陸旭明

摘 要:本文通過對(duì)某公路上的一座橋梁進(jìn)行檢測(cè),并對(duì)其裂縫產(chǎn)生的原因進(jìn)行具體分析,最后給出公路橋梁裂縫的防治措施,期望能夠?yàn)楣窐蛄毫芽p的預(yù)防以及治理給予一定幫助。

關(guān)鍵詞:公路橋梁混凝土裂縫荷載

中圖分類號(hào):U445 文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼:A 文章編號(hào):1672-3791(2012)07(a)-0057-01

近年來,隨著我國公路交通運(yùn)輸業(yè)的發(fā)展,推動(dòng)了公路橋梁的發(fā)展速度,大量路橋工程隨之不斷增多。與此同時(shí),橋梁裂縫問題也逐步凸顯。裂縫是混凝土工程中極其普遍的病害之一,也是危害性最大的一種病害。如若不加以防治,任由裂縫發(fā)展和蔓延,極有可能引發(fā)嚴(yán)重的后果。為此,必須對(duì)公路橋梁裂縫加以重視,并采取相應(yīng)的措施予以防治?；诖它c(diǎn),本文就公路橋梁產(chǎn)生裂縫的原因及其防治進(jìn)行淺談。

1案例分析

1.1 工程概述

地處某省公路上的一座橋梁,該橋全長(zhǎng)750m,上部結(jié)構(gòu)采用的是8m～30m的連續(xù)預(yù)應(yīng)力混凝土箱梁,下部結(jié)構(gòu)為柱式墩臺(tái),橋梁基礎(chǔ)為混凝土鉆孔灌注樁。該橋自2003年投入運(yùn)營以來,已使用接近10年,通過前期對(duì)橋梁進(jìn)行檢測(cè)發(fā)現(xiàn),橋身多處出現(xiàn)各種不同形式的裂縫。

1.2 裂縫位置及現(xiàn)象

(1)箱梁底板。經(jīng)檢測(cè)該橋梁的箱梁底板位置處,僅橫向裂縫就有10條左右,全長(zhǎng)共計(jì)7200mm,其中有9條總計(jì)約6800mm的超限裂縫,其最大寬度為1.5mm;縱向裂縫共計(jì)115條,約為523152mm,其中有47條約399878mm的超限裂縫,其最大寬度為1.5mm。

(2)箱梁腹板。在該位置處的豎向裂縫共計(jì)49條,全長(zhǎng)總計(jì)50430mm,其中最大裂縫的寬度約為0.8mm,并且有些局部裂縫呈豎向貫通排列;縱向裂縫總計(jì)21條約32640mm,其中有7條共計(jì)9120mm的超限裂縫,最大裂縫的寬度約為0.3mm左右。

(3)箱梁橫隔板。該部位的橫向裂縫僅有1條,全長(zhǎng)總計(jì)498mm;豎向裂縫總計(jì)89條,全長(zhǎng)共計(jì)88796mm,其中超限裂縫86條。下面本文根據(jù)該橋梁的檢測(cè)數(shù)據(jù),對(duì)其裂縫產(chǎn)生的原因進(jìn)行系統(tǒng)分析。

2公路橋梁產(chǎn)生裂縫的具體原因分析

2.1 荷載裂縫

荷載裂縫是公路橋梁工程中最為常見的一種裂縫,導(dǎo)致這類裂縫產(chǎn)生的原因主要有以下幾個(gè)方面:其一,設(shè)計(jì)和施工階段結(jié)構(gòu)計(jì)算不合理或是少部分出現(xiàn)漏算等;其二,橋梁結(jié)構(gòu)的受力假設(shè)與投入運(yùn)營后的實(shí)際受力嚴(yán)重不符;其三,結(jié)構(gòu)內(nèi)力以及配筋方面出現(xiàn)計(jì)算失誤,從而導(dǎo)致結(jié)構(gòu)安全系數(shù)不足;其四,結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)階段未能全面、充分地考慮施工過程中可能出現(xiàn)的一些可能性,致使斷面不足、結(jié)構(gòu)剛度不足、鋼筋配置不足或布置錯(cuò)誤等等。

2.2 溫度裂縫

由于公路橋梁都是以鋼筋混凝土作為主體結(jié)構(gòu),而混凝土本身具有熱脹冷縮的性質(zhì),一旦外部環(huán)境或是結(jié)構(gòu)內(nèi)部出現(xiàn)溫度變化時(shí),都有可能造成混凝土變形,如果這種變形受到一定的約束和限制,那么結(jié)構(gòu)內(nèi)部便會(huì)產(chǎn)生一定的應(yīng)力,當(dāng)這部分應(yīng)力超出混凝土本身的抗拉強(qiáng)度時(shí),溫度裂縫也就隨之出現(xiàn)。通常情況下,引起混凝土結(jié)構(gòu)溫度裂縫的主要原因有如下幾個(gè)方面。

(1)水泥水化熱。由于公路橋梁的混凝土結(jié)構(gòu)多為大體積混凝土,當(dāng)澆筑完成后,結(jié)構(gòu)內(nèi)部的水泥會(huì)出現(xiàn)水化熱現(xiàn)象,從而導(dǎo)致內(nèi)部溫度升高,這樣一來結(jié)構(gòu)內(nèi)外的溫差便會(huì)增大,最終便會(huì)在混凝土結(jié)構(gòu)表面形成裂縫。

(2)日光照射。當(dāng)橋梁上的主梁、橋面板以及橋墩等受到陽光長(zhǎng)時(shí)間照射后,這些部位的溫度會(huì)明顯高于其它部位。由于結(jié)構(gòu)受到自身約束的作用,從而會(huì)造成局部拉應(yīng)力過大,這樣便會(huì)產(chǎn)生裂縫。

(3)降溫。由于降雨和冷空氣侵襲等情況,會(huì)使橋梁結(jié)構(gòu)的外表面溫度突降,但它的內(nèi)部溫度變化卻相對(duì)比較緩慢,從而使內(nèi)外形成溫度梯度,這也是溫度裂縫產(chǎn)生的主要原因之一。

2.3 收縮裂縫

由于混凝土收縮產(chǎn)生的裂縫在各大橋梁工程中都是比較常見的現(xiàn)象。這類裂縫屬于表面裂縫的一種,其寬度較細(xì),多為龜裂狀,并呈縱橫交錯(cuò)分布,基本沒有任何規(guī)律。導(dǎo)致混凝土收縮裂縫產(chǎn)生的主要原因有:水泥標(biāo)號(hào)不足或用量不當(dāng)、骨料品種選擇不當(dāng)、配合比設(shè)計(jì)不合理以及養(yǎng)護(hù)不到位等等。

2.4 設(shè)計(jì)、施工原因?qū)е碌牧芽p

公路橋梁的結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)與裂縫產(chǎn)生有著直接關(guān)系,如果結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)的不合理,施工質(zhì)量再好也會(huì)在投入使用后出現(xiàn)裂縫,這在很多工程中都得到了驗(yàn)證。同樣的,無論結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)多合理,如果施工不按設(shè)計(jì)要求進(jìn)行,那么仍然會(huì)產(chǎn)生裂縫。如,混凝土澆筑、構(gòu)件制作、拼裝以及吊裝等不按照相關(guān)標(biāo)準(zhǔn)及設(shè)計(jì)要求進(jìn)行施工,也會(huì)導(dǎo)致裂縫產(chǎn)生。

3公路橋梁裂縫的防治措施

3.1 結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)防裂措施

首先,為了盡可能避免荷載裂縫的產(chǎn)生,就必須防止結(jié)構(gòu)發(fā)生突變或斷面突變,一旦結(jié)構(gòu)突變無法避免時(shí),應(yīng)當(dāng)通過細(xì)部處理來降低裂縫的產(chǎn)生幾率,如將轉(zhuǎn)角設(shè)計(jì)成圓角、將容易發(fā)生突變的部分做成漸變過渡。也可通過增加配筋或斜向鋼筋的方法來控制結(jié)構(gòu)突變;其次,為進(jìn)一步防止混凝土溫縮和收縮裂縫,可在設(shè)計(jì)階段適當(dāng)增加結(jié)構(gòu)的配筋數(shù)量,以此來增強(qiáng)混凝土的抗裂性,特別是對(duì)于一些薄壁結(jié)構(gòu),采用該方法更加有效;再次,為避免因鋼筋銹蝕而導(dǎo)致混凝土產(chǎn)生裂縫,在設(shè)計(jì)階段應(yīng)當(dāng)嚴(yán)格按照有關(guān)規(guī)范的要求,采用厚度足夠的保護(hù)層以及防腐混凝土;最后,對(duì)于大體積的混凝土結(jié)構(gòu),可以采取鋼骨架內(nèi)設(shè)冷卻水管的方法來增加進(jìn)出水口,以此來快速降低承臺(tái)混凝土內(nèi)部的溫度。

3.2 加強(qiáng)施工養(yǎng)護(hù)

加強(qiáng)對(duì)橋梁結(jié)構(gòu)混凝土的養(yǎng)護(hù)能夠有效地降低裂縫產(chǎn)生的幾率,可以采取灑水、覆蓋以及薄膜保濕等方法進(jìn)行養(yǎng)護(hù),以此來避免混凝土溫度急劇變化、干燥過快等情況發(fā)生?；炷猎诮K凝后養(yǎng)護(hù)時(shí)間不得少于7d。需注意的是若在冬季施工,不可對(duì)裸漏在外的混凝土進(jìn)行灑水養(yǎng)護(hù),應(yīng)當(dāng)采用塑料薄膜進(jìn)行保溫養(yǎng)護(hù)。

3.3 橋梁裂縫的治理方法

對(duì)于已經(jīng)出現(xiàn)裂縫的公路橋梁可以采用以下方法進(jìn)行治理。

(1)填充法。該方法是目前橋梁裂縫常用的處理方法之一,專用于修補(bǔ)寬度較寬的裂縫(縫寬在0.3mm以上),其優(yōu)點(diǎn)是施工簡(jiǎn)單快捷、成本較低。在具體施工過程中,可先在裂縫位置處進(jìn)行開槽,然后將槽內(nèi)殘留的碎片清除干凈,如有必要時(shí),可以噴涂底層結(jié)合料,填充完畢后,待填料充分硬化應(yīng)達(dá)到一定強(qiáng)度后,使用拋光機(jī)對(duì)其表面進(jìn)行打磨即可。對(duì)于寬度不足0.3mm且深度相對(duì)較淺的裂縫,可在裂縫的位置處開V形槽,其余步驟同上。

(2)表面處理法。該方法采用的材料主要為環(huán)氧類樹脂,在施工過程中,先用鋼絲刷對(duì)混凝土表面進(jìn)行打毛處理,然后用清水將表面沖洗干凈,再用樹脂將混凝土表面的氣孔填平,最后在其上鋪設(shè)薄膜即可。這種方法適合處理裂縫較窄、漿液難以灌入、深度未涉及鋼筋表面的發(fā)絲狀裂縫。

(3)灌漿法。該方法的應(yīng)用范圍較廣,無論是細(xì)小裂縫還是寬度及深度較大的裂縫都可以采用該方法進(jìn)行處理,并且效果良好。在施工時(shí),先將橋梁結(jié)構(gòu)上的裂縫或是空隙與外界進(jìn)行封閉隔離,只需要預(yù)留進(jìn)漿口和排氣孔即可,隨后利用壓漿泵將濃度較低的漿液以一定的壓力注入到裂縫當(dāng)中,并使?jié){液在裂縫中擴(kuò)散、固化,這樣能夠達(dá)到恢復(fù)橋梁結(jié)構(gòu)整體性、抗?jié)B性以及耐久性的目的。

參考文獻(xiàn)

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