桥梁裂缝处理方法范文
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篇1
1.概述
随着我国交通事业的不断发展,混凝土以其取材广泛、价格低廉、高抗压强度、可成型性以及耐火好、难风化、养护费用低等优点被广泛应用桥梁建设中。同时混凝土由于抗拉强度较低,又具有易开裂的不足。混凝土桥梁裂缝产生的原因多而繁杂,但是危害却甚广,因此研究混凝土桥梁裂缝的成因及其处理方法就成为必要。
2.混凝土桥梁裂缝的成因
混凝土桥梁产生裂缝的原因很多,甚至是由多种因素共同作用引起的。但就其根本,混凝土产生裂缝的原因主要有如下几种:
2.1荷载引起裂缝。荷载裂缝主要指桥梁在正常运营状态下,由于动载荷静载引起的裂缝。荷载裂缝就其成因主要分为两种,一种是直接应力裂缝,另一种是次应力裂缝。由于设计阶段计算、施工方法与工艺选择及使用阶段养护等阶段不合理等产生的直接应力引起的裂缝称为直接应力裂缝;次应力裂缝是指由外荷载引起的次生应力产生裂缝,产生的原因有结构物在设计的外荷载作用下,实际的工作状态同常规计算有出入,或者在计算中有忽略不考虑的因素,故而在某些部位引起次生内力导致结构开裂;桥梁结构中凿槽、开洞、设置牛腿后计算图示难以精确模拟,根据经验设置受力钢筋使得桥梁结构与实际结构有出入。
2.2温度变化引起裂缝。温度裂缝是由于物体热胀冷缩的性质而引起的。混凝土结构在内部或者外部环境发生变化时产生变形,因为变形受到约束而在结构内产生应力,当该内力超过混凝土的开裂强度时,混凝土发生开裂。其中主要因素有年月温差引起的裂缝;日照使得桥梁局部升温不同引起的裂缝;极端天气造成温度突降引起的裂缝;施工水化热引起的裂缝等等。
2.3混凝土收缩徐变引起的裂缝。混凝土在整个硬化过程中,由于水分的流失造成混凝土收缩(干缩),在长期的荷载作用下,混凝土亦会因为施加的荷载而发生缓慢的变形(徐变),这些都会引起混凝土的开裂。
2.4地基变位引起裂缝。在结构物中,特别是对于超静定结构,地基的不均匀沉降和水平移位等变形,会引起结构物的内力进而引发结构开裂,主要影响因素有:地质勘查精确度不够、试验资料不够准确;地基地质差异太大或结构荷载差异过大;结构物的基础类型差别较大及基础分期建造;还有其他诸如地基冻胀,桥梁建成后地基条件发生变化以及基础处于不良地质等引起的桥梁基础变位。
2.5 钢筋锈蚀引起裂缝。由于不同的原因导致混凝土内部钢筋锈蚀,而钢筋在锈蚀的过程中体积膨胀到原来体积的2~4倍,从而导致混凝土产生应力进而破坏开裂。
2.6冻胀引起裂缝。由于外部环境气温降低至零下,造成混凝土空隙中的伸入水发生冰冻,水汽冻结的过程中膨胀,从而导致混凝土发生破坏。冻胀引起裂缝的机理同钢筋锈蚀引起裂缝的机理类似。
2.7施工材料和施工工艺引起裂缝。在施工过程中,由于施工材料不达标,从而导致混凝土质量下降,进而在荷载或其他因素的作用下产生裂缝;在混凝土结构浇筑、构件制作、起模、运输、堆放、拼装及吊装过程中,因施工工艺选择不当、施工质量低劣等原因,造成结构构件开裂。
3.混凝土桥梁裂缝的防治和处理
混凝土桥梁裂缝产生的原因很多,而且复杂,但是究其根本都是由于荷载或变形产生的直接或次生应力引起的,因此,在弄清了裂缝产生的原因后可以采取相应的措施减少甚至避免裂缝的发生。以减少桥梁构件和整体结构的破坏,也减少相应的维护加固损失。
对于荷载裂缝应该通过加强模型的精细程度,使之尽量同实际结构相吻合;对于温度裂缝应该尽量避免结构物处于交替变换的温度环境中;对于收缩徐变引起的裂缝则应该通过加强混凝土养护,使其充分达到其理想强度,减少强化过程中水分流失引起的收缩,减少因强度不足引起的徐变;对于地基变位引起裂缝则应该通过加强地质勘探和基础设计而减少基础变位的可能性;对于钢筋锈蚀引起的裂缝则应该加强混凝土内钢筋的保护;对于冻胀则应加强混凝土的抗渗性;对于施工材料引起和施工工艺引起裂缝则应该加强材料把关和施工工艺把关。尽量降低裂缝的产生,从而为桥梁安全健康运行提供一定的支持。
4.混凝土桥梁裂缝的处理方法
当混凝土桥梁因各种原因无法避免的产生裂缝时,这时为了桥梁的安全起见,就要对桥梁裂缝进行相应的处理。混凝土桥梁裂缝处理的方式主要有如下:
4.1表面处理法:包括表面涂抹和表面贴补法。表面涂抹适用范围是浆材难以灌入的细而浅的裂缝,深度未达到钢筋表面的发丝裂缝,不漏水的缝,不伸缩的裂缝以及不再活动的裂缝。表面贴补(土工膜或其它防水片)法适用于大面积漏水(蜂窝麻面等或不易确定具体漏水位置、变形缝)的防渗堵漏。
4.2填充法。用修补材料直接填充裂缝,一般用来修补较宽的裂缝(〉0.3mm),作业简单,费用低。宽度小于0.3mm,深度较浅的裂缝、或是裂缝中有充填物,用灌浆法很难达到效果的裂缝、以及小规模裂缝的简易处理可采取开V型槽,然后作填充处理。
4.3.灌浆法。此法应用范围广,从细微裂缝到大裂缝均可适用,处理效果好。
4.4结构补强法 。因超荷载产生的裂缝、裂缝长时间不处理导致的混凝土耐久性降低、火灾造成的裂缝等影响结构强度可采取结构补强法。包括断面补强法、锚固补强法、预应力法等混凝土裂缝处理效果的检查包括修补材料试验;钻心取样试验;压水试验;压气试验等。
篇2
关键词:桥梁工程,混凝土裂缝,变形裂缝,原因,预防处理
0 前言
大量工程实践及理论分析证明,钢筋混凝土桥梁构件基本上都是带裂缝工作的,只是有些裂缝很细,一般对结构危害不大,允许其存在,但是裂缝在使用荷载或在外界物理和化学因素作用下,不断产生和发展,引起混凝土碳化、保护层剥落及钢筋锈蚀,耐久性降低,严重时甚至发生垮塌事件,危害结构和人民生命财产的安全。混凝土变形裂缝的成因复杂、繁多、有时多种因素互相影响,但每一条裂缝均有其产生的一种或几种主要因素。。本文对钢筋混凝土桥梁变形裂缝的成因及预防处理方法作一简要介绍。
1 桥梁施工变形裂缝的形成原因
由变形引起的裂缝,又称为非结构性裂缝,如温度变化、混凝土收缩等因素引起的结构变形受到限制时,在结构内部就会产生自应力,当此应力达到混凝土抗拉强度极限值时,即会引起混凝土裂缝,裂缝一旦出现,变形得到释放,自应力也就消失了。混凝土的非结构性裂缝的产生受混凝土材料组成、浇筑方法、养护条件和使用环境等多因素影响。施工中混凝土非结构性裂缝产生的主要原因,大致可划分如下几种:
1.1温度变化引起的裂缝
混凝土具有热胀冷缩性质,当外部环境或结构内部温度发生变化,混凝土将发生变形,若变形遭到约束,则在结构内将产生应力,当应力超过混凝土抗拉强度时即产生温度裂缝。引起温度变化的主要施工因素有:
1.1.1 水化热 出现在施工过程中,大体积混凝土(厚度超过2.0m)浇筑之后由于水泥水化放热,致使内部温度很高,内外温差太大,致使表面出现裂缝。施工中应根据实际情况,尽量选择水化热化的水泥品种,限制水泥单位用量,减少骨料人模温度,降低内外温差,并缓慢降温,必要时可采用循环冷却系统进行内部散热,或采用薄层连续浇筑以加快散热。
1.1.2 蒸汽养护或冬季施工时施工措施不当 混凝土骤冷骤热,内外温度不均,易出现裂缝。
1.1.3焊接施工不当 预制T梁时横隔板安装,支座预埋钢板与调平钢板焊接时,若焊接措施不当,铁件附近混凝土容易烧伤开裂。采用电热法张拉预制应力构件时,预应力钢材温度可升高至350℃,混凝土构件也容易开裂。
1.2 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。
1.2.1 塑性收缩 发生在施工过程中、混凝土浇筑后4h~5h左右,此时水泥水化反应激烈,分子链逐渐形成,出现泌水和水分急剧蒸发,混凝土失水收缩,同时骨料因自重下沉,因此时混凝土尚未硬化,称为塑性收缩,塑性收缩所产生量级很大,可达1%左右。。在骨料下沉过程中若受到钢筋阻挡,便形成沿钢筋方向的裂缝。
1.2.2 缩水收缩(干缩) 混凝土结硬以后,随着表层水分逐渐蒸发,湿度逐步降低,混凝土体积减小,称为缩水收缩(干缩)。因混凝土表层水分损失很快,内部损失慢,因此产生表面收缩打、内部收缩小的不均匀收缩,表面收缩变形受到内部混凝土的约束,致使表面混凝土承受拉力,当表面混凝土承受拉力超过其抗拉强度时,便产生收缩裂缝。
1.3 钢筋锈蚀引起的裂缝
由于混凝土质量较差或保护层厚度不足,混凝土保护层受侵蚀炭化至钢筋表面,使钢筋周围混凝土碱度降低,或由于氯化物介入,钢筋周围氯离子含量较高,均可引起钢筋表面氧化膜破坏,钢筋中铁离子与侵入到混凝土中的氧气和水分发生锈蚀反应,其锈蚀物氧化铁体积比原来增长约2倍,从而对周围混凝土产生膨胀应力,导致保护层混凝土开裂、剥离,沿钢筋纵向产生裂缝,并有锈迹渗到混凝土表面,由于锈蚀,使得钢筋有效断面面积减小,钢筋与混凝土握裹力削弱,结构承载力下降,并将诱发其他形成的裂缝,加剧钢筋锈蚀,导致结构破坏。要防止钢筋锈蚀,施工时应控制混凝土的水灰比,加强振捣,保证混凝土的密实性,防止氧气侵入。
1.4施工材料质量引起的裂缝
混凝土主要由水泥、砂、骨料与拌合水及外加剂组成。配置混凝土所采用材料质量不合格,可能导致结构出现裂缝。
1.5施工工艺质量引起的裂缝
在混凝土结构浇筑、构件制作、起模、运输、堆放、拼装及吊装过程中,若施工工艺不合理、施工质量低劣,容易产生纵向的、横向的等各种裂缝,特别是细长薄壁结构更容易出现。
2混凝土裂缝的防治
2.1 施工预防措施
在25℃-30℃的高温环境下进行混凝土浇注施工时, 必须充分重视高气温、高蒸发对混凝土质量的影响。在施工过程中除严格按照国家有关技术标准和公路桥梁施工技术规范外,还应根据现场的实际情况及混凝土拌合物特征条件,采取行之有效的措施。
2.1.1 混凝土配合比设计 对混凝土配合比设计,应考虑高温,高蒸发引起拌和物塌落度的损失;适当调整混凝土配合比,增加用水量,加大水灰比,为避免混凝土塌落度下降可添加适量的高效减水剂。
2.1.2 桥梁工程所有水泥 多为普通硅酸盐水泥,普通硅酸盐水泥水化热高,混凝土蒸发收缩凝固较快,使混凝土表面产生裂缝,为缓解混凝土急剧收缩可适当掺入缓凝剂。
2.1.3 酷署高温 混凝土拌合用水均在30%以上,为改善混凝土浇注后温度过高,可在水中加水块降低混凝土拌合用水的温度,或者在夜间施工,避过高温烈日。
2.1.4 减低砂、石料的使用温度 砂、碎石等材料在混凝土中所占比例80%左右,因此在高温下必须采取遮阳洒水措施来降低砂、石料的使用温度。
2.2 混凝土表面养护措施
(1)高温下,钢模板安装后,由于裂缝在烈日暴晒下,温度很高,所以在浇注混凝土前,对钢模板外侧洒水养护是必须的。降温后,使混凝土表面不易粘模确保混凝土表面光洁;
(2)混凝土表面浇注完毕后由于混凝土水化热反映,钢模板温度很高,在钢模板外壁采用草袋覆盖,洒水降温,效果也较为明显;
(3)拆模后混凝土表面就立即用草袋覆盖洒水养护,保证混凝土表面湿润,对桥梁墩柱混凝土可采取塑料薄膜包裹养护,不因失水过多过快而产生裂缝。
2.3 施工工艺措施
2.3.1 材料的控制 施工工艺是保证混凝土构件质量的关键,施工操作应严格按照施工技术规范的有关规定进行,对原材料(钢筋、水泥、砂、碎石、水等)应进行严格的抽样检验。
2.3.2 混凝土拌和浇注 混凝土应严格按配合比计量投料,拌和时间≮1min-2min,使和易性好,不离析,不析水,运输时间短,浇注时分层浇注,分层厚度≯30cm。振捣时应让振捣棒插入前层5cm-10cm,振捣时间为1min左右,直至排出气泡为止。。
2.3.3 混凝土运输 混凝土运输是混凝土施工过程中的一道工序,运输工具保证不渗漏,不析水避免日晒雨淋。在运输过程中,混凝土不能离析,运输时间≯30 min,在高温下运输应及时检测混凝土坍落度,以确保由于蒸发而造成的水分损失,并及时调整坍落度。
2.3.4 混凝土坍落度的控制 混凝土坍落度是混凝土施工检测手段之一,用于评价混凝土拌和物的和易性。
2.3.5 混凝土养生养生的目的是减少混凝土内外温差。在桥梁施工中多采用洒水和薄膜两种养生方法。在混凝土浇注完毕后,应立即对混凝土构件进行覆盖,保持湿润。养生时间≮7d。
3 结语
混凝土桥梁发生变形裂缝的主要原因有以上几种,采取一定的设计和施工措施来克服和控制大的裂缝产生,是每一个工程技术人员都应该加强研究和及时预防的。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。在施工管理过程中,进一步深化对裂缝的预防和处理的研究,是十分有意义的。
参考文献:
[1]崔进强,浅谈桥梁施工裂缝的形成原因[J]科技咨询导报,2001,11
[2]混凝土裂缝的预防与处理,中华硕博网WWW.CHINA-B,COM,2009,5
篇3
关键词:桥梁;大体积混凝土;裂缝;水化热
1.前言
随着桥梁技术的突飞猛进,大体积混凝土在桥梁结构中应用的越来越多。我国普通混凝土配合比设计规范规定:混凝土结构物中实体最小尺寸不小于1m的部位所用的混凝土即为大体积混凝土;美国则规定为:任何现浇混凝土,只要有可能产生温度影响的混凝土均称为大体积混凝土。目前,国内外对机械荷载引起的开裂问题研究得较为透彻。而对温度荷载引起得有关裂缝的研究尚不充分。我们应对此加以重视,防止危害结构的裂缝产生。另外对于大体积混凝土内温度应力与裂缝控制也多集中在水利工程中的大坝、高层建筑的深基础底板。而对于桥梁中大体积混凝土的裂缝的研究并未得到足够的重视。
2.大体积混凝土裂缝产生的原因
2.1水泥水化热
水泥水化过程中放出大量的热,且主要集中在浇筑后的2~5d左右,从而使混凝土内部温度升高……尤其对于大体积混凝土来讲,这种现象更加严重。因为混凝土内部和表面的散热条件不同,因此混凝土中心温度很高,这样就会形成温度梯度,使混凝土内部产生压应力,表面产生拉应力,当拉应力超过混凝土的极限抗拉强度时混凝土表面就会产生裂缝。
2.2混凝土的收缩
混凝土在空气中硬结时体积减小的现象称为混凝土收缩。混凝土在不受外力的情况下的这种自发变形受到外部约束时(支承条件、钢筋等),将在混凝土中产生拉应力,使得混凝土开裂。引起混凝土的裂缝主要有塑性收缩、干燥收缩和温度收缩3种。在硬化初期主要是水泥水化凝固结硬过程中产生的体积变化,后期主要是混凝土内部自由水分蒸发而引起的干缩变形。
2.3外界气温、湿度变化
大体积混凝土结构在施工期间,外界气温的变化对裂缝的产生有着很大的影响。混凝土内部的温度是由浇筑温度、水泥水化热的绝热温升和结构的散热温度等各种温度叠加之和组成。浇筑温度与外界气温有着直接关系,外界气温愈高,混凝土的浇筑温度也就会愈高;如果外界温度降低则又会增加大体积混凝土的内外温度梯度。如果外界温度下降过快,会造成很大的温度应力,极易引发混凝土的开裂。另外外界的湿度对混凝土的裂缝也有很大的影响,外界的湿度降低会加速混凝土的干缩,也会导致混凝土裂缝的产生。
3.大体积混凝土施工质量控制措施
3.1大体积混凝土配合比设计
1)原材料选用。①水泥:由于水泥的用量直接影响着水化热的多少及混凝土温升,大体积混凝土应选用水化热较低的水泥,如低热矿渣硅酸盐水泥、中热硅酸盐水泥等,并尽可能减少水泥用量。②细骨料:宜采用Ⅱ区中砂,因为使用中砂可减少水及水泥的用量。③粗骨料:在可泵送情况下,选用粒径5-20mm连续级配石子,以减少混凝土收缩变形。④含泥量:在大体积混凝土中,粗细骨料的含泥量是要害问题,若骨料中含泥量偏多,不仅增加了混凝土的收缩变形,又严重降低了混凝土的抗拉强度,对抗裂的危害性很大。因此,骨料必须现场取样实测,石子的含泥量控制在1%以内,砂的含泥量控制在2%以内。⑤掺合料:应用添加粉煤灰技术。在混凝土中掺用的粉煤灰不仅能够节约水泥,降低水化热,增加混凝土和易性,而且能够大幅度提高混凝土后期强度,推移温升峰值出现时间。
2)减水剂的使用。采用减水剂,如SF一1缓凝高效减水剂;膨胀剂采用广泛使用的U型膨胀剂,如无水硫铝酸钙(C4S)或硫酸铝(Al2(SO4)),试验表明在混凝土添加了膨胀剂之后,混凝土内部产生的膨胀应力可以抵消一部分混凝土的收缩应力,相应地提高混凝土抗裂强度。
3.2温控措施及施工现场控制
1)温度预测分析。根据现场混凝土配合比和施工中的气温气候情况及各种养护方案,采用计算机仿真技术对混凝土施工期温度场及温差进行计算机模拟动态预测,提供结构沿厚度方向的温度分布及随混凝土龄期变化情况,制定混凝土在施工期内不产生温度裂缝的温控标准及进行保温养护优化选择。
2)混凝土浇筑方案。采用延缓温差梯度与降温梯度的措施,在浇筑前经详细计算安排分块、分层浇筑次序、流向、浇筑厚度、宽度、长度及前后浇筑的搭接时间;控制混凝土入模温度并加强振捣,严格控制振捣时间,移动距离和插入深度,保证振捣密实,严防漏振及过振,确保混凝土均匀密实;做好现场协调、组织管理,要有充足的人力、物力,保证施工按计划顺利进行,保证混凝土供应,确保不留冷缝;浇筑后对大体积混凝土表面较厚的水泥浆进行必要的处理(一般浇筑后3~4h内初步用水长刮尺刮平,初凝前用铁滚筒碾压两遍,再用木抹子搓平压实)以控制表面龟裂;混凝土浇灌完及拆模后,立即采取有效的保温措施并按规定覆盖养护。
3)混凝土温度监测。在混凝土内部及外部设置温度测点,并且设置保温材料温度测点及养护水温度测点,现场温度监测数据由数据采集仪自动采集并进行整理分析,每一测点的温度值及各测位中心测点与表层测点的温差值,作为研究调整控温措施的依据,防止混凝土出现温度裂缝。
4)温度应力检测。为反映温控效果可在少数混凝土层中埋设应变计进行温度应力检测,应变计沿水平方向布置,检测水平向应力分量。
5)通水冷却。采用薄壁钢管在一些混凝土浇筑分层中布设冷却水管,冷却水管使用前进行试水,防止管道漏水、阻塞,根据混凝土内部温度监测,控制冷却水管进水流量及温度。
3.3构造设计上采取的防裂措施
1)设计合理的结构形式,减少工程数量,降低水化热。如可根据悬索桥锚碇受力特点,设计挖空非关键受力部分混凝土体积,利用土方压重方案,减少混凝土结构体积。
2)充分利用混凝土在基坑有侧限条件,在混凝土中掺加微膨胀剂,使其在基坑约束下成一定的预压力,补偿混凝土内部温度、收缩产生的拉应力,从而有效的避免混凝土裂缝的产生。
3)大体积混凝土体积庞大,施工周期一般较长,依据结构受力情况(如悬索桥锚碇受力是逐步参与的,施工期仅承受自重和施工过程产生的次应力,此阶段受力不足其最终受力的30%),可合理的确定混凝土评定验收龄期,打破正常标准28d的评定验收龄期,改为60d或更多天,评定验收龄期充分考虑混凝土的后期强度,从而减低设计标号,达到减少混凝土水泥用量,降低水化热的目的。
4)由于边界存在约束才会产生温度应力,采用改善边界约束的构造设计,如遇有约束强的岩石类地基、较厚的混凝土垫层时,可在接触面上设滑动层来减少温度应力。在外约束的接触面上全部设滑动层,则可大大减弱外约束。
5)在设计构造方面还应重视合理配筋对混凝土结构抗裂的有益作用。可采取增配构造钢筋(配筋应尽可能采用小直径、小间距,全截面含筋率控制在0.3%~0.5%之间)、在混凝土表面增设金属扩张网等有效措施,有效地提高混凝土抗裂性能。
4.大体积混凝土的裂缝检查与处理
大体积混凝土的裂缝分为3种:表面裂缝、深层裂缝、贯穿裂缝。对于表面裂缝因其对结构力、耐久性和安全基本没有影响,一般不作处理。对深层裂缝和贯穿裂缝可以采取凿除裂缝,可以用风镐、风钻或人工将裂缝凿除,至看不见裂缝为止,凿槽断面为梯形再在上面浇筑混凝土。限裂钢筋,在处理较深的裂缝时,一般是在混凝土已充分冷却后,在裂缝上铺设I~2层的钢筋后再继续浇筑新混凝土。对比较严重的裂缝可以采取水泥灌浆和化学灌浆。水泥灌浆适用于裂缝宽度在0.5mm以上时,对于裂缝宽度小于0.5mm时应采取化学灌浆。化学灌浆材料一般使用环氧一糠醛丙酮系等浆材。
篇4
关键词:桥梁施工;结构化设计;裂缝;维护加固
随着社会的快速发展,城乡一体化进程的不断加快,人们的生产生活对交通道路运输的需求也越来越大。不合格的道路、桥梁将会给人们的生产生活造成巨大的损失。结构化的桥梁设计能够为人民带来极大的便利。然而,结构化的桥梁设计依然存在不足。桥梁结构裂缝的出现也会给人们造成损失。
桥梁结构裂缝是比较常见的桥梁危害,为了确保人们的生命、财产安全,相关部门应该做好桥梁结构裂缝的修护、加固,这对加强桥梁道路的性能,提高桥梁的效率具有非常重要的意义。
桥梁是一项意义深远的建筑工程,在交通领域应用极为广泛。在国内的桥梁施工过程中,使用最为频繁的就是钢筋混凝土桥梁结构。但是,近年来,道路交通量逐渐增加,车辆的载重也逐步提升,一旦桥梁施工不当,或者施工材料不合格,桥梁结构就会出现裂缝,威胁人们的生命、财产安全。为了确保人民的安全,保证桥梁道路的正常运营,桥梁结构裂缝的维修及加固就发挥了非常重要的作用,确保了整个桥梁工程的稳固性。
一、桥梁结构裂缝分析
桥梁结构裂缝产生的原因有很多,研究桥梁结构裂缝能够更好地解决桥梁裂缝问题,确保人民的生命财产安全。在桥梁的建设过程中,混凝土是其中主要材料之一,所以,分析桥梁结构裂缝需要从混凝土方面入手。
造成混凝土出现裂缝的原因有很多,从力学角度和平衡角度分析,混凝土出现裂缝的原因综合了各种因素,其中包括:受到的外力挤压,气温的骤变,含水量的骤减,以及在桥梁施工过程中,由于各方面的原因,要将混凝土进行特殊处理,在处理过程中,由于受力不均与,使得混凝土出现裂缝。还有就是物体本身的载重量达不到所要的范畴,导致混凝土出现裂缝。本文主要讨论桥梁结构裂缝。
混凝土结构裂缝的产生也会对桥梁构建造成一定程度上的危害,主要表现在以下几个方面:
1、桥梁的结构裂缝会加速混凝土的碳化,腐蚀钢筋表膜,破坏桥梁结构。
2、裂缝的产生还会降低混凝土抵抗侵蚀的能力。
3、裂缝的产生还会在一定程度上影响桥梁混凝土结构物的强度及其稳定性。
如果要减小桥梁结构裂缝的产生就应该从根本上采取科学的措施,确保桥梁结构具有足够的韧性,如下表所示,下表为结构物抗裂因子速结构抗裂能力的关系:
由此可见,做好桥梁结构裂缝的维护与加固就应该分析桥梁结构的细节,从根本上做好桥梁结构裂缝的维护与加固,争取用最小的投资获得最大的经济效益,延长桥梁的使用寿命。
二、桥梁结构裂缝的维护与加固
桥梁结构裂缝的维护与加固都是一项艰巨而复杂的任务,做好桥梁的维护与加固工作能够很好地延长桥梁的使用寿命,提高桥梁的质量,为人们创造更大的经济效益。
桥梁的加固工程要求施工技术简便、速度快、施工工期短,这就给桥梁裂缝的加固工作增加了一定的难度,另外加固工程的施工现场的条件也非常苛刻,加固工作通常会受到原来的桥梁结构、桥梁构件的影响,有很多大型的施工机械不能发挥自身的作用。此外,在桥梁结构裂缝的加固工作过程中,如果操作不当还会损害原有结构,造成不必要的损失。
传统的桥梁结构裂缝的加固方法主要分为裂缝修补和加固增强两大部分。裂缝修补主要是为了恢复结构原本的防水性、耐久性,达到修饰的美观效果。在裂缝的修补过程中,涉及到的技术主要有:表面处理法、注浆法、充填法、表面喷涂法等。
三、混凝土桥梁结构裂缝的维护方法
在桥梁施工过程中比较容易出现裂缝的过程就是混凝土的施工,造成混凝土出现裂缝的原因有很多,主要从力学、平衡学角度分析,混凝土出现裂缝的原因主要有:受到的外力挤压,气温的骤变,含水量的骤减等。
为了确保施工的质量,确保人民生活安全,在桥梁施工过程中一定要加强裂缝的控制,施工过程中可以通过一些手段避免桥梁裂缝的产生:
1、确保材料符合建筑要求,控制好温度,在施工过程中严格按照施工要求对材料、环境温度进行控制,适当地调整配合比例,科学地使用一些添加剂,可以有效的避免裂缝的产生。在施工时提高混凝土的密实度,严格控制砂石含量,确保混凝土配比合理,提高建筑的防水性和坚实性。
2、混凝土的浇筑。桥梁的建筑材料主要就是混凝土,在混凝土的制作过程中也需要按照建筑要求进行配合,拌合时间不能少于1--2分钟,运输时间不能超过30分汇总,振捣时间不能超过1分钟,一定要确保把气泡全部排出;
3、混凝土裂缝的修补。在施工过程中总会不可避免地产生一些裂缝,在裂缝产生时,一定要及时采用一些科学的手段修补裂缝,确保工程的安全。如果裂缝的宽度小于0.15mm,深度小于10mm,可以不用修补,一旦裂缝超过这个范围就必须要进行及时地处理。一般都会使用1:2的水泥砂浆处理,先凿到裂缝深处,然后再填充砂浆,另一方面也可以使用灌浆法处理。
4、用电解的方法改变环境中的空气比例。将空气冲入到特定的环境中,利用电解的方法,将空气中的正负离子分开,电解完全以后,再将混凝土放入其中,对于混凝土来说,加入离子会使得正负离子与混凝土自由结合,最终使得混凝土更加具有坚固性,当外界温度骤变时,混凝土的排列顺序会改变,那么加入的正负离子,会自动补充其缺少的结构,再次达到以前的结构,对于每一个分子来说,这就增加了他的灵活度,也提高了混凝土本身的能力。
上面的讲述的主要是桥梁结构裂缝在施工过程中的产生原因及其控制措施,同样,这些措施也可以应用于桥梁结构裂缝的维护工作中。
除了采取内部处理外,还要采取措施进行建筑结构与表面的综合处理,达到防渗结构补强,增强建筑整体性的要求。钢筋应该设置在垂直施工缝处:
结语:
对于桥梁建筑工程来说,混凝土的施工技术是至关重要的,但是在施工过程中普遍出现混凝土的裂缝,这就需要相关技术人员进行专业化的处理,保证建筑工程的顺利结束。在桥梁结构裂缝的维护与加固过程中,混凝土的施工技术也发挥着重要的作用。所以,这些工作一定要用专业化的知识技能处理。
参考文献:
[1]毛建灿.试论桥梁结构裂缝的维护与加固[J].道路施工,2011(4)
[2]周文军.混凝土结构裂缝控制有关问题的探讨[J].自然科学,2009(4)
[3]孙铁生.钢筋混凝土早期裂缝分析与控制[J].建筑监督检测与造价,2009(5)
篇5
关键词:市政桥梁; 裂缝; 防治措施
中图分类号:K928.78文献标识码:A 文章编号:
1.市政桥梁裂缝产生的原因
桥梁裂缝的成因复杂繁多,有时候只受到一种因素影响就产生裂缝,有时候需要多种因素的综合影响才会产生裂缝,笔者根据桥梁设计与施工的实际管理经验,将桥梁裂缝的种类和产生的原因进行了分类
1.1 直接应力裂缝
直接应力裂缝是指由外荷载引起的直接应力裂缝,产生的原因要从桥梁的设计计算、施工阶段和使用阶段进行综合分析,具体原因如下:①在桥梁的设计阶段,由于计算的模型不合理,结构计算的部分漏算或者结构受力假设不正确,导致与实际受力不符合;漏算或者少算荷载,导致配筋与内力计算错误,造成结构系统安全性不高;由于结构设计的时候没有充分考虑施工的各种可能性,导致设计的断面面积太小,造成钢筋的设置错误或者偏少和结构刚度不足;另外没有交代清楚设计图纸也很有可能造成构造的处理不当。②施工的时候,施工设备和材料没有按照规定堆放、对预制结构的受力特点没有充分了解、没有按照施工图纸施工、随意错位结构施工的顺序、擅自改变结构受力的模式、没有对设备振动下的疲劳强度进行验算等,将有可能造成桥梁裂缝的产生;③投入使用阶段的直接应力主要来自过桥车辆的超载、被车辆或者船舶接触和撞击、受到大风、地震和大学等自然因素的影响。
1.2 次应力裂缝
次应力裂缝是指外荷载引起的次生应力,对桥梁产生直接影响,产生裂缝。裂缝产生的原因如下:①设计外荷载的时候,没有将结构物实际运作状态进行计算考虑,外荷载的作用将会引起桥的某个部位开裂。②当需要在桥梁的结构中进行凿槽、升洞、设置牛腿等的时候,一般是根据经验进行受力钢筋设置,而受力构件在挖扎之后,其力流将会在空洞附近出现密集的绕射现象,产生巨大的应力。如果没有进行及时处理或者处理不当,构件形状突变出、结构转角处、受力钢筋截断处将很容易产生裂缝。
1.3 收缩裂缝
在桥梁的实际工程中,材料因收缩而引起的裂缝是最常见的,在收缩的种类中,塑性收缩和缩水收缩是发生材料体积变形的主要因素,而自动收缩和碳化收缩也是造成桥梁裂缝的常见因素:①在桥梁施工过程中,当混凝土在浇筑后的4至5个小时内,水泥将发生激烈的水化反应,出现急剧蒸发水分和泌水的现象,导致混凝土失水收缩,骨料自重下沉。如果自重下沉的骨料受到钢筋阻挡,将使桥梁产生沿着钢筋方向的裂缝。②在混凝土硬化之后,表层的水分将会快速损失,而内部水分的损失速度远远慢于外部,导致表面收缩大,内部收缩小的不均匀现象,表面的收缩受到内部混凝土的约束,当表面受到的拉力超过抗拉强度的时候,则会产生收缩裂缝。③空气中二氧化碳与水泥的水化物在湿度50%左右的时候,二氧化碳浓度增加速度加快,从而产生法学反应,引起收缩变形。
1.4 其他裂缝
一是施工材料质量引起的裂缝,桥梁的施工材料由水泥、砂、骨料、拌合水以及各种外剂组成。如果配置混凝土的材料的质量不过关,则会导致桥梁的结构出现裂缝。二是施工工艺质量引起的裂缝,在桥梁结构的建设中,混凝土的浇筑、构件的制作、材料的运输、起模、材料的堆放。、结构的拼装以及设备的吊装,如果施工的质量不过关,施工手艺不科学,则会给桥梁结构留下各种纵横交错的裂缝,尤其是细长的薄壁结构最容易产生裂缝。三是冻胀引起的裂缝,这种裂缝的产生方式多出现于北方,因为只有空气的温度低于零度的时候,混凝土由于吸水饱和,出现冰冻。而游离的水分会变成体积膨胀9%的冰,使得混凝土产生膨胀的应力;如果混凝土的凝胶孔在温度负7、8 度的过冷水中,其微观结构的迁移和重分布会引起渗透压,使得混凝土膨胀力加大和强度降低,从而出现裂缝。
2.市政桥梁裂缝处理方法
2.1 桥梁设计的裂缝预防方法
桥梁裂缝的防范处理首先要在设计的时候严格把关,根据桥梁的设计方案,并结合施工环境,进行设计预防:①为了避免运营和施工荷载影响下裂缝的产生,在进行桥梁结构设计的时候,要对重视施工阶段的验算,确保施工阶段结构的安全性;②在对桥梁梁体结构整体安全考虑的前提下,对梁体的局部进行应力分析和试验,防止应力过于集中造成混凝土开裂;③配置大跨径连续梁的竖向预应力筋的同时,也要布置一定数量的竖弯纵向束;④桥梁初步设计阶段以及偏载作用无横向时候的计算,运用平面计算模型,而空间模型只适用于使用阶段的结构验算;⑤合理进行腹板和底板等结构设计,防止结构开裂或者断裂。
2.2 桥梁裂缝的修补必要性判断
当桥梁产生的裂缝宽度小于0.2 毫米的时候,钢筋一般不会受到锈蚀。但是当裂缝不断增多而且宽度越来越大的时候,钢筋受到有害介质的侵蚀,桥梁的刚度才会相应降低,桥梁的使用寿命也受到很大的影响。桥梁裂缝修补的必要性主要看桥梁的种类或者桥梁有裂缝的部位,当年最大的裂缝宽度超过下面的限制,则要进行修补: ①普通钢筋混凝土桥梁:主筋附近竖向裂缝小于或者等于0.25mm;腹板竖向裂缝小于或者等于0.30mm。②预应力混凝土桥梁:竖向梁体小于或者等于0mm,即不允许出现裂缝;纵向梁体小于或者等于0.20mm;横隔板小于或者等0.30mm。③砖、石混凝土拱:拱圈横向小于或者等于0.30mm;拱圈纵向小于或者等于0.50mm;拱波与拱肋结合处小于或者等0.20mm。③墩台:墩台帽小于或者等于0.30mm;经常受浸蚀性环境水影响的有筋墩台身小于或者等于0.20mm;经常受浸蚀性环境水影响的无筋墩台身小于或者等于0.30mm;常年有水,但无浸蚀性影响的有筋墩台身小于或者等于0.25mm;常年有水,但无浸蚀性影响的无筋墩台小于或者等于0.35mm;干沟或者季节性有水河流墩台身小于或者等于0.40mm;有冻结作用部分的墩台小于或者等于0.20mm。
2.3 桥梁裂缝的修补方法
方法一:水泥灌浆
水泥灌浆是指将普通水泥、水泥浆液通过用不同方法钻成的孔眼,灌入裂缝中,水泥灌浆的压力和浆体稠度可在施工过程中根据实际的情况进行的调整,其施工工艺的程序分为裂缝检查、钻孔、清孔、止浆、堵漏步骤:①裂缝检查:上文已述;②钻孔:除了骑缝线孔不能偶顺着裂缝钻孔之外,其余的可以钻孔到裂面,形成大于30 度的裂缝面与钻孔轴线的交角,孔深穿过裂缝面的长度在半米以上;③清孔:用水冲洗钻孔之后,用压缩空气吹干;④止浆和堵漏:用水泥浆或者环氧砂浆进行止浆和堵漏处理。
方法二:化学灌浆化学灌浆主要是修补0.3mm 或者更细小的裂缝, 改善灌浆材料的可罐性能。这种灌浆方法施工机械操作简单,而且修补的效果好,在桥梁裂缝处理中得到广泛的应用。化学灌浆的步骤如下: ①裂缝的检查和清理:对该修补的部位进行详细的检查,将检查的结果进行记录;②埋设灌浆嘴:每个一段间距,在裂缝表面的钻孔处埋设灌浆嘴;③止浆:止浆的方法一般采用嵌缝止浆,对其余裂缝用玻璃丝布作全封闭处理;④压水和压气试验,主要是检查裂缝封闭和灌浆嘴是否畅通;⑤灌浆;⑥收尾处理:等到灌浆液凝固之后,拆除灌浆嘴,并对表面进行处理,最后是用水泥浆封闭颜色,并与原来混凝土的色彩一样。
方法三:其他裂缝修补方法
桥梁加固的裂缝处理主要发生在旧桥改造方面,包括更换桥梁部分构件、改变原来桥梁的结构体系、拆除和中间部分结构,其中的加固桥梁裂缝处理的方法如下:①在裂缝部位的混凝土表面,采用水泥砂浆、环氧砂浆、水泥浆等材料进行涂抹修补。②在经过凿毛处理的裂缝表面喷洒密实且强度高地水泥砂浆保护层;③当裂缝是由于超荷载产生的,而且产生时间较长,则可以考虑采用补强法、锚固补强法和预应力法等。④当浆材难以灌入细而浅的裂缝,则可以在表面贴上木工膜或者其他防水片。
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关键词:高速公路;桥梁;外观检测;修复
由于我国有部分梁桥工程在早年修建过程中所采用的施工技术并不成熟,从而导致部分高速路桥梁工程出现倒塌等事故现象频发,促使人们对于高速桥梁施工的质量以及工程质量的重视。而为了能够保证高速公路桥梁能够始终处在安全有效的使用范围内,桥梁结构的检测、修复工作则显示出了其自身所具有的重要性。绝大部分交通系统单位都会每年定期对即将通车的高速公路工程等进行验收检测,对其高速桥梁的外观以及桥梁进行动静测试。下文主要对高速公路桥梁外观检测以及修复处理进行了全面详细的阐述。
一、工程概况
本文案例高速公路是某地交通系统中极为重要的一个组成部分,高路线的方向总体呈现出西东走向,其工程全长达到了56.031km,该高速公路使用的六/四标准车道设计,其道路的设计速度为100km/h。该案例工程线路上共计设置有大中小桥梁55座,其桥梁的上部结构主要为预应力砼连续T梁、预应力砼组合箱梁、预应力砼空心板梁、现浇钢筋预应力砼连续箱梁、现浇钢筋砼连续箱梁等五种不同的桥梁结构。
二、桥梁外观检测方法与检测内容
(一)检测方法
在对桥梁现场实际情况进行检查的过程中,应当依据公路桥的相关技术规范来进行检测,因此,在对高速公路桥梁外观进行检测的过程中,使用桥检车、登高车、橡皮艇等方法来对其进行检测。
采用手持型的激光测距仪、裂缝观测仪、裂缝显微镜、望远镜以及数码相机等设备,利用这类仪器设备,再参照《公路桥涵养护规范》(JTG H11―2004)、公路工程质量检验评定标准第一册(土建工程)》(JTG F80/1-2004)等施工设计规范,对高速公路桥梁外观上所出现的受损缺陷进行分类,对桥梁技术状况进行评定。
(二)检测内容
主要对高速公路整条线路上的桥梁进行外观检测,并且对桥梁当前的工作现状进行记录,具体内容如下。
1.桥梁桥面系构造
桥面铺装层:纵、横坡是否顺适,有无严重的裂缝(龟裂、纵横裂缝)、坑槽、波浪、桥头跳车、防水层漏水。
伸缩缝:是否有异常变形、破损、脱落、漏水,是否造成明显的跳车。
护栏、栏杆等:有无撞坏、断裂、错位、缺件、剥落、锈蚀等。
桥面排水系统:是否顺畅,泄水管是否完好、畅通,桥头排水沟功能是否完好。
2.桥梁上部结构
承重构件、一般构件:主要检查包括结构裂缝,空洞、露筋、蜂窝、麻面、混凝土剥落、混凝土掉块等表层缺陷。
支座:检查包括支座装置的完整性;支座的清洁状况;支座上下钢板锈蚀状况;支座橡胶体的损坏状况;支座四氟板状况;支座开裂、偏位、变形、脱空;支座的伸缩状况;固定螺栓螺母损坏状况。
3.桥梁下部结构
墩台帽:检查包括结构裂缝、露筋、蜂窝等表层缺陷。
墩台身:检查包括结构裂缝、表层缺陷、位移状况;可见墩台基础冲刷、淘空状况。
锥坡、护坡:主要检查包括锥坡的破损、松动、位移、植物生长状况。
三、外观缺陷的分类及修复方案
(一)梁体缺陷处理
1.箱梁及T梁梁体裂缝缺陷处理
对于桥梁梁底的横向、腹板竖向以及翼缘板竖向等位置所出现的裂缝,当这类位置的裂缝宽度≤0.15mm的时候,可以使用环氧树脂来作为修复材料的主体,并且配上多种具有复合性能的固化剂、改性剂等材料所混合,从而使其形成具有高效能的封闭胶,在进行封闭胶涂抹之前,应当先对裂缝处所呈现出疏松不结实的部位完全剔除,并且将表面的浮灰全部清理干净,保持表面的整洁性。之后,便可以将环氧树脂与改性剂和固化剂等材料按照2:1的比例进行混合,使用腻子刮刀来对裂缝进行涂刮,其裂缝的缺陷处,要将封闭胶完全刮平;在沿着裂缝进行刮涂的过程中,其刮涂的厚度不能够低于3mm,宽度不能小于5mm,靠近裂缝的中心位置应当比周边略厚,其周边要逐渐薄下去。裂缝在经过刮胶处理之后,要在裂缝封闭胶上贴3层300g碳素纤维布,假如裂缝的宽度是>0.15mm,就应当在进行灌注封闭胶之后,再加贴上3层300g碳素纤维布。
灌注封闭胶施工工序:裂缝清理、粘贴注浆嘴和封闭裂缝、试漏、配置注浆液、压力注浆、二次注浆、清理表面。
裂缝清理:沿裂缝两边约 5cm 的混凝土表面用磨光机磨平,然后用湿布擦去表面尘土,注意保证缝中不得进水。
粘贴注浆嘴和封闭裂缝:塑料注浆嘴宜用粘嘴用浆骑缝粘贴,注浆嘴的间距20~30cm,裂缝数量较多时,具体做法如下:首先在预计要贴嘴的裂缝位置贴上专用白胶布条(宽1cm,长2cm左右),然后用窄毛刷将封缝用浆沿裂缝来回涂刷,使裂缝封闭。约10min后,揭去胶布条,露出小缝。然后,用粘嘴用浆将注浆嘴在预留小缝处骑缝粘上,整个底座都要粘嘴用浆包严,固化后周边可能有裂口,必须反复沿封缝用浆补上,以免注浆时出现漏浆现象。
试漏:试漏要逐条裂缝进行。每条连通的裂缝先将注浆嘴用铝柳钉堵上,留一个嘴用补缝器压气,在封闭的裂缝上涂肥皂水进行试漏。
注浆:用补缝器吸取注浆液,插入注浆嘴,用手推动补缝器活塞,使浆液通过注浆嘴压入裂缝,当相邻的嘴中流出浆液来时,就可以拔出补缝器,堵上铝柳丁,将补缝器移到相邻注浆嘴重复注浆。如果裂缝较细时,可以使用补缝器上的弹力装置对浆液自动加压。
2.流白灰缺陷处理
首先调查梁体流白灰的长度、宽度、流向等,接着凿除梁体流白灰、松散部分,并用钢丝刷清除混凝土体表面粉尘沙砾,然后用高强度混凝土拌一定的封闭胶水,封闭凿除的梁体。对于表面轻微流白体的梁体直接用钢丝刷将表面白灰、粉尘等清除干净,然后用专用裂缝封闭胶按照裂缝封闭的操作方法将原流白体部分封闭。
3.混凝土缺陷处理
梁板和盖梁处掉块、露筋的,对于单块面积≤0.1m (认为对混凝土整体性影响较小)的情况,对露筋进行除锈处理,清洁创口,并用环氧树脂砂浆进行填补;对于单块面积>0.1m 的情况,除对露筋进行除锈处理,清洁创口,并用环氧树脂砂浆进行填补,还应加贴碳纤维布。
(二)支座、防震块、台坡缺陷处理
支座限位钢条未拆除的,用小型电动切割机或气割将钢条及螺栓切除,并在切割过程中注意切割范围,不要伤及支座,保持支座的自由活动空间。采用人工清理墩面上的支座垃圾,尤其要将支座四周的垫石清理干净,保持支座的自由活动空间,也便于日常养护检查等。
四、结论
综上所述,高速公路桥梁外观上的缺陷是增大桥梁出现垮塌现象以及安全事故的主要原因之一,其桥梁上的缺陷会直接降低桥梁构造的承载能力,并且直接影响到桥梁相关功能的使用,从而对人们的人身安全以及生命安全带来威胁。所以,必须要对高速公路桥梁外表上所出现的缺陷进行检测修复,使用合适的方法来进行处理,同时,在施工的过程中也应当是有有效的施工预防措施来避免缺陷的出现,从而为桥梁安全使用带来一定的保障。
参考文献:
[1]JTG H11-2004 公路桥涵养护技术规范[S].
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关键词 桥梁缺陷;成因;修复加固技术
中图分类号U44 文献标识码A 文章编号 1674-6708(2014)108-0164-02
公路桥梁是交通运输系统的重要组成部分,在交通运输过程中起着非常重要的作用。它沟通了各个地区之间的经济联系,决定了交通系统的荷载和流量。近年来,随着我国交通运输业的不断发展,物流行业的发展以及人民生活水平的提高,行车密度及车辆载重越来越大,使人们对公路桥梁的质量和性能提出了更高的要求,对现代桥梁的施工质量和使用寿命逐渐关心起来。公路桥梁投入使用一定时间后,常常由于设计和施工的欠缺而出现一些缺陷。这些缺陷使公路桥梁交通运输的质量和效率降低,埋下极大的安全隐患,甚至威胁到人们的生命财产安全。如果不采取科学合理的措施对公路桥梁进行维护与加固,将可能影响到整个交通系统正常运行,甚至造成交通运输的中断。本文分析混凝土桥梁结构表层缺陷、混凝土构件裂缝缺陷等公路桥梁缺陷及其产生原因,并对相关的加固修复技术进行探讨。
1 混凝土桥梁结构表层缺陷及产生原因
混凝土桥梁结构表层缺陷主要可分由施工不当等人为因素引起和自然因素引起为两种,其中,施工不当等人为因素引起的缺陷主要有蜂窝、露筋、麻面、空洞等;自然因素引起的有磨损、锈蚀、老化、剥落等。
由人为因素引起桥梁缺陷的影响因素繁多且十分复杂,如水泥、骨料、脱模剂、模板等材料的质量、品种、配比;施工中的各项措施和工艺如混凝士拌制、运输及入模方式、浇筑方式、拆模时间长短和施工缝处理工艺与方法等均有可能出现失误而导致缺陷的产生。
在施工中,混凝土灌注过程中振捣不到位,分层灌注时违规操作,或在混凝土运输时,由于没有进行相应的保护措施渗入泥块和杂物;以及混凝土离析,模板缝隙不严,水泥砂浆流失等因素均可使混凝土桥梁结构表层出现麻面。在进行混凝土桥梁结构施工时,模板缝隙未堵严、支设不牢固或振捣棒碰及模板而使模板移位;钢筋过密、石子扣在钢筋下,使水泥浆不能充满钢筋周围,或钢筋垫块漏放、垫块少而使钢筋紧贴模板,以及保护层处混凝土振捣未能达标都可能产生露筋现象。模板表面粗糙不干净,粘有干硬水泥浆等杂物;脱模剂涂刷不匀或选用脱模剂不当;模板拼缝不严局部漏浆;混凝土振捣不密实或分层厚度控制不好,出现漏振而使气泡未能排出等都会导致空洞。此外,混凝土配合比不当、下料不准确,造成砂浆少石子多或混凝土搅拌时间短拌和不均匀;石子成堆混凝土一次下料过多,未分层振捣等都是导致缺陷产生的因素。
自然因素引起的缺陷主要是由于公路桥梁在使用过程中受到自然因素的影响,如雨水浸入导致钢筋锈蚀膨胀引起剥落,在严寒地区冰冻及干湿交替循环作用,或者受到具有侵蚀性水溶剂的化学侵蚀等。
2 混凝土构件裂缝缺陷及产生原因
桥梁混凝土裂缝及其危害是一个世界性的问题。桥梁工程中易出现的混凝土构件裂缝有以下几种:温度变化产生的裂缝;混凝士收缩引起的网状裂缝;下缘受拉区的裂缝、施加预应力引起的裂缝有先张法梁梁端锚固处的裂缝、后张法梁梁端锚固处的裂缝;使用荷载、运梁不当引起的裂缝;台座施工时或基础使用时变形引起的裂缝。混凝土构件的裂缝将产生非常严重的后果,如不及时处理将对桥梁的使用寿命产生影响,严重者将造成桥塌、车毁、人亡事故。
混凝土结构产生裂缝的原因较多,无论是前期的勘察、设计、施工的具体环节,还是在建造完成后存在不当的使用如超荷载等,均有可能导致产生混凝土构件裂缝。裂缝的产生原因从技术层面来看大致可分为两类,一是由外荷载引起的裂缝,称为结构性裂缝。二是混凝土自身应力形成的裂缝,即非结构性裂缝。裂缝产生的主要还与以下四个因素有关:材料性质有关的因素,如水泥的反常凝固和反常膨胀;施工有关的因素,如混合料搅拌不均匀,振捣不充分、施工缝处理不当等;环境条件有关的因素,如湿度的变化,构件内外温度的差异、高温熏烤、化学腐蚀等;构造、超过设计荷载以外的荷载,截面尺寸及钢筋用量不足等。
3 桥梁墩台常见缺陷
桥梁墩台基础在常年使用过程中,除了承受上部构造荷载外,还将承受土压力,风力,冰压力和浮力等等各种力的作用,混凝土收缩干燥、内外部温差、气温剧烈变化、日照影响而产生的温度拉应力或是由于冻胀、下沉或外倾而产生开裂等均有可能致使桥梁墩台基础出现问题;另外,由于过桥车辆的日益重型化,密集化,使墩台基出现了不同程度的损坏,产生各种裂缝,如墩台网状裂缝、从基础向上发展至墩台上部的裂缝、翼墙和前墙断裂的裂缝、由支承垫石从下向上发展的裂缝、桥墩墩帽顺桥轴线横贯墩帽的水平裂缝等等。
4 加固修复技术
公路桥梁产生的大部分缺陷主要是由施工不当导致的,比如蜂窝和空洞的形成就是因为违规操作,未经过充分振捣就继续灌注所导致,一般情况下只要在施工过程中严格要求,注重材质,是完全可以避免这些缺陷的。当这些缺陷出现的时候,常见的补救方法根据具体情况的不同,采用科学合理的方法进行修补。比如可采用橡胶管注入器将采用新型的材料树脂注入到缝中,使其恢复结构强度;对坑洼、麻面等缺陷,可采用树脂砂浆镘抹;对于载荷过高等问题,可采用钢板贴合、增设桁梁等方法恢复或提高构件强度,增加承载力。对砼构件的缺损应用聚合物改性材料修补,以防钢筋锈蚀或进一步损坏。
公路桥梁桥面板损坏的维修方法有修补施工法、加盖板施工法,支架施工法等。喷射钢纤维砂浆,焊接钢筋网并喷射钢纤维混凝土或钢纤维砂浆进行底面加固;采用钢筋混凝土加厚或钢纤维混凝土加厚、聚合物混凝土加厚、膨胀混凝土加厚等并在接合处凿毛处理加锚固钢筋进行顶面加固。还可采用刻槽封闭或凿槽嵌补方法,加配钢筋修补法,用柔性表面封闭法修补裂缝,灌浆封闭裂缝修补法等处理桥梁墩台常见缺陷。
5 结论
任何一座公路桥梁的使用过程中,或多或少都带有一定程度的缺陷,而造成桥梁缺陷的成因有很多种。如不加以处理,缺陷将越来越严重,最终危及到桥梁的安全。在对公路桥梁缺陷进行处理时,首先必须深入分析造成公路桥梁缺陷的具体原因,采取科学合理的技术手段对公路桥梁缺陷进行修复加固;更重要的是从设计、施工中去预防缺陷的发生,认真做好建设阶段各个过程的质量控制,彻底地改观这些常见缺陷的出现频率以及影响程度。
参考文献
[1]徐晓光,李晓东.公路桥梁混凝土构件常见外观缺陷及防治措施[J].中国高新技术企业,2011(36).
[2]李福强.公路桥梁工程混凝土外观缺陷的成因和防治措施[J].河南建材,2012(1).
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关键词:公路桥梁缺陷原因处理方法
中图分类号: K928 文献标识码: A 文章编号:
公路桥梁缺陷不仅影响外观形象,也会对桥梁的强度、耐久性产生影响,严重的则可能影响结构安全。因此,对公路桥梁产生缺陷的部位及施工工艺,必须引起施工、管理方的重视,确保其不出缺陷或尽量少出不影响结构耐久性和安全的小缺陷。
1、混凝土桥梁结构表层缺陷及产生原因
(1)蜂窝:施工不当所致,混凝土灌注中缺乏应有的振捣,分层灌注时违反操作规程,运输时混凝土产生离析,模板缝隙不严,水泥砂浆流失等。
(2)露筋:施工质量不好,如灌注时钢筋保护层垫块位移,钢筋紧贴模板,保护层处混凝土漏振或振捣不实。
(3)麻面:施工时采用模板表面不光滑,模板湿润又不够,致使构件表面混凝土内的水份被吸去。
(4)空洞:结构上钢筋布置过密,施工时混凝土被卡住,又未充分振捣就继续灌注上层混凝土,此外,严重漏浆亦能产生空洞。
(5)磨损:混凝土强度不足,表层细骨料太多,车轮磨损,高速水流冲刷,水流中又夹杂大量砂石等推移质或冰凌等漂浮物。
(6)锈蚀、老化、剥落:保护层太薄,结构出现裂缝,雨水浸入,钢筋锈蚀膨胀引起剥落,严寒地区冰冻及干湿交替循环作用,有侵蚀性水的化学侵蚀作用。
(7)表层成块脱落:外界作用。
(8)构件变形、接缝不平:施工不善或荷载作用下形成的变形等。
以上可采用混凝土修补或水泥砂浆修补法。常用修补材料为环氧材料。
2、混凝土构件裂缝缺陷及产生原因
钢筋混凝土简支梁桥常见裂缝有网状裂缝、下缘受拉区的裂缝、腹板上的竖向裂缝、腹板上的斜向裂缝、运梁不当引起的上部裂缝、梁端上部裂缝、梁侧水平裂缝、梁底纵向裂缝。预应力混凝土梁、悬臂梁和连接梁桥的常见裂缝有先张法梁梁端锚固处的裂缝、后张法梁梁端锚固处的裂缝、腹板收缩裂缝、悬臂梁剪切裂缝、悬臂箱梁锚固后接缝中的裂缝、底板裂缝、箱梁弯曲裂缝、连接梁弯曲裂缝、合拢浇筑段的裂缝、预应力梁下翼缘的纵向裂缝。
构件裂缝产生的主要原因有四方面:一是与材料性质有关的因素,如水泥的反常凝固,混凝土的离析与泛浆,水泥的反常膨胀,骨料中含有泥土,使用了反应性骨料或风化岩、混凝土干燥收缩。二是与施工有关的因素,如混合料搅拌不均匀,搅拌时间过长,用泵压送时水泥量及用水量的增加,灌注顺序的差错,灌注速度太快,振捣不充分,配筋混乱,保护层厚度不够,施工缝处理不当,模板变形,漏浆,支架下沉,脱模过早,硬化前受振动和荷载作用,初期养生中急剧干燥,养生初期冻害。三是与环境条件有关的因素,如周围环境与湿度的变化,构件内外温度的差异,反复冻融,内部钢筋锈蚀,因火灾而使混凝土表面受高温熏烤,受盐类的化学腐蚀。四是与构造、外力有关的因素,如设计荷载以内的荷载,设计荷载以外的荷载,以地震力为主的荷载,截面尺寸及钢筋用量不足,结构物不均匀下沉。
3、桥梁墩台常见裂缝
(1)墩台网状裂缝(由于混凝土收缩干燥引起或混凝土内部水化热和外部气温的温差及日气温变化影响和日照影响而产生的温度拉应力)。
(2)从基础向上发展至墩台上部的裂缝(基础松软产生不均匀沉降造成)。
(3)墩台身的水平裂缝(多为混凝土贯注不良所引起)。
(4)翼墙和前墙断裂的裂缝(往往由于墙间的填土不良。冻胀或基层承载力不足,引起下沉或外倾而产生开裂)。
(5)由支承垫石从下向上发展的裂缝(主要是由于墩台帽在支承垫石下未布置钢筋所致或可能受到较大的冲击力)。
(6)桥墩墩帽顺桥轴线横贯墩帽的水平裂缝(主要是局部应力所致,因梁和活载的作用力集中地通过支座传至桥墩,使其周围墩顶其他部位产生拉应力)。
(7)双柱式桥墩下承台的竖向裂缝(由于桩基下沉不均匀或局部应力所致)。
(8)支承相邻不等高的墩盖梁、雉墙上的竖向裂缝(由于局部应力所致)。
(9)墩台盖梁自上而下的垂直裂缝(桩基下沉不均匀而引起盖梁上的不均匀受力)。
(10)镶面石突出的裂缝(由于镶面石与墩台连接不良所引起)。
(11)悬臂桥墩角隅处的裂缝(由于局部应力引起)。
以上可采用刻槽封闭或凿槽嵌补方法,加配钢筋修补法,钢板粘贴修补裂缝,表面喷浆修补裂缝,用柔性表面封闭法修补裂缝,灌浆封闭裂缝修补法等。
4、钢筋混凝土桥面板缺陷及产生原因
混凝土开裂、混凝土剥离,断面破损、钢筋外露、锈蚀,混凝土质量下降,异常变形等。这些是由于荷载增大(构件承载力不足),构造上的缺陷(桥面板端部等),支撑结构不完整(主梁等构件刚度不足等),施工上缺陷(保护层不够、蜂窝麻面等),气象作用(冻融作用、化学作用、盐腐蚀等),灾害(地震、火灾、受落下物撞击等),徐变及收缩过大等。
桥面板损坏的维修方法有修补施工法、加盖板施工法,支架施工法等。
一般桥面补强层加固方法有底面加固和顶面加固。
底面加固主要是喷射钢纤维砂浆,焊接钢筋网并喷射钢纤维混凝土或钢纤维砂浆。顶面加固主要是采用钢筋混凝土加厚或钢纤维混凝土加厚、聚合物混凝土加厚、膨胀混凝土加厚等并在接合处凿毛处理加锚固钢筋。
目前国内外许多大公司和科研结构都投入很大力量对这一难题进行研究,开发桥梁的养护、维修、加固及更换的系列技术,并相应开发出一批新型修复材料,能够有效的解决上述“瓶颈”的难题。
5、介绍几种新型的处理方法
(1)“壁可”法:
采用橡胶管注入器,利用其持续的恒定压力将树脂材料自动注入到缝中,注入材料粘度极低,可深入到宽仅0.02mm 的细缝末端,恢复结构强度。
(2)修补路面裂缝、坑洼、麻面:
采用不同粘度的树脂材料对各种宽度的裂缝进行灌注,可立即开放交通。对坑洼、麻面采用树脂砂浆镘抹,材料柔韧、耐磨、抗滑,与铺层结合牢固。
(3)路面防滑铺装方法:
在弯道、交叉路口等重要路段铺设树脂砂浆,可取得优异的防滑效果,保证行车安全。
(4)隧道、涵洞不渗漏水的治理方法:
摒弃传统的堵水思想,采取引导的方法,对接缝、裂缝、衬砌面渗水均有对策。
(5)桥梁结构的维修、加固方法:
采用钢板贴合、增设桁梁等方法恢复或提高构件强度,增加承载力。对砼构件的肃落、缺损,用聚合物改性材料修补,以防钢筋锈蚀或进一步损坏,美化外观。
(6)桥梁伸缩缝:
有九大类、数十个规格型号可供选择,用柔性树脂砂浆作为回填材料更能发挥其优良性能。
(7)砼及钢构件的涂装防护方法:
用于防止构件的破坏,对盐害、碱骨料反应、中性化、化学腐蚀、冻融破坏等均有相应的对策,涂层美观持久。
参考文献:
[1] 郭喜付,崔凤华.浅谈公路桥梁缺陷成因及修复加固技术[J]. 黑龙江科技信息. 2007(05)
[2] 盖群.浅谈公路桥梁缺陷成因及修复加固技术[J]. 黑龙江科技信息. 2008(12)
[3] 周明.论公路桥梁缺陷产生的原因及其修复加固技术[J]. 今日科苑. 2008(04)
[4] 林志娟.浅谈公路桥梁缺陷成因及修复加固技术[J]. 黑龙江科技信息. 2010(03)
篇9
关键词:桥梁病害;成因;加固;维护
0、引言
桥梁结构及构造的完整性直接关系到公路交通的安全性与舒适性,直接与人民的生命安全息息相关。随着交通压力的增大以及超期服役桥梁的增加,桥梁病害事故经常发生,存在质量安全隐患,同时还容易造成坍塌事故,给人民的生命和财产安全带来极大的威胁。因此,分析桥梁病害成因,并提出加固维护措施具有现实的工程意义。
1、桥梁典型病害成因分析
1.1 混凝土桥梁结构表层缺陷成因
混凝土桥梁结构表层缺陷及其成因主要包括下面这样几种:①蜂窝,施工过程中由于振捣不够,由于在分层浇灌的过程中没有按照既定的规程来进行,混凝土运输距离过远而出现离析的现象或者是由于模板缝隙过大,导致水泥砂浆出现流失的问题;②露筋,灌注施工过程中由于钢筋保护层的垫块发生位移、钢筋与模板紧贴、在保护层处存在漏振等问题;③麻面,施工中采用的模板表面不够光滑,且其过于干燥,导致浇注成的结构件表层水分被模板吸收;④空洞,结构件中的钢筋排列过密,浇注的混凝土卡在其中,影响了上层的浇灌和后续的振捣,或者是出现严重的漏浆问题;⑤磨损,由于混凝土的强度不足,或者是表层的细骨料太多,在车轮的不断磨损,水流的冲刷下而出现磨损过快的问题;⑥锈蚀,老化和剥落问题,这主要是由于混凝土的结构保护层过薄的原因,一旦保护层出现裂缝,雨水将浸入其中,引起钢筋的锈蚀,之后钢筋膨胀而引起剥落的加剧。尤其是在一些冰冻严重的地区,还存在温度干湿交替的作用,使得锈蚀和剥落加剧;⑦结构件变形,施工或者是由于载荷不均匀而导致结构件出现明显变形。
1.2 桥梁构件裂缝缺陷成因
混凝土简支梁桥梁常见的几种裂缝主要包括:网状裂缝、梁下缘受拉区域裂缝、腹板垂直方向裂缝与斜向裂缝、梁运输过程导致的上部裂缝、梁端上部裂缝、侧面水平裂缝以及底部的纵向裂缝。而对于预应力混凝土桥梁而言,常见的裂缝主要包括:梁端锚固处出现的裂缝、腹板处存在的收缩裂缝、悬臂梁存在的剪切裂缝以及锚固后接缝处存在的裂缝、底板和箱梁处存在的裂缝,连接和合拢的浇筑段裂缝以及预应力梁的翼缘存在的纵向裂缝。
导致构件存在裂缝缺陷的原因包括这样四个方面:其一,材料因素,例如水泥出现反常凝固、膨胀,离析与泛浆,骨料当中含有泥土或者是采用了反应性的骨料和风化岩等,导致混凝土出现干燥收缩;其二,与施工相关的因素,拌和过程中由于搅拌不均、坍落度过大、浇灌顺序出现偏差、浇灌速度过快,振捣不均以及配筋过于混乱等;其三,与施工环境相关的因素,例如施工周围环境温度、湿度等出现变化,导致构建内外出现较大的差异,或者是反复冻融,导致混凝土内部钢筋的锈蚀等;其四,与构造和外力相关的因素,例如设计载荷、地震力载荷、桥梁的截面尺寸或者是钢筋的用量不够,结构件出现不均匀沉降。
1.3 桥梁设计缺陷
设计过程中所采用的极限载荷包括正常使用极限状态以及承载能力极限状态两种。其中,承载能力极限又包括:结构所能够达到的最大承载能力,即结构整体或者一部分失去稳定能力的状态;另一个是指在重复载荷作用下由于材料出现疲劳而出现的疲劳破坏,即所谓的疲劳极限。当前在进行桥梁结构设计的过程中,就钢筋混凝土桥梁而言,由于桥梁结构自身重量所占据的载荷比较大,载荷引起的疲劳影响较小,因此设计时一般不考虑重复载荷对桥梁结构带来的影响。该种方法对于主梁以及桥墩台等而言是一种高效的方法,但是对于一些其他的附件而言,设计过程中忽略疲劳极限问题则会带来危险。例如,在桥梁的行车道板设计中,假若不考虑疲劳载荷的影响,将在使用过程中出现提前损坏的现象。
2、桥梁病害维护措施
2.1 桥梁裂缝的修补措施
对桥梁裂缝进行修补的主要目的在于对桥梁的结构进行恢复,提高桥梁的耐水性和防水性,主要采取的修补措施包括:
(1)表面处理
在采用砂轮、钢丝刷等工具将混凝土表层裂缝宽度5cm范围内的灰尘和污物清理干净,一般采用稀料进行擦拭。之后在裂缝的表层涂上填料并在表层涂抹上防水材料,进而提高混凝土结构的防水性能和耐久能力。值得注意的是,所采用的填料和防水材料要尽量使用具有伸缩能力的材料。
(2)注浆修补
在混凝土的裂缝处诸如细砂水泥或者是环氧胶等材料,达到增加其耐久性及防水能力的目的。注浆过程中要对注入压力进行控制,一般采用低压低速的防水。注入之后再用钢钉进行加固,进而增加混凝土裂缝的整体性,并防止裂缝的继续扩散。
(3)填充修补
通常在裂缝较宽时可以采用这种方法,其具体的做法就是沿着裂缝凿出一条较深的槽,之后在槽中直接嵌入多种粘接性材料,诸如细砂水泥浆、环氧树脂胶沥青等其他的化学补强剂等。
(4)表面喷涂
在对混凝土裂缝经过表面光洁度处理之后,在裂缝处直接喷射出一层密实、粘度较高的水泥砂浆保护层,对裂缝进行封闭,达到修补的目的。在进行喷浆施工之前,应该将表层的疏松部分予以清除,清洗干净之后在进行喷涂,且保证喷涂之时具有一定的湿润度。
(5)粘结钢板封闭法
这种方法主要用于对钢筋构件处产生的拉应力裂缝进行修补,在进行适当的事前处理之后,在裂缝处直接粘接钢板,然后用膨胀螺栓来对钢板施加压力。粘接过程中要保证钢板的粘结方向与裂缝方向相互垂直。
2.2 桥梁的加固、维护措施
下面将以桥梁上部结构及其加固方法来论述桥梁的加固与维护措施。针对梁式桥上部结构的加固,主要采用的加固措施和方法有:增大截面的加固、外部预应力加固、结构体系更新加固、外部粘贴加固和加设纵向梁加固等方法。其中,增大截面的加固方法是指采用增加构件截面积的方法,以载荷大小以及净空条件为依据,又可以将其分为以增加配筋为主和以增加截面面积为主两种方式。而外部预应力加固就是根据预应力原理,在构件上施加一定的初始应力,通过预应力变形来进行加固。例如,当在对受拉区域施加预应力时,不但可以减小自重带来的应力,同时还可以起到减小跨中挠度,闭合裂缝的作用。结构体系更新加固方就是通过增加支撑或者是桥墩的方式,将简支梁变成叠合梁,有效的减少梁内控制截面最大弯矩值,提高整体承载能力。而外部粘贴加固方法就是采用型钢、玻璃钢等其他材料,利用环氧树脂将其粘合在结构的外部,到增加结构承载能力的一种加固方法。这种方法一般适合于那种结构构件的尺寸受到限制,但是又需要迅速的增加结构的承载能力的场合。采用这种方法进行加固时,要确保粘合剂的质量。而对于加设纵向梁的加固方法,主要是使得加固之后桥梁的载荷在新加设的结构中得到重新分布,使得之前的梁所承受的载荷下降。采用这种方式加固后的桥梁的刚度和承载能力都得到了有效的提高。
结语
在进行桥梁病害的维护以及桥梁的加固过程中,应该充分的利用现代工程科学技术,建立起一套集桥梁载荷数据管理、桥梁技术状况评估以及桥梁寿命预测等于一体的桥梁维护体系。根据具体的桥梁健康状况进行针对性的养护和管理,从根本意义上实现对桥梁的管理。
参考文献:
[1] 殷丽媛. 浅论公路桥梁病害产生的原因. 黑龙江科技信息. 2012,06:226.
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关键词:桥梁,预防性养护,裂缝封闭,缺陷修补
中图分类号:K928.78 文献标识码:A 文章编号:
1 概述
预防性养护在桥梁领域作为一个完整的概念于20世纪80年代提出。预防性养护产生的根本原因是日渐增长的养护费用和公众对桥梁系统的要求,迫使管理者寻求更具成本效益的管理方式,即用最佳成本效益的养护措施,充分实现公路桥梁的使用功能,并不断提高其服务水平。预防性养护有别于矫正性养护这一传统的养护理念,其主要有两个内涵:一是让状态良好的桥梁保持更长时间,延缓病害的出现;二是在恰当的时机,用最佳的方法对桥梁进行养护,也即在桥梁病害处在萌芽状态时,对桥梁采取的一系列有效延缓或阻止其出现严重病害的技术。
恰当的预防性养护技术措施将延长桥梁使用周期寿命,降低养护成本,从而促进节约型交通建设的快速发展。
2 桥梁预防性养护的必要性
桥梁预防性养护就是通过对桥梁的定期检测(专项检测)和经常性检查,系统掌握桥梁技术状况,及时发现缺陷、损坏等异常情况,在桥梁没有发生结构性破坏前,为了更好的保持桥梁的良好运营状态,延缓桥梁未来的破坏,获取桥梁生命周期内的最大效益,在不增加结构承载能力的前提下,针对桥梁出现或可能出现的病害,在适当时机,采取相应的养护措施,来改善桥梁的总体功能状况,提升桥梁服务水平。
目前我国虽然加固改建了一部分危桥旧桥,但仍有相当大数量的危桥还在使用中。如何养护管理好现有桥梁,保持桥梁的完好工作状态,延长其使用寿命,这一问题迫切要求各级公路管理部门及时做好预防性养护,确保桥梁的安全性,减少和预防不安全事故的发生。
3 桥梁预防性养护的内容
预防性养护是在没有发生明显病害的时候进行的养护,目的就是防止或减缓病害的发生,达到延长使用寿命的目的。
对已建成的桥梁,其内在因素已经成型,设计施工中的缺陷已经存在,为了达到耐久的目的,就必须针对已经存在的问题可能的发展趋势进行预防性养护。
桥梁预防性养护的内容主要包括以下内容:
① 裂缝封闭;② 构件表面防水处理;③ 混凝土缺陷修补。④ 对桥梁易受污染的构件进行日常清理;⑤ 泄水管处防水处理。⑥ 对钢结构及金属构件的清洁和油饰。⑦ 对斜拉桥、悬索桥等特殊结构桥梁的锚头进行维护。
限于篇幅,本文仅对裂缝封闭、混凝土缺陷修补及混凝土构件表面防水处理进行介绍。
3.1 裂缝封闭
根据混凝土裂缝产生的原因主要有以下四种情况:
① 温度变化引起的裂缝;② 混凝土收缩引起的裂缝;③ 荷载作用引起的裂缝;④ 钢筋锈蚀引起的裂缝。
对于这些裂缝的处理,目前有以下方法:
混凝土密实性差,裂缝在0.25mm以下可以直接用涂料处理。使用带有一定延度的聚合物基成膜型弹性涂装材料直接封闭。这类涂料因具有一定的弹性,当裂缝稍有扩展也不会破坏涂层,其主要作用是防水和抗氧气和二氧化碳的渗透能力。
水泥基渗透结晶型涂料封闭。这类产品的作用机理是材料中的活性化物质通过载体向混凝土内部渗透,遇水以后在混凝土的孔隙里形成憎水结晶,从而堵塞了孔道和裂缝,可以使裂缝自行弥合。
大于0.25mm的裂缝,可用同类型的腻子处理,然后再涂涂料。当裂缝大于0.8mm且已经不再发展,可以将裂缝清理干净后注入补缝胶封闭。
3.2 构件表面防水处理
桥梁构件表面使用防水密封剂和涂装材料有很多意义。首先,事实证明,影响桥梁混凝土结构的水主要来源于降雨,因此对钢筋混凝土桥梁进行防水是降低钢筋锈蚀速度的基本手段。其次,保护密封剂和涂装材料还可以减少氧气的渗透,减缓混凝土碳化反应的进程。第三,保护密封剂和涂装材料能有效地抵御化冰盐、空气中的二氧化碳和其它有害化学物质对混凝土结构的侵蚀,延缓各类病害发生发展的速度。总之,采取必要的保护措施对整个结构进行保护,可以长期地解决混凝土的病害问题,有效延长混凝土的使用寿命,延长维修周期,节省维修成本。
3.3 混凝土缺陷修补
在使用过程中,混凝土受撞击或由于钢筋锈胀会产生缺损,受到水损害后更会发生腐蚀现象,这就需要及时修补,否则将引起更大的病害,影响桥梁使用寿命。修复用混凝土与原混凝土如何结合好是修复质量的关键,新补的混凝土与原混凝土收缩不一致会造成结合不良,起不到修复的作用。因此需要用无收缩结合牢固的混凝土。
⑴ 无收缩水泥加固料:是一种高强、早强、免振、自密实、高流态的水泥基复合材料,具有很强的粘结性、耐久性、抗渗性及力学强度。加固料硬化后,均匀密实,强度高。体积稳定,密实度好,不收缩,不产生裂缝,可抵御恶劣环境和腐蚀性介质的侵蚀破坏,大大延长混凝土结构的使用寿命。
⑵ 聚合物水泥复合补强砂浆:是近年来兴起的一种新型多功能的水泥基复合材料。它是以特种水泥、超细矿粉、精选骨料、高聚物辅以各种助剂经独特的物理化学复合改性制成,该体系充分发挥了水泥水化物及高聚物各自的性能优势,使产品既具有水泥类材料的耐久性,又具有一定适应基材变形的柔韧性,克服了传统水泥脆性大的特点,体现出抗渗、不收缩、耐高低温、耐腐蚀,抗冻融、高粘结强度等性能优势。这种材料可作为新旧混凝土耐腐蚀保护层使用。自然条件恶劣及长期浸泡污水中的混凝土结构部分,用涂抹聚合物修补浆外加防腐保护层的方法,可有效地延长维修周期。
⑶ 喷射混凝土修补:对大体积维修应该使用喷射混凝土方法进行,有干喷和湿喷两种,干喷是将水泥骨料和外加剂事先进行混合,并在喷嘴处加水以高速喷射到修补面上。湿喷是将修补砂浆预先用水调好,然后用喷枪喷射到修补面上。干喷和湿喷都可以获得理想的效果。
纤维增强是另一项喷射混凝土的新技术,通过加入纤维可以提高抗弯、抗张和抗开裂的能力。纤维的增强效果与所使用的纤维的弹性模量有直接关系,弹性模量越高,效果越好。
⑷ 建筑于跨海、海岸和临海的钢筋混凝土与预应力混凝土桥梁,由于环境介质中的氯离子或混凝土原材料中的氯离子渗入到钢筋周围,达到一定浓度后破坏钢筋的钝化膜,引起钢筋锈蚀,削减其有效截面,降低其粘结强度等受力性能,使混凝土保护层顺筋胀裂,是影响桥梁耐久性的主要病害。
对于此类由于钢筋锈蚀引起混凝土缺陷的情况,为了保证修补的有效性和耐久性,在修补的同时应该采用构件表面防腐涂装处理,同时对已锈蚀钢筋进行除锈、防锈处理,保证修补质量。
4 结语
预防性养护作为桥梁日常养护的关键技术,同时又是桥梁经常性、周期性的保养措施,应引起足够的重视。在应用桥梁传统预防性养护技术的同时,应该针对可能出现的桥梁病害、缺陷的类型和损害程度,大力研发桥梁预防性养护新技术,这对延长桥梁使用寿命和节约养护费用等方面具有重要的意义。
参考文献
(1)胡善华,浅谈桥梁预防性养护技术及其发展应用,华东公路,2010年2月,第1期。
(2)汤柏江,贾群,浅析京津塘高速公路桥梁检查和预防性养护,交通世界,2009年,第10期。