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桥梁裂缝修补方法

桥梁裂缝修补方法

桥梁裂缝修补方法范文第1篇

关键词:混凝土桥梁;裂缝及成因;修补方法

中图分类号:TU528文献标识码: A

一、混凝土桥梁裂缝及成因

根据裂缝形成的原因,可将其分为两大类。一般把由于设计、施工、选材不当,或结构所受荷载超过了设计荷载以及未预料到的事故等原因所造成的裂缝称为结构裂缝。除上述以外的原因引起的裂缝称为非结构裂缝。[1]

(一)结构裂缝的主要形式及其产生的原因

1.网状裂缝的特点及产生原因。此种裂纹多出现于腹板上,属表面龟裂, 无固定规律, 其深度不致触及钢筋,宽度很小(0.01~0.05mm),宽度在0.05mm 时,肉眼可见,以手触之有凸起之感。产生的原因主要是由混凝土梁表面与内部收缩不均匀引起。

2.下翼缘受拉区裂缝的特点及产生原因。裂缝在跨中分布较密(间距约占0.1~0.2m),两端逐渐减少,裂缝方向大致与主筋垂直,由下翼缘向上发展,至下梗肋即终止且宽度较细,一般在0.03~0.1mm之间;在动载作用下一般变化不大,经过较长时间运营已趋稳定。产生的原因:由于混凝土抗拉能力很低,梁受力产生挠曲变形所至。

3.横隔板处竖向裂缝特点及产生原因。在梁端及腹板断面的梁上均有发生,由棱角边缘向上延伸;宽度0.2~0.3mm。产生的原因:由于偏载、扭转(支座不平)等两片梁受力不匀;竖直剪力及腹板厚度剧变处应力集中等。

(二)非结构裂缝的主要形式及其产生的原因

1.沉陷裂缝的特点及产生原因。混凝土完全硬化前,其中的固体颗粒要缓慢下沉,并排出内含的气和水。此时结构物中的钢筋、预埋件、粗骨料以及模型板都有可能阻碍混凝土的沉陷,从而沿钢筋、预埋件和模型板边缘出现短而粗的断续裂缝。

2.塑性收缩裂缝的特点及产生原因。混凝土浇筑完成后,如果表面水分的蒸发速度超过内部水分上升到表面的速度,在混凝土表面就会出现均匀分布的、细的、相当直的塑性收缩裂缝。只要在施工中采取相应的措施,就能减少以至消灭以上两种裂缝。

3.收缩裂缝的特点及产生原因。这种裂缝在形成之初通常是很细的,宽度一般不会超过0.05mm。随着混凝土的干缩,裂缝会逐渐加宽,直到几个月后才趋于稳定。要避免这种裂缝是比较困难的。如果混凝土配比不当,局部灰浆集中或水灰比过大,造成混凝土不均匀收缩,也会局部产生大量收缩裂缝,这种裂缝应当避免。

(三)混凝土梁产生裂缝的主要原因

1.与材料有关的原因。水泥凝结时间不正常,水泥水化热过大,水泥膨胀量过大,使用活性骨料,骨料风化或含泥量大,混凝土干燥收缩,混凝土沉降收缩或滤水过多。

2.与施工有关的原因。拌和不均匀,搅拌时间过长,浇灌速度过快,振捣不充分,接缝处理不当,保护层厚度不够或钢筋被扰动,模板漏浆,支撑下沉,拆模过早,初期受冻,初期养护不够,硬化前受振动或加荷,预应力混凝土过早张拉或超张拉,养护混凝土时内外温差过大。

3.与使用环境有关的原因。环境温差与湿度变化过大,钢筋锈蚀、环境水的侵蚀作用,火灾或表面过热,冻胀或反复冻融作用,混凝土表面炭化。

二、混凝土桥梁的修补方法[3]

(一)表面封闭修补法

1.表面涂抹。通常是在混凝土表面沿宽度较小的裂缝涂抹树脂保护膜,在裂缝宽度有可能变动时,可采用具有跟踪性的焦油环氧树脂等材料。在裂缝多而且密集或者混凝土老化、砂浆离析的结构物上也可大面积涂抹保护膜。

2.“V”形或“U”形槽口充填修补。在只用上述表面涂抹处理不能充分修补的场合,可采用如下方法:在混凝土表面沿裂缝凿出“V”形或“U”形槽口,然后用树脂砂浆充填修补。填补前要用钢丝刷清除凿后已浮动的混凝土碎片,必要时可先上底层涂料然后填塞树脂砂浆。

3.凿深槽嵌补。先沿裂缝凿一条深槽,槽形根据裂缝位置和填补材料而定,然后在槽内嵌补各种黏结材料,如环氧砂浆、沥青、甲凝等。

4.表面喷浆。喷浆修补是在经凿毛处理的裂缝表面,喷射一层密实而且强度高的水泥砂浆保护层来封闭裂缝的一种修补方法。根据裂缝的部位、性质和修补要求与条件,可采用无筋素喷浆,或挂网喷浆结合凿槽嵌补等修补方法。

(二)压力灌浆法

先将结构物的裂缝或孔隙与外界封闭仅留出进浆口及排气孔,然后将配制的较低黏度的浆液通过压浆泵以一定的压力将浆液压入缝隙内并使其扩散、胶凝固化,以达到恢复整体性、强度、耐久性及抗渗性的目的。

1.水泥灌浆修补法。实施灌浆前应对修补部位裂缝再仔细检查一遍,以确定修补数量、范围、钻孔眼位置及浆液数量。灌浆一般采用不低于42.5级的普通水泥,灌浆压力一般为4.05×105~6.08×105Pa,浆液浓度一般不小于1.6:1(水与水泥的重量比)。灌浆加压设备,在工程量较大时宜采用灌浆机、灌(压)桨泵,也可采用风泵加压。工程量不大时可用手压泵施工,工程量特小时,可采用类似打气筒等工具改制成的注射器施工。

2.化学灌浆法。灌浆材料应具备黏结强度高、可灌性好等基本要求,一般常采用环氧和甲凝两类材料。环氧灌浆是以环氧树脂为主体,它的黏结力强、稳定性好、收缩小、耐腐蚀及机械强度高,裂缝宽度在0.1mm以上时采用环氧灌浆。甲凝灌浆是以甲基丙烯酸甲酷为主体,它具有黏度低可灌性好、抗拉强度高等特点,常用于修补裂缝宽度在0.1mm以下的细裂缝。灌浆一般采用纯压法灌浆。对于细小裂缝浆液需要较长的胶凝时间,常采用单液法灌浆。此时将所用的浆液在泵前混在一起,用灌浆机进行灌注。对于较宽的裂缝,要求浆液胶凝时间较短,常采用双液法灌浆,此时将所用的浆分成两大部分,用灌浆机分两路送至灌浆孔口混合装置再灌入裂缝。灌浆可采用单孔或群孔同时灌浆,但必须留有一定数量的排气孔。当在长裂缝上同时布有几个灌浆孔时,可按裂缝的深浅由下而上的顺序进行灌浆。当用灌浆泵进行灌桨时,压力一般由小至大逐步升高,达到设计压力后,再保持压力稳定,直至灌浆达到一定要求(吸浆率小于0.01以min时再延缓几分钟)再将阻塞器上的进浆管阀门关闭,以使裂缝内浆液在受压状态下胶凝固结。 灌浆完毕待浆液聚合固化后,即可将灌浆嘴一一拆除,并用环氧胶泥抹平。最后对每一道裂缝表面再刷一层环氧树脂水泥浆,确保封闭严实,并使其颜色与混凝土结构尽量保持一致。

(三)黏贴钢板施工法

黏贴钢板施工法是将整个钢板黏贴于待修补的裂缝位置上,使其与原有的混凝土成为整体,从而提高对荷载的抵抗力。用于黏贴的钢板厚度一般为4.5~6mm,而混凝土与钢板的黏结剂一般采用环氧基液黏结剂。

1.注入法黏贴钢板。这种方法是在混凝土表面与钢板之间加垫块等使两者之间保持一定空隙,并用环氧树脂胶泥封闭四周,而后从注入口注入环氧树脂,同时排出空隙中的空气。由于是从一方注入因而容易残留气泡,施工时一般用木锤随时敲打钢板来确定是否灌实。这种施工法虽然费时,但即使混凝土表面不平整也可进行施工。

2.压黏法黏贴钢板。这种施工方法是在混凝土表面及钢板表面各涂上1~2 mm厚的环氧树脂,然后利用已固定在混凝土中的锚杆把钢板压紧在混凝土面上,随着环氧树脂被挤出,黏贴面之间的空气也被排出。用这种方法几乎不会残留气泡,黏结效果也好。

三、结论

综上所述,混凝土桥梁出现裂缝的因素很多。因此,严格按照国家有关规范、技术标准进行设计、施工和监理,是保证结构安全耐用的前提和基础。在运营管理过程中,进一步加强巡查和管理,及时发现并采取适当的处理方式处理裂缝,也是相当重要的环节。

参考文献

[1]俞琦、陈语、王家林,桥梁抗震分析方法[J].重庆交通学院学报, 2006;

[2]乔东华、王磊,桥梁结构抗震分析方法研究[J].山西科技, 2007;

桥梁裂缝修补方法范文第2篇

关键词:道路桥梁;施工管理;裂缝

道路桥梁是交通运行的基础支持,为了提高道路桥梁的质量应该落实裂缝处理的工作。道路桥梁施工管理中规范好裂缝处理的工作,目的是解决道路桥梁中的裂缝病害,杜绝道路桥梁通行时发生安全事故。裂缝处理要从道路桥梁的实际情况出发,采用裂缝管理的方法恢复道路桥梁的正常状态,提升道路桥梁结构的安全性。

1.道路桥梁施工中的裂缝危害

裂缝病害影响了道路桥梁的整体结构,道路桥梁施工管理中发生裂缝病害后,最先会干预到道路桥梁的结构状态,导致内部结构暴露到空气中,继而会发生氧化、水损坏的问题,扩大道路桥梁结构中的裂缝病害[1]。道路桥梁施工中有温度裂缝、荷载裂缝、沉降裂缝等,均会对结构形成很大的破坏,不利于道路桥梁结构的稳定性与安全性。

2.道路桥梁施工中的裂缝问题

道路桥梁长期运行中,受到交通荷载、环境温度、自然降水等因素的干扰形成了裂缝病害。道路桥梁施工建设中,工程材料、施工人员等也是诱发裂缝问题的主要原因,道路桥梁发生裂缝问题后就要立即组织修复,降低裂缝的风险。道路桥梁施工中的裂缝病害是一项不可忽视的问题,在道路桥梁中引起不合理的风险,道路桥梁施工管理中应该组织裂缝处理,采用规范的裂缝处理手段,消除裂缝对道路桥梁的干扰,最主要的是在施工管理中实行裂缝预防措施,避免施工期间出现裂缝。裂缝预防和修复措施之间的相互配合,有利于高效处理道路桥梁的裂缝问题。

3.道路桥梁施工管理中的裂缝处理

道路桥梁施工管理中的裂缝处理分为两个部分,分别是裂缝预防和修复,结合道路桥梁的裂缝病害,例举裂缝处理的具体应用,如下:(1)裂缝预防。首先道路桥梁施工管理中,规范设计整个道路桥梁的结构负荷,规划出负荷承载的布局后分配道路桥梁的施工材料,促使道路桥梁的负荷能力可以超过实际载重,防止道路桥梁上发生过负荷问题[2]。道路桥梁荷载分配是布局设计中的关键,也是裂缝预防的关键措施,道路桥梁施工管理期间一定要注意荷载布局的有效分配,在施工过程中禁止发生超重、超负荷的问题,防止道路桥梁施工中有裂缝病害。道路桥梁施工现场时,人员踩踏、机械设备符合、钢筋预应力失控等,均为诱发负荷裂缝,负荷裂缝对道路桥梁的影响比较大,即使道路桥梁投入到交通运行中,也会出现负荷裂缝,由此施工人员管理时全局把控负荷承载的布局,从根本上确定道路桥梁具备负荷承载的能力,消除潜在的负荷裂缝问题。然后管理道路桥梁施工时的混凝土材料,混凝土中的水泥具有水热化的特征,其在道路桥梁中产生热胀冷缩,引起了温度裂缝[3]。道路施工管理时把控混凝土材料的应用,全面检查并审核混凝土的配合比,筛查各项材料是否达到规范的标准,以此来确保混凝土材料的强度,满足道路桥梁的需求,混凝土材料的配置要规范,控制好混凝土中的用水量,提高混凝土的质量才能预防混凝土结构裂缝,处理好道路桥梁中的结构裂缝问题。最后道路桥梁施工管理时注意管理工程环境,环境因素在道路桥梁裂缝预防中起到关键作用,施工管理中以温度裂缝为主实行裂缝预防。例如:施工人员在高温施工环境中要适量的向混凝土中加入水,及时补充混凝土中的水分,防止混凝土温度过高失水,如果混凝土所处的环境温度偏低,就要增加混凝土的保暖性,抑制混凝土表面失水固结,通过保暖措施提升混凝土的抗裂水平,防止道路桥梁混凝土表面裂缝。(2)裂缝修复。裂缝修复是指针对道路桥梁施工中已经出现的裂缝进行修复,恢复道路桥梁的整体结构。第一,道路桥梁施工中裂缝处理时,最常规的方法是内部灌浆修补,此类方法适用于各种类型的裂缝中,修复效果好。例如:桥梁结构上出现的裂缝,裂缝横纵不一、大小不同,此时就可以选用内部灌浆修补的方法,处理好裂缝边缘并向裂缝中灌入浆液,浆液填充到裂缝中起到修复的作用,桥梁裂缝内部灌入浆液后,在结构表层涂抹浆液,封堵裂缝口。内部灌浆修补处理裂缝时,注意选择匹配的浆液,深入研究道路桥梁的结构,选择好修复浆液,促进浆液与道路桥梁裂缝面的融合,进而修复好裂缝。第二,道路桥梁中细小、密集的裂缝,很难采用内部灌浆的方法完成修复,细小裂缝对道路桥梁的危害不大,针对此类情况施工管理时应该先处理道路桥梁的表面,直接在表面上安排混凝土贴补,隔断细小裂缝与外界空气、水分的接触,混凝土起到了防水阻隔的作用,一来修复道路桥梁的裂缝,二来防止裂缝继续扩大,保护好道路桥梁的结构。第三,道路桥梁中的荷载裂缝会降低结构的强度和耐久性,此类裂缝主要是破坏道路桥梁的结构[4]。施工管理中处理荷载类型的裂缝时需结合结构加固的方法,采用预应力法、锚固补充等方法加固结构后再进行裂缝修复,既不会影响道路桥梁的结构,也不会影响外观。一般情况下桥梁结构中经常采用结构加固的方法修复裂缝,例如:某桥梁的墩柱结构发生大型裂缝,裂缝位置暴露出了内部的钢筋,此时就要采用锚固补充的方法,也就是先锚固墩柱裂缝内部的结构,确定结构稳固后再实行表面的裂缝修复,锚固补充具有补强的作用,防止桥梁墩柱出现受力不平衡的问题。

4.结束语

道路桥梁施工管理中落实了裂缝处理的工作,弥补道路桥梁的裂缝缺陷,解决裂缝病害在道路桥梁中的危害性问题。道路桥梁施工管理中树立裂缝病害的意识,积极实行裂缝处理,有效控制道路桥梁结构中的裂缝病害,维护道路桥梁的质量与性能,为交通运行提供优质、安全的通行环境。

参考文献:

[1]时美超.道路桥梁施工中产生裂缝的原因及应对措施[J/OL].交通世界,2017(33):76-77.

桥梁裂缝修补方法范文第3篇

关键词:桥梁施工;混凝土裂缝;原因;措施

Abstract: the bridge construction often appears in concrete cracks, the serious influence the service life of the bridge. To ensure the quality of bridge, in construction, must according to the construction requirements, control the temperature, cracks should be comprehensive analysis after the cause of the tear, time and take effective measures. This paper, from the load, temperature and material of concrete crack to the analysis of the causes of, and puts forward the control and repair measures.

Keywords: bridge construction; Concrete crack; Reason; measures

中图分类号:U445文献标识码:A 文章编号:

混凝土是桥梁建筑结构的重要组成部分,其质量好坏直接关系到桥梁的安全和使用寿命。目前填充桥梁存在多种桥梁开裂现象,为了杜绝和防止这种现象的发生,除了要对施工进行有效管理外,还要在设计和施工等阶段采取有效措施来进行有效预防和解决。本文通过对填充墙桥梁开裂的原因的原因进行分析,探讨了各种桥梁开裂现象,并提出相应解决策略。在施工中,由于受外界因素及施工质量影响,混凝土的强度和耐久性会大大削弱,导致裂缝出现。如果不采取有效的修补措施,定会对桥梁使用造成负面影响,关键部位出现裂缝甚至会危及桥梁结构,导致混凝土碳化严重,钢筋保护层脱落,腐蚀,从而引发桥梁垮塌等恶性事故。为了避免这一局面的发生,施工人员必须严格按设计规范,采取有效的控制手段,确保混凝土结构的正常使用。

一、裂缝的种类和成因

1、桥梁设计构造和施工不当造成裂缝

对于设计构造和施工不当造成的桥梁开裂现象主要由以下几方面原因造成:第一,选用的砖块的外形尺寸不规范或者砖块的砌筑规格与桥梁的尺寸不相匹配时,桥梁难以被完全填满,使得桥梁和框架结构的梁板柱之间存在太大的空隙而开裂。第二,如果应力集中区等部位没有采取有效的拉结等加强措施时,容易导致桥梁因为撞击振动而开裂。第三,砖块的养护龄期不能达到要求的28天,或者在阴雨天的时候进行砌墙,这样都会使砌砖的过大收缩变形而导致桥梁开裂。第四,设计和施工的时候未能考虑顶层气体的砂浆强度,将桥梁砂浆强度尽量降到最低。据相关检测鉴定结果显示,顶层砌筑砂浆强度应该采用M2.5,而实际施工却未达到M1.0,导致屋面热胀引起推力而使桥梁开裂。

2、凝土砌块和混凝土砌块产生收缩

凝土砌块和混凝土砌块是两种含水的硅酸盐制品,其产生是一个水分减少的过程。一方面,这两种砖块都经过带水的养护,从含水量较高逐渐降低到含水量平衡,并随着水分的减少而出现制品的收缩。另一方面,水化硅酸盐是一种不稳定的热力学物质,与空气中的二氧化碳发生接触能进行碳化反映,释放出水化产物中的水,也造成了制品的收缩。新型桥梁的砌筑用这两种砖块,容易在使用过程中产生收缩现象,使桥梁的两端都受到约束,造成桥梁的收缩。于是,桥梁内部就会产生拉应力,并且呈现两边拉应力小,中间拉应力大的现象。当桥梁和柱子之间的连接强度大于桥梁材料的抗拉强度时,桥梁的中间位置就会出现裂缝;反之,当桥梁和柱子之间的连接强度小于桥梁材料的抗拉强度时,桥梁的边界处就会出现裂缝。

二、混凝土裂缝的防治措施

(一)、建立健全桥梁混凝土施工操作管理流程

要想有效的防治混凝土裂缝产生,首先要建立健全桥梁混凝土施工操作管理流程,在工人中加强施工操作管理流程教育,树立严格按桥梁混凝土施工操作管理流程的施工思想意识,坚决抵制形式主义,要进度不要质量的错误思想。从主观上重视并做到认真执行管理流程,将大大降低裂缝产生的机率。

(二)、严把材料关

其次,有效消除效消除桥梁施工中混凝土裂缝产生,应选择合适的材料并把好质量。采购时要根据桥梁建筑的地质条件和环境特点,选择适合桥梁浇筑的材料,并严格按照材料质量检验程序,确保材料质量合格。举例说明:在施工中可采取选择低热矿渣水泥和硅酸盐水泥、减小水泥细度、掺加粉煤灰等方法来降低水化热。在施工选料时,细骨料要采用级配良好的中粗砂和中砂,洁净的中粗砂最好,粗骨料选择时要以粒径大为好。也可以通过在水泥中适当添加添加剂,改善混凝土的特性。如添加减水剂可提高混凝土强度,改善其和易性;添加引气剂可以提高混凝土持久性,改善其可泵性;添加缓凝剂延缓凝土放热峰值出现时间等,通过以上严把材料关及采用材料合理配比,可有效消除混凝土桥梁的裂缝产生。

(三)采用科学的施工方法

最后,有效消除桥梁施工中混凝土裂缝产生要采用科学的施工方法。第一,拌制时,要科学计算用料,准确下料,控制出级口温度。第二,浇筑及拆除模板时,要严格控制时间,确保浇筑质量。第三,采取合理措施,做好表层隔热保护工作。第四,通水、冷却要科学、合理。第五,合理安排养护时间、做好施工保养工作。

三、 裂缝修补

(一) 表面修补

表面修补是混凝土裂缝修补最常见的方法。通常用于修补表面及深度裂缝,一般不会影响桥梁结构的承载力。修补裂缝时,一般是将混凝土表面涂抹水泥浆,以起到修补裂缝的目的。也可以选用环氧胶泥对混凝土表面进行涂抹,如需要做防腐处理,则可以在涂浆后做刷漆处理。但仅仅表面涂抹水泥浆,无法消除因拉应力的存在而可能引发的混凝土再次开裂现象,因此可将玻璃纤维布置于裂缝上,使其与水泥浆粘附为一体,从而可有效预防混凝土裂缝的再次开裂。

(二) 灌浆法

当混凝土裂缝严重影到响桥梁结构或桥梁有防渗等技术要求时,单纯的表面修补已经不能满足要求,此时可采取灌浆修补裂缝法。简单的说就是通过真空压力设备将浆质材料直接压进桥梁裂缝,浆质材料硬化后与混凝土合为一体,组成整体结构,从而达到密封裂缝的效果。按裂缝的严重程度从轻到重,浆质材料可选用水泥浆、环氧聚合物、甲基丙烯酸酯、聚氨酯等。

(三) 嵌缝法

嵌缝法是裂缝修补方法中非常有效的方法。所谓嵌缝法,即在混凝土的裂缝处开槽,在开好的槽内填充止水材料,这样既可对裂缝进行封堵,又有利于裂缝外观的平整。

结论:

对于目前来说,混凝土裂缝是桥梁施工中最常见的问题。然而,裂缝的产生对桥梁寿命的影响也是巨大的。在施工中,必须全面分析裂缝产生机理,控制施工温度,对于产生的裂缝必须采取积极有效的措施,这样才能确保桥梁质量。

作者简介:宋有志(1965-),男,汉族,籍贯:甘肃永昌人,单位:新疆天山水泥股份有限公司,学历:大专,职称:工程师,研究方向:水泥工艺

参考文献:

[1] 何荣才, 刘清华. 桥梁工程钻孔灌注桩施工工艺及施工事故处理[J]. 山西建筑, 2007,(22)

[2] 王少波. 澄海外砂大桥改造工程钻孔灌注桩成桩工艺探讨[J]. 中国新技术新产品, 2009,(13)

[3] 瞿洪海,邵劭,袁达贵,陈一飞. S226海滨大桥0号块、1号块的托架法施工[J]. 城市道桥与防洪, 2007,(10) .

[4] 颜东煌,赖敏芝,张克波,李学文. 茅草街大桥基于ANSYS的空间计算模型[J]. 长沙交通学院学报, 2003,(02) .

桥梁裂缝修补方法范文第4篇

【关键词】公路桥梁缺陷;成因;加固修复技术

现代社会,公路桥梁作为交通运输的重要枢纽,直接影响到交通荷载以及交通的流量。当公路桥梁工程投入使用后,会因为设计的局限性以及施工中的欠缺,致使公路桥梁出现一些缺陷,这些缺陷难以适应不断加剧的交通量。随着运输工具的不断发展以及运输工具负荷量的加大,公路桥梁经常处于一种超负荷的状态,从而对交通运输产生一定的隐患。对于这些隐患,应当及时采用有效的加固修复技术进行处理,否则可能造成交通运输的中断,影响到市政、公路等相关部门。

一、公路桥梁缺陷成因分析

(一)公路桥梁混凝土结构表层缺陷的原因分析

1、麻面成因。在施工的过程中,模板的表面粗糙以及模板湿润度不够,都会造成构件表面混凝土的水分被大量吸走形成麻面。

2、蜂窝成因。在施工中,混凝土灌注缺乏必要的振捣,在分层灌注时违规操作,运输时混凝土产生离析,或者模板的缝隙不够严,水泥砂浆大量流失等施工不当都是造成蜂窝的重要原因。

3、露筋成因。施工过程中,钢筋保护层位置发生移动,钢筋与模板相互紧贴,保护层混凝土振捣不彻底是形成暴筋的主要原因。

4、磨损成因。施工中由于混凝土强度不够,表面细料过多,在使用的过程中车轮的磨损,以及水量的冲击等都会对表层造成一定的磨损。

5、表层整块变形和脱落成因。公路桥梁表层整块变形或者脱落的最主要原因是来自外界作用。

(二)混凝土结构裂缝产生的原因分析

钢筋混凝土结构支撑桥梁产生的裂缝种类繁多。常见的有网状裂痕、竖向裂痕、斜向裂痕等。造成这些裂缝和裂痕的主要原因是:

1、材料原因。在施工中水泥材料的不正常凝固,混凝土的离析,水泥的膨胀;材料中含有泥土,或者使用的材料包含了风化岩等。

2、施工技术原因。施工中对混凝土的搅拌不均匀,搅拌时间出现严重问题,水泥量和水量比列失衡,灌注顺序颠倒,灌注速度过快或者过慢,施工缝隙处理出现问题,模板走位变形等。

3、环境原因。在施工中周围环境的湿度、温度变化,是造成混凝土架构裂痕的重要原因。

4、外力原因。在设计的过程中,没有充分考虑到结构、外力因素,施工中结构物的不均匀以及结构物的下沉是造成混凝土架构裂痕的原因之一。

(三)桥梁墩台裂缝以及成因分析

1、桥梁墩台网状裂缝成因。混凝土收缩过程中,由于混凝土收缩干燥,或者混凝土内部水化热和外部气温的温差,以及气温变化影响而产生的温度热应力是导致桥梁墩台网状裂缝的主要原因。

2、桥墩台身的水平裂缝成因。桥墩台身出现的水平裂痕通常情况下是因为混凝土灌注错误而造成的。

3、桥墩从下往上的上部裂痕成因。因为桥墩台建造过程中基础松软而产生一种不均匀的下沉而造成的。

4、桥梁墩台前墙断裂的裂缝成因。在施工过程中,墙间的填土非常重要,如果墙间的填补出现问题,或者基层承载力不足,就容易引起整个墙面的下沉、外倾甚至是断裂。

5、由支承垫石从下向上的裂缝成因。施工中墩台帽在支承垫石下没有加入应有的钢筋或者是受到所能承受的压力之外的冲击力。

6、双柱式桥墩下承墩台的竖向裂缝。主要是桩基松软,桩基下沉不均匀或者是局部受到应力造成的。

(四)公路桥梁面板缺陷原因分析

混凝土开裂、剥离,断面受损、钢筋露出,混凝土质量降低,混凝土出现变形等。这些主要是因为构建承载力不足,荷载增大造成的,桥面板端部构件上存在缺陷,主梁支撑机构不完善,以及自然灾害的影响。

二、公路桥梁修复技术和加固技术

(一)缺陷修补

1、混凝土公路桥面表层修补。对于混凝土公路桥面表层出现的麻面、露筋、磨损等修补方式,主要是先铲除受损部分,再采用修补材料进行相应的修补。修补材料主要包括混凝土,水泥砂浆以及环氧树脂等材料。混凝土修补时,混凝土的配置应当高于原混凝土配置,水和灰的比例也应当采用较小配置,在修复过程中加入适量的减水剂是必要手段。

2、公路桥梁结构裂痕修补。公路桥梁结构裂痕产生的原因是多种多样的,对于裂缝的修补方法主要有常用的表面封闭方法、表面粘贴修补方法以及灌浆修补方法。前两种方法修补裂痕只适合小面积小范围的修补,对于出现的严重的大面积的裂痕修补,需要用第三种方法,特别是裂缝宽度超过4分之一毫米的情况下,必须要用到灌浆修补法。灌浆材料分为水泥和化学材料两种。

3、桥梁构件设施的修补。对于桥梁面板、桥面辅助层、伸缩缝隙以及支座和排水等附属设施的维修,其修补方法相对比较简单。通常采用水泥砂浆以及环氧树脂材料进行修补。

(二)公路桥梁加固措施研究

公路桥梁的加固包括很多方面,具体为以下措施:

1、桥梁主梁的加固措施。对主梁的主要加固措施分为两种,一种是利用墩顶梁端空间对主梁进行横向加固。第二种是桥面伸缩缝隙设置在跳梁的梁顶中心位置,讲行车道铺装延伸搭架在挑梁上。

2、桥梁主拱圈的加固。对主拱圈的加固应当采用加大原横系梁的横截面,以横隔板替代拱顶部的横系梁,要加强横向的整体稳固性,使桥梁整体部分共同受力。

3、悬臂孔主梁的加固。在悬臂梁公路桥中,悬臂孔主梁的加固采用两种方案。一是用浇筑钢纤维混凝土的方法替换掉原来牛腿处的混凝土。在结合面上的粘贴材料要用环氧砂浆。另一种是将挂梁从两个支点搁在主梁上改为不同方向以多个支点搁在端横梁上。

(三)中板和台帽裂缝的处理

在对外露钢筋进行除锈,在裂缝处灌注灌封胶,在桥梁裂缝面的处理措施上面,应当用钢丝清理表面层,并且用丙酮进行清洗。在进行灌注的时候,注胶嘴的位置应当设置在裂缝较宽的地方。

桥梁裂缝修补方法范文第5篇

【关键词】 裂缝;耐久性;分析;控制措施;修补方法

1 概述

近年来,随着公路交通量不断增加,桥梁的负荷压力日益加重,在役桥梁结构随着使用时间的延续,不断出现各种各样的病害,由于维修工作的滞后,很多桥梁带病超负荷工作,结构的损伤不断累积导致结构性能过早劣化,承载力下降和耐久性降低。国外学者曾用“五倍定律”形象地描述了混凝土桥梁结构耐久性设计的重要性,由此导致的经济损失是巨大的。因此,混凝土桥梁结构的耐久性问题也受到国内外土木工程界的高度重视。

实践表明,混凝土结构的任何损伤和破坏,一般都是首先在混凝土结构中出现裂缝,裂缝是反映混凝土结构病害的晴雨表。不论何种原因产生的裂缝,都会对混凝土结构的耐久性造成影响。

2 混凝土桥梁裂缝分析

对混凝土桥梁结构裂缝进行分析,包括裂缝产生原因、裂缝的危害性评定,然后根据分析结果对裂缝进行修补和加固。如果对裂缝不经分析研究就盲目进行处理,不仅达不到预期的修补效果,还可能潜藏着突发性事故的危险。

2.1 裂缝产生原因

混凝土结构的裂缝是由材料内部的初始缺陷、微裂缝的扩展而引起的。除了混凝土材料自身特性和所处环境的影响外,混凝土结构的设计和施工质量、使用条件和防护措施、后期养护措施等都是直接影响因素。引起裂缝的原因和因素很多,可归纳为两类:

(1)非结构性裂缝

非结构性裂缝是由变形引起的裂缝,比如混凝土结构变形产生的收缩裂缝和温度裂缝。在混凝土收缩、温度变化等因素的作用下,混凝土结构的变形收到限制时,在结构内部就会产生自应力,当自应力达到混凝土抗拉强度极限值时,就会引起混凝土裂缝。裂缝一旦出现,变形得以释放,自应力也就消失了。

收缩裂缝:混凝土凝固时,由于水泥化产物的体积比反应前物质的总体积要小,因而产生收缩;混凝土在硬化过程忠随着水分的逐渐蒸发,体积逐渐缩小,称为干缩。当表面混凝土所受的拉力超过其抗拉强度时,便产生收缩裂缝。

温度裂缝:混凝土在运营过程中受阳光照射、大气及周围温度等因素影响,而出现冷热变化时,将发生收缩和膨胀,产生温度应力,温度应力超过混凝土强度时,即产生温度裂缝。

钢筋锈胀裂缝:又称顺筋裂缝。钢筋混凝土结构的裂缝与钢筋腐蚀是相互作用的。裂缝的存在会增加混凝土的渗透性,使钢筋的腐蚀加重;另一方面钢筋腐蚀后,腐蚀产物体积膨胀,使混凝土的保护层沿钢筋方向出现裂缝,严重者混凝土保护层会完全脱落。

(2)结构性裂缝

结构性裂缝又称受力裂缝,即在荷载作用下产生的裂缝,如弯曲裂缝、剪切裂缝、断开裂缝、扭曲裂缝和局部应力引起的裂缝等,裂缝的分布和宽度与外荷载有关。这类裂缝的出现,预示结构承载力不足或存在其他严重问题。

弯曲裂缝:车辆荷载在混凝土梁上施加弯矩时,将产生弯曲裂缝。

剪切裂缝:剪切裂缝也称作斜裂缝。首先发生在剪力最大的部位。对收弯构件和压弯构件,往往发生在支座负筋,由下部开始,沿着轴线成25°~50°左右的角度裂开。剪切裂缝一旦出现,就应该加强观察,视具体情况及时予以必要的加固处理。

断开裂缝:钢筋混凝土构件受拉时,进入整个截面的裂缝称为断开裂缝。

扭曲裂缝:钢筋混凝土构件受扭转与弯曲同时作用而产生的裂缝称为扭曲裂缝。该裂缝一般呈45°倾斜方向。

局部应力引起的裂缝:局部应力引起的裂缝主要表现在墩台或梁板支座位置受到较大局部压力处、构件突然受到冲击荷载直接作用处、以及位于构件受力角隅处。

这两类裂缝有明显的区别,危害效果也不相同。调查资料表明,在两类裂缝中以变形引起的裂缝占主导的约占80%,以荷载引起的裂缝占主导的约占20%,有时两类裂缝交融在一起。

2.2 裂缝状态判断

钢筋混凝土结构在使用状态下出现裂缝属于正常现象。但理论和大量试验表明结构的破坏又往往从裂缝开始,因此可以把桥上的裂缝分为“有害裂缝”和“无害裂缝”。

“有害裂缝”主要指:对桥梁结构的承载能力、变形、节点构造的牢固程度等有直接影响或严重影响的裂缝,如由于墩台不均匀沉降、倾斜造成的结构裂缝;由于主筋腐蚀而膨胀所引起的顺钢筋向裂缝;承重构件受荷载作用后,展开宽度超过规范要求限值的裂缝。“有害裂缝”必须采用相应的措施进行维修,以限制其进一步发展;因结构承载力不足而产生的“有害裂缝”,还需要对结构承载力进行补强。

“无害裂缝”主要指:暂时对桥梁结构不致产生安全方面的不利影响,但也不能认为是绝对无害的裂缝,待其发展到一定程度、结合其它方面的因素,也可能对桥梁结构安全产生威胁。需要长期观察记录该裂缝发展情况并加以分析,以采取相应措施。

3 裂缝控制措施

由于裂缝的产生的原因是多种多样的,并且裂缝的存在直接影响着混凝土桥梁结构的耐久性、安全性及可靠性。因此,对混凝土桥梁结构的裂缝进行分析研究,并根据导致裂缝产生的因素来控制结构的裂缝是十分必要的。

3.1 材料选用

混凝土主要由水泥、砂、骨料、水及外加剂组成。配置混凝土时选材不当或用料配合比不合理都可能导致结构产生裂缝。首先需选择质量合格的材料,配合比设计时应尽量采用低水灰比、低水泥用量、合理级配的集料,并且投料计量应准确,搅拌时间应保证,严禁任意更改水泥用量。

混凝土结构中的钢筋对混凝土的收缩有一定的约束作用,因此,钢筋也是裂缝控制的重要因素。合理的配筋,特别是构造配筋,细一点密一点可提高混凝土的极限抗拉能力,可有效避免构造性裂缝的产生,改善混凝土结构的抗裂性能。

3.2 设计方面

(1)根据桥梁跨径,选择合理的桥梁结构类型及结构尺寸。合理采用预应力结构,保证结构不出现拉应力或把拉应力控制在允许范围。

(2)根据结构所处的环境,选择合理的保护层厚度。

(3)合理布置构造钢筋,适当增加构造配筋可以防裂或控制裂缝宽度。

(4)由于温度变化的温差会引起结构的内应力或约束应力,结构计算时的温差取值、设计应力控制也是控制结构裂缝的一个重要因素。

3.3 施工措施

(1)严格控制材料质量,主要是混凝土的水灰比及塌落度。

(2)合理安排施工工序,控制施工工艺,特别是混凝土的拌合、运输及振捣控制,防止支架、模板变形过大,保证施工质量。

(3)选择适当的拆模时间。拆模过早,混凝土未达到一定强度容易开裂;拆模过晚,错过混凝土水化热峰值,影响结构的养护。

(4)加强混凝土的养护工作,减小混凝土收缩变形。

4 裂缝修补方法

裂缝的出现会降低混凝土结构的耐久性,引起钢筋的锈蚀,加速混凝土的碳化,从而影响结构的整体刚度及强度,降低结构的使用性能。因此,根据裂缝的特点,选择适当的修补措施,及时对裂缝进行处理是非常必要的。

混凝土桥梁结构的裂缝分为结构性裂缝和非结构性裂缝,对于收缩裂缝、温度裂缝和钢筋锈胀裂缝等非结构裂缝,可对裂缝进行封闭处理;对于由承载力不足等原因引起的结构裂缝,除对裂缝进行封闭处理外,还应选择适当的加固措施对结构进行补强。

4.1 封闭修补法

维修混凝土裂缝类病害,在桥梁构件承载力满足要求的条件下,仅需要考虑增加混凝土构件耐久性的需求,即对裂缝进行封闭处理,目的在于防止水气进入裂缝而造成钢筋锈蚀。目前,根据裂缝宽度的不同,最常用的裂缝封闭修补方法为表面涂抹封闭法和压力灌浆法。

4.1.1 表面涂抹封闭法

表面涂抹封闭法适用于裂缝宽度w<0.15mm且裂缝深度较浅密集型的细小裂缝,如:上部构造梁板裂缝、盖梁、台帽裂缝等。除了采用裂缝修补胶进行裂缝封闭外,还推荐采用水泥基渗透结晶型防水涂料——简称“赛柏斯”进行涂抹。“塞柏斯”含有特殊的活性物质,是一种催化剂,能渗透到混凝土内部产生结晶后与混凝土结构结合成一个整体,渗透深度通常达到10cm以上,超过环氧类防水涂料;并和混凝土的膨胀系数一致,不易产生裂缝;如产生新裂缝,它又可自愈,结晶进一步渗透,防水作用是永久的;而且不怕砸,不怕碰,不怕植物根系渗透,抗腐蚀、耐高低温;同时也是一种无毒、无公害环保型防水材料。另外,它的颜色和混凝土能保持一致,维修后景观效果较好;施工方法简便,维修成本较低。因此,对混凝土结构裂缝封闭防水效果良好。

4.1.2 压力灌浆法

压力灌浆法适用于裂缝宽度w≥0.15mm的裂缝,如:桥梁上部构造最大弯矩区通长裂缝、最大剪力区斜裂缝、沿受力主筋纵向裂缝;桥梁下部构造墩台竖向裂缝、斜裂缝等。压力灌浆法包括水泥灌浆修补和化学灌浆修补,两者的区别是灌浆材料的不同。化学灌浆是通过专业设备向裂缝中注入高分子化学浆材,经聚合、交联等化学反应生成高聚物,使被处理的部位胶结、增强、加固并形成整体,达到防渗、堵漏等目的。

4.2 凿槽嵌补法

在表面涂抹封闭处理不能充分修补的情况下,可采用在混凝土表面沿裂缝凿出“V”形或“U”形槽口,然后用环氧树脂或环氧砂浆充填修补。填补前要用钢丝刷清除凿除后已浮动的混凝土碎片,对钢筋进行除锈防锈处理,对钢筋腐蚀程度超过10%的,加焊相同直径的钢筋;在槽面涂以改性环氧树脂胶液等粘结剂,涂抹改性环氧砂浆嵌补。

4.3 表面喷浆修补法

表面喷浆修补时在经凿毛处理的裂缝表面,喷射一层密实而且高强度的水泥砂浆保护层来封闭裂缝。根据裂缝的部位、性质和修补要求与条件,可采用无筋喷浆或挂网喷浆结合凿槽嵌补等修补方法。

4.4 粘贴钢板(或FRP)加固法

对于由承载力不足等原因引起的结构裂缝,应选择适当的加固措施对结构进行补强,从而达到修补裂缝的目的。粘贴钢板加固法是将钢板粘贴在待修补的裂缝位置上,使其与原有的混凝土结构形成整体,从而提高结构对活载的抵抗能力,改善结构的受力性能。

5 结论

在工程实践中,裂缝是混凝土结构中普遍存在的现象,它的出现不仅会降低桥梁结构的使用功能,而且会引起钢筋的锈蚀,混凝土的碳化,降低材料的耐久性,影响桥梁结构的承载能力。因此严格按规程、规范要求施工,严把质量关,防患于未来,尽可能的采取各种有效措施来预防或降低混凝土裂缝的出现和发展。

参考文献

[1] 张树仁,王宗林.桥梁病害诊断与改造加固设计[M].人民交通出版社2006