和圬工桥梁中。由于裂缝是桥梁上的重大病害之一,因此不管是哪一种裂缝,只要裂缝的宽度和数量超出规范允许的范围和限度,都会导致结构恶化,影响到桥梁的承载能力和使用寿命,应该引起高度的重视,及时进行修补。
1 、荷载引起裂缝
混凝土桥梁在静、动荷载及次应力作用下产生裂缝,其裂缝产生原因有:设计阶段,结构受力假设与实际受力不符;结构安全系数不够;结构设计时不考虑施工的可行性;钢筋设置偏少或布置错误;结构刚度不足等。施工阶段,施工场地随便堆放施工机具、材料;不了解预制结构受力特点,随意翻身、起吊、运输、安装等。运营阶段,偶然荷载的影响,比如上下行车辆加速和减速位置重合,对桥梁形成的扭转作用。
2、 施工工艺质量引起的裂缝
与施工有关的原因,混凝土在浇筑、制作、起模、运输、堆放、拼装及吊装过程中,若施工工艺不合理、施工质量低劣,容易产生纵向的、横向的、斜向的、竖向的、水平的、表面的、深进的和贯穿的各种裂缝,特别是细长薄壁结构更容易出现。裂缝出现的部位和走向、裂缝宽度产生原因有拌和不均匀,搅拌时间过长,浇灌速度过快,振捣不充分,接缝处理不当,保护层厚度不够或钢筋被扰动,模板漏浆,支撑下沉,拆模过早,初期受冻,初期养护不够,硬化前受振动或加荷,预应力混凝土过早张拉或超张拉,养护混凝土时内外温差过大。
二、混凝土桥梁裂缝的修补方法
造成桥梁病害的原因是各种各样的,这就需要我们在实际工作中针对桥梁的具体缺陷和病害进行具体分析,确定该桥存在的缺陷和病害产生的原因,找出影响耐久性的各方面因素,为今后延长桥梁的使用寿命奠定良好的基础。对于桥梁的裂缝而言,要判明裂缝的种类,并进行有针对性的处理。
1、表面封闭修补法
(1)、表面涂抹。通常是在混凝土表面沿宽度较小的裂缝涂抹树脂保护膜,在裂缝宽度有可能变动时,可采用具有跟踪性的焦油环氧树脂等材料。在裂缝多而且密集或者混凝土老化、砂浆离析的结构物上也可大面积涂抹保护膜。
(2)、“V”形或“U”形槽口充填修补。在只用上述表面涂抹处理不能充分修补的场合,可采用如下方法:在混凝土表面沿裂缝凿出“V”形或“U”形槽口,然后用树脂砂浆充填修补。填补前要用钢丝刷清除凿后已浮动的混凝土碎片,必要时可先上底层涂料然后填塞树脂砂浆。
(3)、凿深槽嵌补。先沿裂缝凿一条深槽,槽形根据裂缝位置和填补材料而定,然后在槽内嵌补各种黏结材料,如环氧砂浆、沥青、甲凝等。
(4)、表面喷浆。喷浆修补是在经凿毛处理的裂缝表面,喷射一层密实而且强度高的水泥砂浆保护层来封闭裂缝的一种修补方法。根据裂缝的部位、性质和修补要求与条件,可采用无筋素喷浆,或挂网喷浆结合凿槽嵌补等修补方法。
2、 化学灌浆法
此法可使结构重新结合为整体、阻断空气和水分进入梁体,避免腐蚀钢筋。对静止裂缝的修补,裂缝开展已基本稳定的情况,一般以环氧树脂等化学材料并施加低压灌注至混凝土裂缝中。对活动裂缝的修补,处于继续开展而未稳定的裂缝,应在分析并控制裂缝开展使其稳定后,方可进行修补加固。
先将结构物的裂缝或孔隙与外界封闭仅留出进浆口及排气孔,然后将配制的较低黏度的浆液通过压浆泵以一定的压力将浆液压入缝隙内并使其扩散、胶凝固化,以达到恢复整体性、强度、耐久性及抗渗性的目的。
灌浆材料应具备黏结强度高、可灌性好等基本要求,一般常采用环氧和甲凝两类材料。环氧灌浆是以环氧树脂为主体,它的黏结力强、稳定性好、收缩小、耐腐蚀及机械强度高,裂缝宽度在0.1mm以上时采用环氧灌浆。甲凝灌浆是以甲基丙烯酸甲酷为主体,它具有黏度低可灌性好、抗拉强度高等特点,常用于修补裂缝宽度在0.1mm以下的细裂缝。
灌浆一般采用纯压法灌浆。对于细小裂缝浆液需要较长的胶凝时间,常采用单液法灌浆。此时将所用的浆液在泵前混在一起,用灌浆机进行灌注。对于较宽的裂缝,要求浆液胶凝时间较短,常采用双液法灌浆,此时将所用的浆分成两大部分,用灌浆机分两路送至灌浆孔口混合装置再灌入裂缝。
灌浆完毕待浆液聚合固化后,即可将灌浆嘴一一拆除,并用环氧胶泥抹平。最后对每一道裂缝表面再刷一层环氧树脂水泥浆,确保封闭严实,并使其颜色与混凝土结构尽量保持一致。
3、黏贴钢板施工法
黏贴钢板施工法是将整个钢板黏贴于待修补的裂缝位置上,使其与原有的混凝土成为整体,从而提高对荷载的抵抗力。用于黏贴的钢板厚度一般为4.5~6mm,而混凝土与钢板的黏结剂一般采用环氧基液黏结剂。
(1)、注入法黏贴钢板。这种方法是在混凝土表面与钢板之间加垫块等使两者之间保持一定空隙,并用环氧树脂胶泥封闭四周,而后从注入口注入环氧树脂,同时排出空隙中的空气。由于是从一方注入因而容易残留气泡,施工时一般用木锤随时敲打钢板来确定是否灌实。这种施工法虽然费时,但即使混凝土表面不平整也可进行施工。
(2)、压黏法黏贴钢板。这种施工方法是在混凝土表面及钢板表面各涂上1~2 mm厚的环氧树脂,然后利用已固定在混凝土中的锚杆把钢板压紧在混凝土面上,随着环氧树脂被挤出,黏贴面之间的空气也被排出。用这种方法几乎不会残留气泡,黏结效果也好。
关键词:桥梁;裂缝;维修;原因;方法
一、前言
目前,大多数桥梁均为混凝土构成,由于混凝土在施工后容易受到各种内外部因素的影响,导致在施工后一段时间内相继出现各种类型、不同程度的损害,而最为常见的就是裂缝损害。混凝土桥梁裂缝出现的原因类型多样,每一个原因都能够在很大程度上决定裂缝出现时间以及损害程度,分析每一个造成混凝土桥梁裂缝出现的根本原因,并对这些因素采取有效且针对性的维修措施,对于提高桥梁安全将具有非常重大的作用。
二、造成桥梁裂缝出现的常见原因
1.温度变化所致
混凝土由于造成结构的原材料或者外部因素影响的原因,非常容易出现热胀冷缩现象。这也就意味着,当混凝土桥梁在不断受到高温曝晒时,其体积会随着温度的不断升高而不断变大,当体积膨胀到一定范围时,内部的应力远远大于结构的拉力,直接导致混凝土裂缝的出现。桥梁裂缝 除了长期受到高温曝晒所致之外,很大原因还在于桥梁日常的维护和养护工作不到位,各种施工保护措施不当造成。
2.钢筋锈蚀造成混凝土膨胀所致
混凝土内部均含有钢筋结构,一般而言这些钢筋不会与外部环境有直接的接触机会。但是,若混凝土施工方法不当或者混凝土本身质量存在问题,那么钢筋外层的保护层就会容易受到外部环境的侵蚀,如混凝土碳化。混凝土碳化后钢筋表面的保护层也就无法再保护钢筋不受腐蚀,也就意味着钢筋与外面空气直接接触,该情况下钢筋中的铁离子与氧以及水就会发生锈蚀反应,锈蚀到一定程度后,其产物体积会对混凝土产生影响,导致混凝土体积膨胀,当膨胀到一定程度后就会出现裂缝。
3.荷载因素所致
荷载因素指的是桥梁在施工过程中本身产生一种应力。该类应力出现的原因有:①桥梁设计过程中对荷载的计算存在错漏、结构刚度、结构安全系数、结构受力等方面的计算与现实需要存在较大差距。②桥梁施工时没有严格按照设计图纸规定的施工顺序进行、每一道工序的施工反复多次,造成结构出现振动疲劳,以致结构承载力下滑。③允许任何超载车辆通行,受到大自然在灾害的影响。④维修或者补修过程中仅根据经验进行受力钢筋设计,导致设置的钢筋满足不了现实需要,最后出现因为受力不足而拉力过大现象等。
4.基础沉降或位移所致
桥梁混凝土由于本身性质以及外部环境变换影响,经常出现基础沉降和位移,这些沉降和位移直接导致混凝土结构中不可避免出现一些超出预期的应力,当应力与混凝土结构拉力出现不相等时,就会导致裂缝的出现。
5.混凝土自缩所致
由于混凝土本身结构组成原因常会出现碳化、干缩和冷缩等几种常见的自缩现象。这种自缩现象会在很大程度上造成混凝土体积随着时间推移不断缩小。当混凝土自缩现象不均匀且长时间出现自缩时,自缩引发的拉力大于混凝土抗拉力时,混凝土表现承受不住拉力就会就会不可避免的出现裂缝,专业上称该种裂缝形式为收缩裂缝。
三、对桥梁裂缝进行维修的常用方法
1.粘贴修补方法
也就是指使用专门的修补材料均匀粘贴到混凝土桥梁裂缝便面处,使桥梁裂缝得到封闭,禁止其蔓延。目前使用的粘贴修补材料常见的有三种:玻璃布、碳纤维以及钢板。其中玻璃布是最主要的一种,其产品具有多种不同的类型,如平向或者斜向的纹布。当前,裂缝修补最为常见也是最主要的玻璃布为无碱玻璃纤维,这种玻璃布相对于其他玻璃布就有更强的韧性和防水性,对于防止水分侵蚀混凝土具有非常显著的作用。玻璃布粘贴的步骤为:首先,对要粘贴的裂缝处进行冲洗,确保混凝土裂缝表面光滑无污垢。其次,将具有强力粘连作用的胶粘剂均匀涂抹在桥梁裂缝表面,确保粘剂涂抹均匀后将玻璃布慢慢粘贴到裂缝处,贴整齐后要用专门的工具在玻璃布上反复来回压一次,确保内部没有气泡。然后,再次将另一个新的玻璃布罩在第一层玻璃布上面,具体步骤与第一层粘贴步骤一致。需要注意的是,为了刚好的盖住裂缝,每一个上层玻璃布都一定要比下层的玻璃布宽出很多,一定要确定上层布能够包住下层布。
2.封闭修补方法
封闭修补方法指的是对裂缝进行严密封闭,将整个裂缝封闭成为桥梁表面一个新的结构。当前桥梁裂缝修补工作中常用的修补方法有:表面抹灰、填缝、喷浆以及凿槽嵌补。抹灰和填缝指的是利用一些材料将裂缝进行全方位的填补处理,在完成所有填补之后再在填补面上开始抹灰,从而使整个裂缝处表面得到恢复;喷浆也就是指使用专门的浆液对准裂缝进行喷射,从而使裂缝表面形成一层保护层的修补方法。一般在喷浆前都要对裂缝的实际情况进行分析之后,才能够选择喷射方法。具体的喷浆方法常见有挂网喷浆以及无筋素喷浆等几种。喷浆的步骤是:首先对裂缝表面进行冲洗,确保干净后使用喷射机器对裂缝处进行快速喷射,喷浆中使用的浆液为强度比较大的水泥浆液;凿槽嵌补指的是在裂缝处进行才开槽处理,然后再凿好的槽内填补具有高强度粘连性质的物质起到修补作用。
四、结束语
总而言之,桥梁出现裂缝是多种因素共同作用的结果,除了由于混凝土自身以及周围环境的温度变化所致外,还包括钢筋锈蚀造成混凝土膨胀所致、荷载因素所致、基础沉降或位移所致以及混凝土自缩所致等多种因素导致裂缝出现。这些因素有些因素是无法避免的,如长期高温曝晒、混凝土自缩性等。但是有些因素却是可以避免,如荷载因素、沉降因素等,这些因素主要在桥梁建设之初做好每一步工作,对于有效避免裂缝出现其作用还是非常明显的。
参考文献:
[1]王继承,严一清.混凝土桥梁结构裂缝成因及防治措施浅析[J].科技资讯,2009,14(05):141-142.
[2]孙理想.桥梁裂缝分析及修补方法探讨[J].科技信息(学术研究),2008,23(29):252-254.
[3]王志生.桥梁裂缝产生原因及常用维修方法[J].科技信息,2009,36(17):415-416.
【关键词】道路桥梁;混凝土裂缝;形成原因;处理方法;预防措施
1.道路桥梁施工中存在裂缝问题的危害
之所以要在道路桥梁的施工建设过程中加强对于裂缝问题的关注,其最为根本的原因就是这些裂缝对于道路桥梁的危害是比较严重的,尤其是在后期的使用过程中这种危害表现的更为明显,具体来说,其危害主要表现在以下几点:
(1) 首先,道路桥梁中的裂缝能够严重的造成其结构的损坏,进而影响其结构的稳定性,有的裂缝正是发生在其主体结构上,因此,其本身就能够直接影响到整个道路桥梁的结构稳定性,还有些裂缝虽然是发生在表面,但是随着这些裂缝的渗透作用使得道路桥梁的内部必然也会随之受到一定的损害,进而影响其结构。
(2)其次,一旦道路桥梁出现裂缝问题,那么必然也会使得原来处于道路桥梁内部的一些钢筋暴漏在表面,进而在风吹日晒下就很可能出现腐蚀问题,最终影响到道路桥梁使用的安全性和稳定性。
(3)最后,道路桥梁一旦出现了裂缝问题必然也会严重的缩短其服役年限,这一影响主要就是间接影响,比如上面的结构损坏或者是钢筋的腐蚀都会影响到道路桥梁的使用安全,进而就会缩短其服役时间。
2.道路桥梁施工中混凝土裂缝产生的原因分析
水泥、骨料以及一些外加剂和掺合料一起构成了混凝土,如果在施工中使用劣质的混凝土就会导致桥梁裂缝的产生,当然,导致混凝土出现裂缝的原因还有在搅拌、浇筑和施工过程中操作不当或外部环境的影响等[1-2]。
2.1劣质的混凝土原材料引起的混凝土裂缝
如果组成混凝土的原材料质量不达标,将会引起施工中混凝土裂缝的产生。由于组成混凝土骨料的质量不合格,将会影响到混凝土的强度,从而导致混凝土搅拌时的需水量随之增
加或减少,进而影响混凝土的收缩,最终导致混凝土出现裂缝。
2.2荷载引起的混凝土裂缝
荷载引起的混凝土裂缝,即混凝土桥梁在常规的静、动荷载及次应力下所产生的裂缝。主要有:第一,对于直接应力裂缝的产生是由于桥梁的设计阶段存在着漏预算或不完全预算的现象,从而导致荷载预算不足,又加上在施工中机械和材料的堆积,最终导致由于荷载超标而引起混凝土裂缝的产生;第二,对于次应力裂缝的产生是由于施工设计阶段预算不周、不全面,从而忽略或多算了在施工过程中开洞、凿槽等会引起荷载变化的因素,进而导致混凝土裂缝的产生。
2.3温度变化引起的混凝土裂缝
由混凝土的组成成分不难看出,混凝土具有热胀冷缩的特征。在施工中,无论是内部的还是外部的环境变化,都会引起混凝土发生形态上的变化,而一旦混凝土体积变形发生异常,那么结构上所产生的应力将对混凝土的强度产生影响,从而导致由温度变化所引发裂缝的产生。而道路桥梁施工中的温度变化是由多种原因引起的,例如天气的突然变化、四季的温差
以及日照都会引起温度的变化,从而引起施工中混凝土裂缝的出现。
2.4收缩冻胀引起的混凝土裂缝
收缩和冻胀是造成混凝土裂缝的最为常见的一种因素,其中收缩引起的裂缝主要是由于混凝土的体积发生了较大的变形。由于施工中混凝土表面的水分蒸发吸收很快,而混凝土内部的水分相对来说损失比较小,因此混凝土表面的变形不能与混凝土内部的变形同步,所以当表面混凝土的拉力超过其荷载时,就会产生裂缝。而冻胀引起的裂缝主要是发生在气温低于零摄氏度的时候[3],此时混凝土会呈现结冰状态导致混凝土体积膨胀,最终导致混凝土裂缝的出现。
3.桥梁裂缝常见裂缝处理方法
3.1压力灌浆修补法
指施加一定的压力,将某种浆液灌入结构物内部裂缝中去,以达到封闭裂缝,恢复并提高结构强度、耐久性和抗渗性能的一种修补方法。此法一般用于裂缝多且深入结构内部或
结构有空隙的修补场合,它包括水泥灌浆、化学灌浆。第一,水泥灌浆的工艺流程包括六个部分:裂缝检查及处理--钻孔及清孔--止浆或堵漏处理--压水试验--灌浆--封孔及质量检查。在每一道工序操作中,都应严格遵守相应的施工规范,否则起不到良好的效果。第二,采用化学村料灌浆,修补结构裂缝,可以大大改善灌浆村料的可灌性能,施工机械简单,操作简便,其应用日趋广泛。用于修补混凝土裂缝的化学灌浆村料,常用的主要有环氧树脂灌浆村料和丙烯酸醋类灌浆村料两种。
3.2表面粘贴修补法
指用胶黏剂把玻璃布或钢板等村料粘贴在裂缝部位的混凝土面上,达到封闭裂缝的目的的一种修补方法。
3.3表面封闭修补法
包括填缝、表面抹灰、凿槽嵌补、表面喷浆等几种。
(1)填缝是砖石砌体裂缝修理中最简便的一种方法操作时,将缝隙清理干净,根据裂缝宽度不同分别用勾缝刀、抹子、刮刀等工具进行操作,所用灰浆通常采用1:2.5或1:3水泥砂浆,一般不得低于砌筑灰浆的强度。填缝处理后可在美观、耐久性等方面起到一定的作用而对砌体的整体性、强度等方面所起的作用甚微。
(2)除了上面的方法之外,我们还常用对村料外面进行抹灰处理的方法。这种方法指的是通过水泥浆、水泥砂浆、环氧基液及环氧砂浆等村料涂抹在裂缝部位的砖石砌体或混凝土表面上一种修补方法。首先应该对村料进行外表处理,尽量的把村料的外表打毛,还要确保毛面处于同一个水平线上,之后对其进行必要的冲洗处理,最后用水喷洒,这样可以防止因为过于干燥而影响性能。在进行涂抹工作的时候必要要掌握好力度,不可过厚也不可过于薄,因为过于厚了会使得泥浆因为本身的重力影响而掉落。如果过于薄,就会出现缝隙。通常把厚度掌握在一厘米到两厘米之间。
4.道路桥梁施工裂缝的预防
4.1加强对于施工原材料的控制和管理
对于道路桥梁施工原材料的管理是一个重点问题,当然也是造成裂缝问题出现的主要原因。基于这一点,在今后的施工过程中必须加强对于原材料的控制和管理,首先应该切实保障其自身的质量,然后对于混凝土施工而言,还应该保障其配置的比例最为恰当合理,避免因为这种配置不当而造成裂缝的出现。
4.2加强具体施工过程的管理和控制
因为在整个的道路桥梁施工过程中存在着较多的因素会导致裂缝问题的出现,这也就说明在具体的施工管理中需要控制的要点是比较多的,尤其是对于一些细节的把握更应该慎重。基于此,必须切实提高施工人员的整体素质,确保其具备相应的施工资质,然后针对具体的施工环节加强对于设计图纸和相关标准的研究,切实保障施工的准确性。
4.3加强施工后期的养护工作
对于道路桥梁施工中出现的裂缝问题来说,后期的养护过程也是极为关键的,尤其是对于混凝土施工技术而言,更是应该把握最终的养护环节,确保养护工作的有效性,重点加强对于温度和湿度的控制,避免因为这两点而造成裂缝问题的出现。
5.结束语
加强混凝土裂缝的防治是提高道路质量的重要途径。因此,需要对混凝土裂缝的成因进行深入分析,及时采取有效措施进行裂缝治理,尽量避免出现混凝土裂缝的现象,从而保证道路工程能够顺利开展。
参考文献:
[1] 袁其同. 桥梁施工中产生混凝土裂缝的原因及处理分析[J].神州,2012,10(15):101-103.
桥梁裂缝比较常用的维修方法
随着建筑技术和建筑材料的进步,桥梁建筑的裂缝修补方法也越来越多,最常用方法有表面处理法、灌浆修补法、结构加固法、混凝土置换法等。在实际运用时,要根据不同的情况进行判定,采取最适合的手段。例如表面处理法一般用于较浅的裂缝或裂缝基本稳定的情况;结构加固法则用于裂缝较大且影响结构的情况,这样既能修复裂缝又能提高结构强度和刚度。随着技术的发展,新型材料不断涌现,桥梁裂缝修补的方法越来越多,我们要努力实践,寻找出最适合的方法。
表面处理法。表面处理法是最常用的裂缝修补方法,一般针对那些较小的裂缝,通过在裂缝表面涂抹环氧类封缝胶和粘贴碳纤维布,达到恢复其防水性及耐久性。其施工要点是:保证混凝土表面清洁干净,用钢丝刷清除异物,并将混凝土表面刷毛,在涂抹和粘贴时注意完全覆盖混凝土表面缺损处,保证均匀,不出现气泡。
灌浆法。灌浆法是比较实用的裂缝修补法,在桥梁、路面、房屋等建筑上都有广泛的应用。其原理就是通过施加压力,将修补浆液灌入建筑物裂缝的内部,从而达到封闭裂缝,恢复建筑结构完整性、持久性、防水性及坚韧性等目的。其主要流程是埋设灌浆嘴、封逢、密封检查、配置浆液、灌浆、封口、灌浆检查验收。其适用于宽度较大、深度较深的裂缝,尤其是对受力性裂缝的修补有很大的应用价值。
结构加固法。结构加固法是对混凝土结构进行处理,主要是针对那些影响到混凝土结构功能的裂缝。结构加固法的范围很广,常用的主要有以下几种方法:加大混凝土结构的截面面积、粘贴钢板加固、粘贴碳纤维布、增设支点加固以及喷射混凝土补强加固等。在实际应用中具体要采用哪种方法,要依据不同的情况而定。例如新型的碳纤维布粘贴法,其优点就是不会增加原建筑的重量和体积。
混凝土置换法。混凝土置换法是针对混凝土严重损坏的一种有效方法。其具体的操作就是先将损坏的混凝土剔除,然后再置换入新的混凝土或其他材料。常用的置换材料有:普通混凝土或水泥砂浆、聚合物或改性聚合物混凝土或砂浆。在实施时要考虑到不同布局的受力影响,对置换的地区要进行一定临时性的加固。
电化学防护法。电化学防护法,是针对钢筋混凝土长期防腐而设计的,即可用于新建筑,也可用于已出现裂痕的建筑结构。其原理是利用介质在电场中的电化学作用,来改变混凝土或钢筋混凝土所处的环境状态,达到钝化钢筋,防腐的目的。
桥梁裂缝防治的对策
桥梁建筑出现的问题很多,裂缝只是其中比较突出常见的一种。在维护桥梁时不仅仅要做好修补工作,还要从全面的角度出发,从根本上保证桥梁的安全运营。要考虑到引发桥梁问题的全部因素,从最开始的设计、施工、到建成后的使用和管理情况。根据各方面的实际情况,有针对性地采取对策,不能只是靠发现问题后才修补,忘记了日常维护管理。具体对策可以从以下考虑。
1)桥梁在设计和施工时埋下的问题隐患。例如国内在建筑桥梁时,设计准备阶段不够完善,一方面是结构设计、结构模型不合理,对整个的结构体系缺乏仔细的研究和了解;另一方面是计算不严谨,出现漏算、误算的现象。在施工上,施工单位重速度轻质量,重利益轻安全,导致施工质量低劣,采用的材料和技术手段都不完全合格,某些结构的施工顺序不当等。这些施工上的问题在短期内不会暴露出来,但却大大影响桥梁建筑的长期使用,为桥梁问题埋下了大量的隐患。所以在设计和施工时要严格保证达到要求,保证桥梁的长久使用。
2)建成后的使用和管理问题。车辆超载问题在我国公路运输上是一种普遍的现象,这种现象对道路桥梁和驾驶员自己都是巨大的安全隐患。桥梁的超载会加剧桥梁的应力幅度和损伤,导致使用寿命降低,甚至会出现重大的事故。此外,国内很多地区对于桥梁的日常检查和养护不够,往往一座投资巨大的桥梁,却忽视了事后的维修养护。导致许多小问题经过天长日久的积累后,引发重大的桥梁损害。所以我们要加强超载现象的控制,加大日常检查和养护的力度,保证桥梁不受非自然因素的影响破坏。