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简论裂缝混凝土桥梁裂缝产生理由和防治措施

收藏本文 2024-03-16 点赞:9711 浏览:35725 作者:网友投稿原创标记本站原创

摘要:现代的混凝土桥梁正向着大跨度,结构整体性好的方向发展,这就对桥梁施工时的技术难度发出了严峻的挑战。混凝土桥梁的裂缝是桥梁的主要病害之一,其成因复杂而繁多,工程师带来了很大的难题。本文对混凝土桥梁裂缝的产生原因及修复办法进行简要的总结,以达到使桥梁结构安全、耐用及美观的目的。
关键词:混凝土桥梁 病害产生原因 裂缝防治
1007-0745(2013)06-0087-01
裂缝是混凝土桥梁最为常见的病害之一,桥梁一旦出现裂缝无论是从美观角度,抑或是从结构的安全角度都是十分有害的。现今的混凝土桥梁正向着大跨度,结构整体性好的方向发展,因此对裂缝的控制也就成为决定一座桥梁的成败之所在。由于混凝土桥梁的裂缝成因复杂,种类繁多,因此引起了桥梁工程界的普遍关注,本文就混凝土桥梁裂缝的成因及修缮办法进行简要的分析,以达到提高桥梁施工质量的目的。

一、桥梁混凝土裂缝的成因

(一)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。

(二)荷载引起的裂缝

混凝土桥梁受静、动荷载及次应力产生的裂缝称荷载裂缝,主要有弯曲裂缝、剪切裂缝、扭曲裂缝和局部应力引起的裂缝。荷载裂缝依荷载不同而呈现不同的特点。这类裂缝多出现在受拉区、受剪区或振动严重部位。如果受压区出现起皮或有沿受压方向的短裂缝,往往是结构达到承载力极限的标志,是结构破坏的前兆。

(三)收缩引起的裂缝

在实际工程中,混凝土因收缩所引起的裂缝是最常见的。在混凝土收缩种类中,塑性收缩和缩水收缩(干缩)是发生混凝土体积变形的主要原因,另外还有自生收缩和炭化收缩。混凝土收缩裂缝的特点是大部分属表面裂缝,裂缝宽度较细,且纵横交错,成龟裂状,形状没有任何规律。

(四)温度变形引起的裂缝

混凝土具有热胀冷缩的性质。水泥水化大部分集中在混凝土硬化初期,会放出较多的热量。由于混凝土散热缓慢,所以在大体积混凝土中,如不才取人工措施,混凝土内部温度会明显偏高,产生膨胀,而在同时,混凝土外部却随气温降低而冷却收缩,这是就会在混凝土中产生很大的温度应力。如果这个温度应力达到此时混凝土的极限抗拉强度,就会开裂。所以,对大体积混凝土,要尽量降低混凝土的发热量。另外,年温差、日照、骤然降温、养护不当等也会造成混凝土开裂。

二、混凝土桥梁裂缝防治措施

(一)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。

(二)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

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。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1~2mm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。

(三)表面修补法

表面修补法是一种简单、常见的修补方法。通常的处理措施是在裂缝的表面涂抹水泥浆、环氧胶泥或在混凝土表面涂刷油漆、沥青等防腐材料,若在裂缝表面粘贴玻璃纤维可以防止混凝土继续开裂。结构加固通常是加大混凝土结构的截面面积,在构件的角部外包型钢、采用预应力法加固、粘贴钢板加固、增设支点加固以及喷射混凝土补强加固。

(四)使用阶段防治措施

防止超载车辆损坏高速公路路面的措施:(1)加强路政管理。由于混凝土桥梁裂缝维修困难、费用高、影响行车安全等特性,过量超载造成路面迅速损坏,仅收点通行费得不偿失。考虑到公路收费还贷问题,以免交通量骤减影响收费,对数量最大的二类车来说,在管理的措施上,采取入口严格稽查的办法,不允许载货量超过交通部2000年2号令第三条第五款规定的车辆进入高速公路,是防止桥面过早破坏的最有效措施。(2)加强混凝土桥梁维护养护,管理各方主体各负其责,分头把关,按照行业规范标准,结合工程实际,严格履行各自职能。
三、总结
混凝土桥梁产生裂缝很常见,牵涉到设计、施工、运营管理等各个方面,关键是在设计时,认真验算,合理布置构造钢筋或预应力筋;对易出现裂缝的部位,通过施工过程的严格控制,尽可能地避免开裂或减少裂缝的数量,减少裂缝的长度和宽度,通过对裂缝的妥善处理,使裂缝不至于对结构产生危害,保证结构的正常使用。因此,对于裂缝的问题,设计者和施工人员都应予以重视,严格按照国家有关规范、技术标准进行设计、施工和运营,是保证混凝土桥梁结构安全耐用的前提和基础。
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