市政橋梁結構裂縫分析及加固技術處理

羅建明

摘要：就現(xiàn)如今的橋梁項目的現(xiàn)狀來看，裂縫問題是非常常見的問題，因此要提高工程質(zhì)量，務必要徹底解決裂縫問題。本文筆者探討分析了市政橋梁結構裂縫成因和加固技術。

關鍵詞： 市政橋梁；結構裂縫；處理；加固技術

一、橋梁結構裂縫成因分析

（一）荷載裂縫

直接應力裂縫。導致直接應力的因素主要有設計階段對部分荷載漏算或錯算所產(chǎn)生的結構應力，結構受力假設不符合實際，結構設計期間未考慮施工的可能性或設計斷面不足以及鋼筋配置偏少或布置錯誤等。次應力裂縫。市政橋梁結構中經(jīng)常出現(xiàn)鑿槽、開洞及設置牛腿等，而常規(guī)計算難以用準確圖紙進行模擬計算，而實際上在受力構件上挖孔后內(nèi)部“力流”將產(chǎn)生“繞射”現(xiàn)象，并在孔洞周圍密集產(chǎn)生巨大應力，繼而將導致裂縫生成。

（二）溫度變化

在溫度變化影響下熱窄冷寬，導致該種裂縫生成的因素主要有：

1.日照。施工后的橋梁面板及側(cè)面受陽光暴曬后導致該部位溫度明顯高于其他部位，在混凝土內(nèi)部會生成溫度梯度，且其呈非線性分布，最終導致混凝土內(nèi)局部拉應力過大，當該應力超過混凝土所承受的極限應力則會生成裂縫。

2.降溫。天氣突降大雨或冷空氣侵襲以及日落等均會導致結構外表面溫度突降，而內(nèi)部溫度降低較慢，因此也會生成溫度梯度而使混凝土發(fā)生變形，當該應力超過混凝土自身抗拉強度則會生成裂縫。

3.水化熱。混凝土澆筑后水泥發(fā)生的水化熱反應在很大程度上升高其溫度，因此會生成嚴重的溫度梯度而引起裂縫生成。

4.采用蒸汽養(yǎng)護或冬期施工時施工措施不當導致混凝土驟冷驟熱而形成內(nèi)部溫度不均勻也會導致裂縫生成。

（三）收縮裂縫

1.塑性收縮。混凝土澆筑4～5h后內(nèi)部水泥發(fā)生劇烈的水化熱反應，繼而沁水和水分急劇蒸發(fā)現(xiàn)象發(fā)生導致混凝土失水收縮，該類收縮量可達1%左右；骨料在自重作用下會發(fā)生下沉，過程中會受到鋼筋阻擋而生成同主筋方向相同的裂縫。

2.失水收縮。混凝土硬結后隨著內(nèi)部水分逐步蒸發(fā)，溫度逐漸降低且體積逐步減小，該現(xiàn)象稱為干縮，由于表層水分損失快、內(nèi)部損失慢，因此導致內(nèi)外收縮量不同，即形成不均勻收縮，而表面收縮受內(nèi)部混凝土的約束可導致表面混凝土受到拉應力，當其超過自身抗拉強度則會導致裂縫生成。

3.自生收縮。混凝土硬化過程中水泥發(fā)生水化反應導致的收縮，該類收縮與外界濕度無關，且不同種水泥所產(chǎn)生的收縮類型也不同。

4.炭化收縮。即大氣中的二氧化碳同水泥水化產(chǎn)物間發(fā)生化學反應所引起的收縮，該類收縮在濕度為50%左右明顯發(fā)生，并隨二氧化碳濃度增大而加快。

（四）基礎變形

橋梁基礎豎向不均勻沉降或水平向位移將導致構件內(nèi)生成附加應力，當其超過構件抗拉能力則會導致裂縫生成，導致基礎變形的因素主要有：對地質(zhì)勘察深度不足、試驗資料不準，在此基礎上進行設計則會導致地基不均勻沉降；橋梁建設地地質(zhì)變化較大，地基土不同壓縮性導致不均勻沉降；橋梁各部分基礎荷載存在很大差異或同一橋梁采用不同的基礎類型或雖采用同種基礎但基底標高差異很大或地基自身塑性變形存在很大差異；同一橋梁的基礎為分期建造導致承載力不同；橋梁建設成投入運營后環(huán)境溫度升降、凍土融化也會導致地基下沉；或橋梁建設后因地基浸水而影響土體強度，增大壓縮變形，導致地基發(fā)生變化，或由于人工抽水及干旱季節(jié)等原因?qū)е碌叵滤幌陆档染鶗е禄A發(fā)生不均勻沉降。

二、市政橋梁結構裂縫的加固處理技術

（一）表面處理法

表面貼補和表面涂抹是進行表面處理的有效途徑。在出現(xiàn)市政橋梁結構裂縫的問題時，如果裂縫相對較細并且很小的情況下，此時因為漿材不容易灌入，便采用表面涂抹的方式，而對于出現(xiàn)的裂縫相對較大，則使用表面貼補的方法，起到防滲堵漏的作用。表面修補是為了填平混凝土的裂縫，在填補的過程中可以用鐵刷打毛混凝土、填補瀝青、填補混凝土石灰、裂縫表面抹灰等方式進行填補，這種方法只適用于表面裂縫而內(nèi)部完好的情況。

（二）灌漿法

灌漿法是指給裂縫處灌水泥漿、石灰漿、化學漿液或瀝青漿液的方法以達到裂縫加固處理的目的，這種方法的使用范圍是裂縫從小變大的這一過程。在進行處理的過程中，首先應該根據(jù)橋梁裂縫的不同情況來選取不同漿液和不同的壓力，然后除去結構表面已經(jīng)脫離的部分，隨后用水將其和基層都清潔潤濕，最后進行噴漿達到粘合。石灰漿在使用的過程中，要根據(jù)裂縫的實際情況去配其稠稀的程度。因為混凝土內(nèi)部的壓力不同，便會產(chǎn)生相應的孔眼，在灌漿的過程中，石灰漿便是從這種孔眼里進入；化學漿因為可以改變漿液性能，使得其操作簡單而且對于微小的裂縫修補效果較為良好。

（三）結構補強

1.增加構件截面

該方法又可分為增加主筋補強和增加混凝土截面補強。增加主筋多采用焊增主筋法，其是先將梁類下緣混凝土保護層鑿除以露出主筋，并將原箍筋切斷拉直后將新增主筋焊接在原主筋下緣，施工中為減少溫度應力應采取斷續(xù)雙面施焊，并應從跨中向支點旋焊，主筋焊接完畢后應接長箍筋并重新進行保護層施工，新保護層易采用環(huán)氧砂漿或膨脹水泥漿用涂抹法或壓力灌注法施工。

2.增設構件加固

增加主梁加固。該方法適用于地基有較好的承載力，一般將新增的主梁設置在原有主梁的兩側(cè)，可在新增主梁位置上將原橋面鑿開并切斷原橫隔梁，利用原結構設置懸掛模板后澆筑新梁體混凝土，若為預應力梁體則應考慮在橋上無法進行張拉施工，因此應先張拉好后方可安裝就位。

3.粘貼加固

一般是采用環(huán)氧樹脂膠液將鋼板、鋼筋或玻璃鋼等粘貼在結構的受拉邊緣或其薄弱環(huán)節(jié)，其施工方法類似于增大截面加固方法。

4.施加體外預應力

其是在原梁體外側(cè)受拉區(qū)域設置預應力筋，并通過張拉過程中在梁體內(nèi)產(chǎn)生的偏心預壓力來減小荷載撓度，并實現(xiàn)改善橋梁結構的受力狀態(tài)。

結束語

市政橋梁裂縫產(chǎn)生的原因復雜、種類繁多 ， 如果不對裂縫進行系統(tǒng)全面的分析和研究 ， 就很難揭示出市政橋梁病害產(chǎn)生的內(nèi)涵和機理。因此 ， 對市政橋梁裂縫的分析和研究不僅闡明了裂縫形成機理、裂縫危害性評定等問題 ， 還直接為今后市政橋梁病害的綜合治理提供技術前提和決策依據(jù)。

參考文獻：

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