市政橋梁結(jié)構(gòu)裂縫分析及加固技術(shù)處理

王廣立

摘 要：橋梁是市政工程中非常重要的一部分，對于城市經(jīng)濟(jì)的發(fā)展起著關(guān)鍵的影響和作用。裂縫是橋梁中經(jīng)常出現(xiàn)的問題，對于橋梁的正常使用造成了嚴(yán)重的影響，不利于城市經(jīng)濟(jì)的穩(wěn)定快速發(fā)展。本文對橋梁裂縫形成的原因、以及加固方法進(jìn)行了詳細(xì)的分析與探討，為實(shí)際的施工工作提供一定的借鑒和參考。

關(guān)鍵詞：市政：橋梁結(jié)構(gòu)，裂縫，原因，防治措施

橋梁，是城市交通的樞紐，對城市的長遠(yuǎn)發(fā)展與經(jīng)濟(jì)的繁榮具有十分重要的作用。它讓城市的道路變得越來越通暢，使人們的出行變的更加便捷。橋梁對于城市的現(xiàn)代化建設(shè)具有至關(guān)重要的作用，這也就直接涉及到一個(gè)問題，橋梁的安全問題。橋梁的安全問題關(guān)系到人民的生命財(cái)產(chǎn)安全，關(guān)系到社會(huì)的穩(wěn)定以及城市經(jīng)濟(jì)的繁榮發(fā)展。因此，橋梁的安全問題不容忽視。

1 結(jié)構(gòu)性裂縫的形成原因

設(shè)計(jì)結(jié)構(gòu)裂縫是指設(shè)計(jì)時(shí)采用的結(jié)構(gòu)型式在荷載作用下必然會(huì)產(chǎn)生的裂縫，如非預(yù)應(yīng)力的預(yù)制梁板及非預(yù)應(yīng)力現(xiàn)澆連續(xù)箱梁等。雖然在施工時(shí)針對這種形式設(shè)置了預(yù)拱，但在荷載作用下，預(yù)拱消失后梁底抗拉區(qū)的混凝土最終還是要開裂的。非預(yù)應(yīng)力現(xiàn)澆連續(xù)箱梁還在梁頂負(fù)彎矩區(qū)產(chǎn)生裂縫。這種裂縫是正常的、安全的，但裂縫的寬度應(yīng)小于0.20mm 或設(shè)計(jì)規(guī)定的范圍，若超過這個(gè)范圍，那么這種裂縫就不正常了，就需要對其成因及安全性作進(jìn)一步分析和鑒定。

預(yù)應(yīng)力結(jié)構(gòu)的張拉裂縫一般是由于錨墊板位置沒按設(shè)計(jì)位置布置、錨墊板后螺旋筋沒有頂牢錨墊板、錨墊板處混凝土不密實(shí)或混凝土強(qiáng)度未達(dá)到設(shè)計(jì)或規(guī)范規(guī)定的張拉強(qiáng)度時(shí)進(jìn)行張拉等原因造成的；普通鋼筋混凝土連續(xù)箱梁拆架過程中產(chǎn)生的裂縫是由于落架順序不當(dāng)或落架時(shí)間過長引起的，因?yàn)橐宦?lián)箱梁落架不可能在瞬間完成，有一個(gè)從簡支梁到連續(xù)梁的受力體系以接近設(shè)計(jì)受力體系的方式進(jìn)行轉(zhuǎn)換的過程，那么連續(xù)梁的負(fù)彎矩區(qū)在架拆除跨中支架過程中梁頂是有可能會(huì)產(chǎn)生橫向裂縫的，梁底正彎矩區(qū)也有可能會(huì)出現(xiàn)橫向裂縫。

2 非結(jié)構(gòu)性裂縫的形成原因

1）塑性裂縫與收縮裂縫塑性裂縫，即混凝土在可塑狀態(tài)下出現(xiàn)的裂縫，分為沉降裂縫和收縮裂縫兩種形式。沉降裂縫產(chǎn)生的原因一是由于混凝土在塑性狀態(tài)下其基礎(chǔ)與支架等有不均勻沉降，使局部混凝土的變形受約束導(dǎo)致裂縫；二是由于重力作用使混凝土中較重顆粒下沉，而使水泥漿上浮，當(dāng)這種下沉受到鋼筋、模板拉桿約束時(shí)就會(huì)產(chǎn)生裂縫。收縮裂縫產(chǎn)生的主要原因是由于混凝土快速干燥，混凝土內(nèi)水份的蒸發(fā)速率大于其泌水速率，在固體顆粒表面形成彎月形、產(chǎn)生毛細(xì)管張力，混凝土收縮等所產(chǎn)生的拉應(yīng)力大于混凝土本身的抗拉強(qiáng)度而導(dǎo)致裂縫。

2）溫差裂縫。溫差裂縫，即由于混凝土本體內(nèi)外部溫度的變化及混凝土本體表面溫度與環(huán)境溫度的差異使混凝土自體收縮不均而產(chǎn)生的裂縫。由于早期混凝土構(gòu)件被模板等材料隔離，水泥水化所產(chǎn)生的熱量無法及時(shí)散發(fā)到空氣中， 故在初始24h 內(nèi)混凝土溫度將升高， 過幾天后隨著熱量的散發(fā)混凝土將變冷，此時(shí)混凝土?xí)a(chǎn)生收縮，這種收縮受結(jié)構(gòu)內(nèi)部鋼筋及外部模板等約束而使混凝土開裂；當(dāng)混凝土冬季施工時(shí)，由于混凝土散熱快，其內(nèi)部溫度較高，而表面溫度受環(huán)境影響變得較低，表面混凝土的收縮率大于混凝土內(nèi)部的收縮率，從而使表面混凝土產(chǎn)生裂縫。

3）長期干縮裂縫。長期干縮裂縫，即混凝土長期暴露于不飽和的空氣中由于物理的、化學(xué)的失水使混凝土體積縮小， 當(dāng)縮小受到約束時(shí)產(chǎn)生的裂縫。通常來講，干縮產(chǎn)生的混凝土應(yīng)變速率非常慢，而且混凝土徐變產(chǎn)生的松弛可抵消部分干縮應(yīng)變。但混凝土設(shè)計(jì)的體積與表面積的比值、分布鋼筋的布置、混凝土的配合比及混凝土所處環(huán)境的溫度、濕度等都會(huì)導(dǎo)致干縮裂縫。

3 裂縫問題的加固處理方法

1）常見措施

（1）表面封閉修補(bǔ)法。這種方法就是沿著混凝土裂縫的表面鋪上一層薄膜材料，在施工的時(shí)候?qū)⒒炷恋谋砻嬗盟⒆哟蛎瑢⒒炷帘砻娴牧芽p填平。也可以用瀝青進(jìn)行修補(bǔ)縫合，但是這種方法的漿液很難灌入。表面修補(bǔ)的方法適合運(yùn)用在裂縫很淺的橋梁上，即橋梁內(nèi)部并沒有出現(xiàn)裂縫，基本穩(wěn)定。為了防止出現(xiàn)更大的裂縫，可以采用表面修補(bǔ)的方法。

（2）壓力灌漿法。壓力灌漿法也可分為水泥灌漿、石灰灌漿、化學(xué)物質(zhì)灌漿、瀝青灌漿等。噴漿修補(bǔ)是一種在經(jīng)過處理的裂縫表面，噴射一層密實(shí)的水泥砂漿保護(hù)層，來封閉裂縫的修補(bǔ)方法。在噴漿之前，要把結(jié)構(gòu)表面的剝離部分除去，然后用水沖洗清潔，并在開始噴漿之前把基層濕潤，然后再開始噴漿。水泥灌漿這種方法適合在橋梁的裂縫分布不均勻的情況下使用。化學(xué)灌漿現(xiàn)在已經(jīng)在橋梁裂縫的修補(bǔ)上得到了廣泛的應(yīng)用。

（3）填充鋼板法。填充鋼板法就是當(dāng)鋼筋混凝土構(gòu)件產(chǎn)生主拉應(yīng)力裂縫時(shí)，可對裂縫先進(jìn)行處理之后，再在裂縫處粘結(jié)鋼板，并用膨脹螺栓對鋼板加壓。鋼板的粘合方向與裂縫的方向垂直。

（4）梁式結(jié)構(gòu)加固法。梁式橋上部加固可以采用任何一種方法，要根據(jù)橋梁的實(shí)際情況來確定。就目前的情況來看，主要采取擴(kuò)大原結(jié)構(gòu)構(gòu)件截面，以提高結(jié)構(gòu)的強(qiáng)度和剛度；以新的結(jié)構(gòu)代替舊的抗力不足的結(jié)構(gòu)，改變原結(jié)構(gòu)的受力體系，使控制截面變矩的峰值減小，對原結(jié)構(gòu)施加預(yù)應(yīng)力，改變原結(jié)構(gòu)的受力圖式，以達(dá)到提高橋梁剛度和強(qiáng)度的目的。

（5）混凝土置換法。混凝土置換法是處理嚴(yán)重?fù)p壞混凝土的一種有效方法，這種方法是先將損壞的混凝土剔除，然后再置換入新的混凝土或其他材料。常用的置換材料有：普通混凝土或水泥砂漿、聚合物或改性聚合物混凝土或砂漿。

2）其他一些控制措施

（1）在鋼筋的選用問題上，要嚴(yán)格按照標(biāo)準(zhǔn)組織加工，在焊接時(shí)，要嚴(yán)防焊接技術(shù)不過關(guān)的現(xiàn)象產(chǎn)生。

（2）在設(shè)計(jì)和制作模板上，要盡量減少錯(cuò)臺(tái)和漏縫現(xiàn)象的產(chǎn)生并要求模板必須具有足夠的剛度和光潔度，同時(shí)要求單元面積大，接縫少，接縫嚴(yán)密平順。在使用模板時(shí)，要進(jìn)行試拼，對精度差的地方進(jìn)行修平，并做刨光處理，并涂抹一層防護(hù)油，確保撤膜后砼結(jié)構(gòu)表面平順光潔。

（3）定量預(yù)測。計(jì)算大體積混凝土溫度、應(yīng)力、平均整澆長度（伸縮縫間距），確定混凝土內(nèi)外最大溫差、最大應(yīng)力、最長伸縮縫間距，當(dāng)其超過混凝土極限抗拉強(qiáng)度時(shí)，需在施工方案中采取降溫、延長溫度變化時(shí)間，或增加應(yīng)力釋放途徑，或增加伸縮縫來避免產(chǎn)生裂縫。計(jì)算支架及模板的剛度及撓度，防止因支架及模板的下沉而引起混凝土在未形成強(qiáng)度前不均勻沉降而產(chǎn)生裂縫。

（4）要進(jìn)行實(shí)時(shí)的監(jiān)控。

首先，是對支架以及模板變形的監(jiān)控。對于重要結(jié)構(gòu)部位，在施工前要進(jìn)行等荷載預(yù)壓，實(shí)際測得變形值，施工時(shí)根據(jù)實(shí)測變形值預(yù)設(shè)預(yù)拱度。 要對混凝土的配合比進(jìn)行監(jiān)控。實(shí)測粗細(xì)骨料含水量，計(jì)算出施工配合比。攪拌過程中，水量通過實(shí)踐來控制，粗細(xì)骨料以及水泥等通過電子計(jì)量來控制，外加劑聽過量杯，從而保證按施工配合比攪拌混凝土，嚴(yán)禁隨意更改水灰比。 還要對溫度進(jìn)行監(jiān)控。混凝土的入模溫度要控制在30°c以下，實(shí)時(shí)監(jiān)控構(gòu)件中混凝土終凝前內(nèi)外溫度，尤其是澆筑后1天—3天內(nèi)水化熱高峰時(shí)。

4 結(jié)束語

橋梁在市政工程的建設(shè)中占據(jù)著非常重要的位置，裂縫是市政橋梁中經(jīng)常出現(xiàn)的問題，對于橋梁的質(zhì)量以及正常使用帶來了很大的負(fù)面影響。裂縫產(chǎn)生的原因和類型是多種多樣的，必須針對實(shí)際情況，對橋梁裂縫進(jìn)行詳細(xì)的分析和全面的掌握，針對實(shí)際情況，采取科學(xué)有效的措施進(jìn)行裂縫的加固處理，不斷提高橋梁的質(zhì)量，為城市經(jīng)濟(jì)的發(fā)展做出積極有益的貢獻(xiàn)。

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