橋梁常見裂縫病害分析及處理

【摘要】橋梁在施工過程中，很容易出現(xiàn)裂縫，這些裂縫一方面會影響工程的質(zhì)量，另一方面嚴(yán)重時還會造成橋梁的垮塌。文章介紹了橋梁裂縫的類型，形成橋梁施工裂縫的原因，提出了有效預(yù)防治理橋梁施工裂縫對策。

【關(guān)鍵詞】橋梁工程；裂縫病害；分析處理

一、橋梁裂縫問題的危害

混凝土施工裂縫問題將使公路橋梁產(chǎn)生滲漏，滲漏的后果一般有兩方面，一方面當(dāng)水流涌入公路橋梁混凝土內(nèi)部之后，可能會導(dǎo)致混凝土水解破壞，從而破壞混凝土結(jié)構(gòu)。另外一方面裂縫在壓力水作用下，可能導(dǎo)致裂縫逐步擴(kuò)寬和發(fā)展。同時，由于混凝土碳化的原因也會造成混凝土收縮開裂的現(xiàn)象不斷加劇，最終破壞混凝土結(jié)構(gòu)物。混凝土裂縫的存在，可以使空氣中的二氧化碳很容易滲透到混凝土結(jié)構(gòu)的內(nèi)部，在諸如水泥等水化產(chǎn)物的相互作用下反應(yīng)而形成碳酸鈣，即出現(xiàn)混凝土碳化的現(xiàn)象?；炷撂蓟瘯茐匿摻罴兓?，降低混凝土的堿度，如果空氣和水在同時期同時滲入，那么鋼筋就產(chǎn)生銹蝕。此外，混凝土裂縫問題還會削弱混凝土對鋼筋的保護(hù)作用，將導(dǎo)致進(jìn)一步擴(kuò)大裂縫，形成更大的危害。

二、形成橋梁裂縫的原因

2.1 荷載形成的裂縫

產(chǎn)生荷載裂縫的原因主要在橋梁施工的過程中，由于施工人員缺乏足夠的安全意識，無限制地擺放各種施工機(jī)械與器材，不理解預(yù)制結(jié)構(gòu)的受力情況，導(dǎo)致不合理地翻身、不按要求地安裝、無限制地運輸?shù)龋⑶覟榍笏俣燃敖?jīng)濟(jì)利益，無視設(shè)計圖紙的施工順序，違背設(shè)計圖紙的受力模式，施工裂縫因此產(chǎn)生。

2.2 收縮形成的裂縫

收縮是裂縫產(chǎn)生的重要原因。引起混凝土體積變形的重要收縮種類是塑性收縮與縮水收縮。塑性收縮，出現(xiàn)在混凝土澆筑施工過程中，水泥在水化的時候，由于其反應(yīng)比較激烈，導(dǎo)致水分以及泌水加速蒸發(fā)，混凝土因為失水嚴(yán)重，開始出現(xiàn)收縮的現(xiàn)象，此時因為自重，骨料也開始下沉。因為這時候的混凝土還比較軟，所以叫做塑性收縮。塑性收縮可以爆發(fā)約1%量級，因為鋼筋的橫加阻攔，骨料在慢慢沉下的過程中，會順著鋼筋的方向產(chǎn)生裂縫?？s水收縮，這主要是指混凝土整體體積的縮小。混凝土凝結(jié)后，會由軟變硬，其表層的水分會慢慢蒸發(fā)，濕度也降低了不少，其整體體積自然縮小了很多，這就叫縮水收縮.

2.3 溫度形成的裂縫

熱脹冷縮是混凝土的特性之一，它會隨內(nèi)部溫度和外部溫度的變化而擴(kuò)張或合攏。當(dāng)混凝土的擴(kuò)張或合攏被約束時， 其結(jié)構(gòu)內(nèi)部會爆發(fā)一種應(yīng)力。如果這種應(yīng)力不在混凝土所承受的抗拉強度之內(nèi)，便引發(fā)裂縫。

2.4 鋼筋銹蝕形成的裂縫

鋼筋銹蝕是引起裂縫的原因之一，質(zhì)量是混凝土的核心，當(dāng)保護(hù)層達(dá)不到規(guī)定的厚度時，其會因為二氧化碳等物體的侵蝕而損傷，鋼筋也會因此而外露，其附近混凝土的堿度也會慢慢降低，又由于侵入一些氯化物，鋼筋附近所含的氯離子量增多，鋼筋表面的氧化膜因此遭受破壞，極易出現(xiàn)銹蝕的現(xiàn)象，銹蝕過程中所釋放的氧化鐵，其體積增大了二倍，這樣極易爆發(fā)一種對附近混凝土的膨脹應(yīng)力，混凝土開始出現(xiàn)開裂或者剝離的現(xiàn)象，裂縫往往出現(xiàn)在沿著鋼筋的方向上。其銹跡會滲到混凝土的表面上。

2.5 施工材料形成的裂縫

砂、水泥以及骨料是混凝土的主要原材料，當(dāng)這些材料達(dá)不到要求時，結(jié)構(gòu)裂縫就會出項。比如當(dāng)水泥游離的氧化鈣含量超過標(biāo)準(zhǔn)時，在凝結(jié)過程中，氧化鈣水化會因此變慢，致使在混凝土凝結(jié)之后依然可以起水化的作用，固定強度的混凝土因此遭到破壞，混凝土的抗拉強度也隨之下降，若水泥中含較高的堿量，碰到堿活性的骨料時往往出現(xiàn)堿骨科反應(yīng)，裂縫也會因此產(chǎn)生。

2.6 施工工藝質(zhì)量形成的裂縫

在施工過程中，混凝土結(jié)構(gòu)要經(jīng)過一系列的過程，如運輸、澆制、存放以及養(yǎng)護(hù)等等，如果施工工藝達(dá)不到要求、施工質(zhì)量水平低下，往往出現(xiàn)橫向或縱向的、表面或深層的各種裂縫，更容易出現(xiàn)細(xì)長薄壁的結(jié)構(gòu)。不同的施工工藝會引起不同程度的裂縫。

三、橋梁裂縫的應(yīng)對策略

3.1 加強混凝土施工質(zhì)量的控制

一是對水泥的品種嚴(yán)格按照實際要求進(jìn)行選擇，并嚴(yán)格按照設(shè)計標(biāo)準(zhǔn)配備好水泥用量。優(yōu)先考慮選用高標(biāo)號水泥，能夠使水泥用量大大地減少。二是對進(jìn)行科學(xué)合理的骨料級配，嚴(yán)格控制含泥量。選用規(guī)格合理的級配碎石，以確保級配的連續(xù)性。對于砂、石中的含泥量，決不可超過1%，應(yīng)清除雜物，特別是不能和有機(jī)磺混合，嚴(yán)禁使用海砂。三是在進(jìn)行外加劑選擇和配合比控制時，必須嚴(yán)格按照要求進(jìn)行。適當(dāng)添加外加劑，能夠起到緩凝作用，使混凝土的可塑性得到改善，增強混凝土的和易性。四是強化施工技術(shù)管理，確保施工質(zhì)量。

3.2 加強混凝土施工過程中的溫度控制，嚴(yán)格路橋施工中的裂縫

一是在進(jìn)行混凝土拌合施工時，采用用水冷卻碎石的辦法，可以使混凝土在澆筑的溫度大大降低。二是在高溫天氣進(jìn)行混凝土澆筑時，為了確保混凝土的散熱，應(yīng)盡可能地對澆筑層面進(jìn)行利用，盡量減少混凝土澆筑的厚度。三是對混凝土在入模時的溫度進(jìn)行嚴(yán)格控制。對公路橋梁進(jìn)行大體積混凝土的澆筑，一般選擇在春季或秋季時節(jié)最為合適。如果不得不在夏季時節(jié)進(jìn)行施工，應(yīng)采取各種有效的辦法使入模溫度大大降低。在進(jìn)行混凝土澆筑施工時，應(yīng)盡量避免太陽直接對混凝土進(jìn)行爆曬。

3.3 非結(jié)構(gòu)性裂縫防止的策略

一是科學(xué)設(shè)計支架的搭設(shè)問題，嚴(yán)防產(chǎn)生非彈性變形；二是添加減水劑以減少混凝土的泌水量，確?；炷帘Ｗo(hù)層的厚度，并實施二次抹面。三是為了防止塑性收縮裂縫，應(yīng)該加強混凝土的早期養(yǎng)護(hù)，以大大降低混凝土中水份的蒸發(fā)，主要方法就是將麻袋覆蓋在結(jié)構(gòu)外露面上，將海綿澆濕進(jìn)行養(yǎng)護(hù)。四是為了防止出現(xiàn)溫差裂縫，必須按混凝土澆注順序的規(guī)范，采用適宜的澆筑速度。五是為了防止鋼筋銹蝕而產(chǎn)生裂縫，施工時，應(yīng)控制混凝土的水灰比，加強振搗；保證混凝土的密實性，防止氧氣侵入；同時嚴(yán)格控制含氯鹽的外加劑用量。

3.4嵌縫、灌漿防護(hù)封堵方式

嵌縫、灌漿防護(hù)封堵方式主體用于預(yù)防治理對整體性橋梁工程產(chǎn)生影響的各種類裂縫，或?qū)Ψ罎B有要求的橋梁裂縫進(jìn)行良好修補。在實踐防護(hù)中我們可利用壓力設(shè)備壓入膠結(jié)材料于混凝土裂縫位置，等到膠結(jié)材料發(fā)生凝固后便會同混凝土構(gòu)成一個整體，進(jìn)而實現(xiàn)加固封堵混凝土的科學(xué)目標(biāo)。一般來講常用膠結(jié)材料包含環(huán)氧樹脂、水泥漿、聚氨酯、甲基丙烯酸酯材料等。在封堵處理實踐中我們還經(jīng)常會用到嵌縫方式，其操作具體方式為順著出現(xiàn)混凝土裂縫的方位進(jìn)行鑿槽，位于槽中填嵌止水塑性材料進(jìn)而令裂縫封閉。一般塑性材料經(jīng)常用到塑料油膏、聚氯乙烯塑性膠泥、丁基橡膠材料等，而止水剛性材料則為水泥砂漿聚合物等。 下圖為橋梁結(jié)構(gòu)裂縫的主要加固方法。

3.5現(xiàn)場施工的科學(xué)防治

橋梁工程澆搗施工階段，應(yīng)確保慢拔與快插振搗棒，依據(jù)混凝土不同坍落度，我們應(yīng)合理控制振搗時間，有效預(yù)防漏振或過振現(xiàn)象，倘若振搗時間較短則會引發(fā)不密實振搗現(xiàn)象，形成混凝土不均勻或不足強度現(xiàn)象。倘若振搗時間過長，則會引發(fā)分層現(xiàn)象，令粗骨料在底部沉積，而細(xì)骨料則始終停留于上層，引發(fā)不均勻強度現(xiàn)象，并較易令上層形成裂縫。為避免該現(xiàn)象我們應(yīng)科學(xué)采用二次抹面、二次振搗方式合理排除混凝土內(nèi)部氣泡、水分以及泌水。防治橋梁裂縫進(jìn)程中我們還應(yīng)科學(xué)實施早期養(yǎng)護(hù)，為降低收縮裂縫我們應(yīng)合理實施構(gòu)件濕潤養(yǎng)護(hù)，有條件時對大體積混凝土可應(yīng)用流水養(yǎng)護(hù)或蓄水養(yǎng)護(hù)，并控制養(yǎng)護(hù)時間為一到八天。

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