崔景巖
1.中咨公路養(yǎng)護檢測技術有限公司,北京 100089
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長期受車輛荷載作用和環(huán)境的影響,部分橋梁混凝土結構會出現(xiàn)裂縫,如腹板的豎向裂縫、斜向裂縫,底板的縱向裂縫、橫向裂縫,翼板的橫向裂縫、縱向裂縫等,其中有的是結構性裂縫,有的是非結構性裂縫,裂縫的存在對橋梁結構性能會產(chǎn)生不良影響。因此,研究裂縫形成的原因,能夠有效解決裂縫問題,保障橋梁結構安全。
既有橋梁運營中出現(xiàn)裂縫,比較常見的裂縫類型有荷載裂縫,導致此種類型裂縫出現(xiàn)的原因主要在以下兩方面:(1)設計計算方面。工程設計人員在進行橋梁運營期間的荷載計算時出現(xiàn)漏算,導致橋梁在運營期間的結構受力與受力假設之間存在不一致的情況[1]。同時,也可能在橋梁內(nèi)里及配筋的過程中出現(xiàn)計算失誤的情況,導致鋼筋配置量偏少,造成橋梁后期運營時出現(xiàn)裂縫。(2)施工階段。實際作業(yè)中,部分施工人員對于作業(yè)器具及材料選擇量并未嚴格管控,且對橋梁的預制結構實際承受力特征并不了解,造成各類翻身、安裝、起吊等工作未按照流程推進,最終導致橋梁裂縫出現(xiàn)。
施工方案選擇不適宜、不恰當因素的影響,也會導致橋梁形成裂縫。施工中,橋梁下部結構作業(yè)時對拉螺栓是一種較為常見的用于模板固定的施工方法,在螺栓的下表面上,往往會形成一道具有貫穿特性的毛細孔,此孔會在橋梁外部的水壓力之下,導致橋梁出現(xiàn)滲水現(xiàn)象,而此現(xiàn)象的出現(xiàn)在一定程度上為橋梁凍脹裂縫類問題的出現(xiàn)創(chuàng)造了條件[2]。此外,作為混凝土主要構成材質(zhì)的水泥、骨料及外加劑等,如在配比期間出現(xiàn)配比失誤的情況,必然會造成橋梁建造結構的質(zhì)量不合格,從而導致裂縫產(chǎn)生。
施工工藝操作的不合理也會使施工質(zhì)量受影響,從而造成運營期間的橋梁產(chǎn)生縫隙,增加橋梁運營的危險性。通常情況下,在橋梁混凝土的澆筑、運輸、拼裝以及吊裝的作業(yè)中,橋梁本身的結構經(jīng)常會出現(xiàn)縱向、橫向、表面、豎向等多角度的裂縫,相對而言,橋梁中結構具有細長、薄壁特征的位置,裂縫出現(xiàn)的頻率更高[3]。此外,當施工期間攪拌的時間過長,或是攪拌的成效不夠均衡,且在接縫處理不合格、支撐下沉、拆模時間過早等方面存在問題,也會導致橋梁在后續(xù)投入運營后產(chǎn)生裂縫。
在大部分橋梁中,如橋梁出現(xiàn)了肉眼可見的裂縫,往往與橋體本身的約束應力以及內(nèi)應力之間具有關聯(lián)性,但是無論是內(nèi)應力還是約束應力產(chǎn)生變化,極大程度上均是受到了溫度變化的影響[4]。深究混凝土本質(zhì)可知,其具有一定的熱脹冷縮特性,當橋體內(nèi)混凝土結構受到溫度變化影響,或是外部受到自然環(huán)境溫度變化影響,混凝土均會出現(xiàn)變形情況,變形會受到橋體的約束力限制,而橋體結構會隨之產(chǎn)生相應的應力,此時,若應力參數(shù)比混凝土抗拉強度參數(shù)更高,橋體就會產(chǎn)生裂縫。
利用槽口填充技術進行運營橋梁的裂縫修補時,需要在橋梁的裂縫位置鑿出一道深槽,且槽口形狀選擇根據(jù)裂縫修補所選用的材料形狀來確定?,F(xiàn)階段,槽口填充技術在適用性方面比較適合應用在裂縫相對較寬的裂縫處理中,且在槽口的開鑿時,以U形口或是V形口為主。隨后,利用水泥漿進行填抹,填抹以分層次積壓式為主,借此使材料的涂抹密度進一步增強,同時,還可加快水泥漿進入裂縫的滲透速度,從而為橋梁的裂縫處理提供保障。此外,應用槽口填充技術時,對于減緩橋梁表層的裂縫問題惡化程度也能夠產(chǎn)生一定的作用。
在橋梁裂縫處理中,鋼板填充技術是一種實用性相對更強的施工技術,通常以解決橋梁內(nèi)的結構裂縫問題為主。應用鋼板填充技術時,首先要在橋體的混凝土結構表層上涂抹環(huán)氧樹脂,涂抹厚度為2cm,再將同樣厚度的環(huán)氧樹脂涂抹于鋼板上,隨后在混凝土錨桿上進行鋼板的固定,促使混凝土表面與鋼板緊貼,并重復多次對兩者進行擠壓,以此排出兩者間的空氣,從而提升貼合性。此外,另一種鋼板填充技術應用,是在混凝土與鋼板的鋼筋構件上將木塊等填充物質(zhì)加入其中,借此將鋼板與混凝土鋼筋構件之間預留出環(huán)氧樹脂填充空間,灌注完該材料后,將空隙中預留的部分空氣全部排出,最終解決運營橋梁裂縫問題。
表層封閉技術適用于橋梁表層的細小裂縫,且裂縫的危害性也較小。技術運用期間,需要在橋梁裂縫上涂抹保護層,此類保護層材質(zhì)為樹脂,具有防銹、防水的功能,應用此法后,可有效避免橋梁混凝土鋼筋結構產(chǎn)生銹蝕問題,從而延長橋梁使用壽命。
表面噴漿技術的應用原理是將水泥砂漿噴射在橋梁裂縫上,待漿料在凝固之后,會于橋梁表層上形成一層保護膜,從而解決裂縫問題。此外,表面噴漿技術屬于一類封閉時裂縫修補技術,在技術執(zhí)行方式上,則需按照裂縫所處橋梁的位置、裂縫本身的性質(zhì)以及工程的裂縫處理要求,做好具體的技術類型選擇。目前利用表面噴漿施工技術修補裂縫,主要以掛網(wǎng)和無鋼筋素噴兩種技術為主。
針對既有橋梁進行裂縫處理時,混凝土加固養(yǎng)護技術應用價值極高。具體而言,可運用以下方法完成加固養(yǎng)護工作:
(1)表面涂刷封閉加固養(yǎng)護。此項技術主要集中在主筋附近豎向裂縫超出0.25mm、梁體縱向裂縫超出0.2mm、墩臺帽裂縫超出0.3mm等類型的裂縫處理中。期間,可先將裂縫附近清理干凈,并打磨橋面混凝土表面。隨后進行烘烤預熱處理,將封閉涂料掛涂其上,也可換用滲透性更強的修補膠液完成縫隙養(yǎng)護加固工作。此外,填充材料可選用環(huán)氧樹脂材料。
(2)添置鋼筋加固養(yǎng)護手段。該項技術主要是針對橋梁底進行加固,借此提升橋體的抗彎能力,應用該技術時需將鋼筋固定于橋梁主筋上,具體加護養(yǎng)護操作如下:①鑿去橋梁下面的混凝土保護層,露出主筋并對既有箍筋切斷進行拉直處理。②將所需補充的拉力鋼筋纏繞在主鋼筋上。③將所箍筋恢復,焊接成形。④將鑿開的橋體表面用混凝土澆筑一層保護層,材料可選用膨脹水泥混凝土。
運營中橋梁在進行裂縫加固養(yǎng)護時,做好溫度的控制工作十分關鍵,具體而言,當運營中橋梁出現(xiàn)裂縫時,應該做好如下溫度控制工作:
(1)為了顯著降低混凝土在裂縫處理時的澆筑溫度,應該提前將碎石利用冷水進行冷卻處理,處理完成后,再進行后續(xù)的混凝土施工工作。
(2)對運營中橋梁進行裂縫修補時,如作業(yè)時間段為夏季,則需分析裂縫澆筑面的散熱特點,并在進行澆筑期間控制好厚度參數(shù)。
(3)對于部分運營中橋梁因結構被破壞而出現(xiàn)的裂縫類問題,首先需要做好裂縫內(nèi)部的降溫處理,并在混凝土裂縫中將出水管埋設其中,隨后在管內(nèi)通入冷水,用以降溫。
綜上所述,既有橋梁在運營多年后不可避免地會出現(xiàn)局部裂縫。此結果的出現(xiàn),很大程度上受到兩方面的因素影響:一是內(nèi)部因素,橋梁內(nèi)部的應力問題,導致橋梁在運營期間產(chǎn)生裂縫,增加運行的危險性;二是外部因素,橋梁主要受到天氣、來往車輛行駛等因素影響。因此,做好橋梁運營的加固及養(yǎng)護工作十分有必要,首先需做好混凝土材料的加固養(yǎng)護工作,還要做好運營橋梁溫度控制加固養(yǎng)護相關工作,這樣才能夠最終提升運營橋梁的質(zhì)量,解決裂縫問題。