浅析桥梁裂缝施工技术

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  摘要:本文首先分析造成桥梁裂缝出现的一些常见原因,并在了解这些具体原因后提出一些可行的维修方法,以期能够真正起到完全修补裂缝的目的。
  关键词:桥梁裂缝;施工技术
  中图分类号:TU984 文献标识码:A 文章编号:
  
  桥梁出现裂缝是多种因素共同作用的结果,除了由于混凝土自身以及周围环境的温度变化所致外,还包括钢筋锈蚀造成混凝土膨胀所致、荷载因素所致、基础沉降或位移所致以及混凝土自缩所致等多种因素导致裂缝出现。这些因素有些因素是无法避免的,如长期高温曝晒、混凝土自缩性等。但是有些因素却是可以避免,如荷载因素、沉降因素等,这些因素主要在桥梁建设之初做好每一步工作,对于有效避免裂缝出现其作用还是非常明显的。
  1 造成桥梁裂缝出现的常见原因
  1.1 温度变化所致
  混凝土由于造成结构的原材料或者外部因素影响的原因,非常容易出现热胀冷缩现象。这也就意味着,当混凝土桥梁在不断受到高温曝晒时,其体积会随着温度的不断升高而不断变大,当体积膨胀到一定范围时,内部的应力远远大于结构的拉力,直接导致混凝土裂缝的出现。桥梁裂缝 除了长期受到高温曝晒所致之外,很大原因还在于桥梁日常的维护和养护工作不到位,各种施工保护措施不当造成。
  1.2 钢筋锈蚀造成混凝土膨胀所致
  混凝土内部均含有钢筋结构,一般而言这些钢筋不会与外部环境有直接的接触机会。但是,若混凝土施工方法不当或者混凝土本身质量存在问题,那么钢筋外层的保护层就会容易受到外部环境的侵蚀,如混凝土碳化。混凝土碳化后钢筋表面的保护层也就无法再保护钢筋不受腐蚀,也就意味着钢筋与外面空气直接接触,该情况下钢筋中的铁离子与氧以及水就会发生锈蚀反应,锈蚀到一定程度后,其产物体积会对混凝土产生影响,导致混凝土体积膨胀,当膨胀到一定程度后就会出现裂缝。
  1.3 荷载因素所致
  荷载因素指的是桥梁在施工过程中本身产生一种应力。该类应力出现的原因有:①桥梁设计过程中对荷载的计算存在错漏、结构刚度、结构安全系数、结构受力等方面的计算与现实需要存在较大差距。②桥梁施工时没有严格按照设计图纸规定的施工顺序进行、每一道工序的施工反复多次,造成结构出现振动疲劳,以致结构承载力下滑。③允许任何超载车辆通行,受到大自然在灾害的影响。④维修或者补修过程中仅根据经验进行受力钢筋设计,导致设置的钢筋满足不了现实需要,最后出现因为受力不足而拉力过大现象等。
  1.4 基础沉降或位移所致
  桥梁混凝土由于本身性质以及外部环境变换影响,经常出现基础沉降和位移,这些沉降和位移直接导致混凝土结构中不可避免出现一些超出预期的应力,当应力与混凝土结构拉力出现不相等时,就会导致裂缝的出现。
  1.5 混凝土自缩所致
  由于混凝土本身结构组成原因常会出现碳化、干缩和冷缩等几种常见的自缩现象。这种自缩现象会在很大程度上造成混凝土体积随着时间推移不断缩小。当混凝土自缩现象不均匀且长时间出现自缩时,自缩引发的拉力大于混凝土抗拉力时,混凝土表现承受不住拉力就会就会不可避免的出现裂缝,专业上称该种裂缝形式为收缩裂缝。
  2 混凝土裂缝的修补方法
  裂缝产生了,解决它的方法自然而然也随之产生。随着施工经验的发展,现在混凝土裂缝修补的方法有很多:如表面修补法、灌浆嵌缝封堵法、结构加固法、混凝土置换法、电化学防护法、仿生自愈合法等等,其中灌浆嵌缝封堵法又可分为压力注浆法、开槽填补法和涂膜封闭法三种。
  2.1 低压注浆法适用于宽度为0.2~0.3mm的混凝土裂缝修补。修补工序如下:裂缝清理—粘贴注浆和封闭裂缝—试漏—配制注浆液—压力注浆—二次注浆—清理表面。
  2.2 开槽填补法适用于结构允许开槽而宽度较大但数量不多的裂縫,如墩台或路面混凝土的裂缝。工序为:开槽—涂刷界面处理浆—压抹聚合物砂浆—养护。
  2.3 涂膜封闭法适用于宽度小于0.2mm的微细裂缝的修补,也可用于混凝土外表面的装饰和防水处理,以及防止混凝土保护层的炭化和有害离子对混凝土的腐蚀。工序为:清扫—刮腻子—涂刷底层涂料—涂刷主层涂料—涂罩面层。
  混凝土表面裂缝、气孔和缺陷先用腻子(混凝土修补胶:粉料=1:1.8~2.0)填充补平,待干后用砂布磨平,再进行底层涂刷(混凝土修补胶:粉料=1:0.7~0.8),涂料在使用前要通过铁窗纱过滤,除去杂质和团块。主层涂料要涂刷三遍,每遍涂刷都要等上遍涂料干后再涂,且两次涂刷方向最好是相互垂直。
  这三种方法可以单独使用,也可以同时使用。如桥梁裂缝的修补可先注浆,在涂膜封闭;而对于路面、墩台的粗大裂缝则采用开槽填补发为宜;为了防止钢筋锈蚀,混凝土受到有害离子的腐蚀,则可以采用涂膜防水处理。
  3 几点体会
  3.1 各种裂缝处理依据裂缝产生部位情况等分别对其进行处理:不影响结构正常使用的裂缝,处理时只是将裂缝填塞修补,防止水浸入及腐蚀性侵入对钢筋产生进一步锈蚀;裂缝在.2mm~0.5 mm时不再扩展,用封缝胶封堵;裂缝在0.5 mm~1.5 mm时(或更宽的裂缝),用注胶封缝处理(封缝胶及注入胶液,有专门生产的科研机构,目前常用北京出的TCL系列修补剂)。
  3.2 凡因为荷载作用产生的裂缝,应该采取合理的计算模型、限制施工机具的堆放、限制超过设计荷载的重型车辆过桥等方法避免。此类裂缝或正在发展的裂缝,建议使用粘贴碳纤维布或锚粘钢板处理。但不论用哪种方法,均需对原裂缝进行注胶封缝处理,不应出现只在裂缝外涂色,内部裂缝依旧的情况。
  3.3 养护管理期间应对混凝土桥梁的裂缝病害及时检测,详细记录裂缝位置数量类型、分析原因、跟踪观察裂缝发展趋势,正确判定裂缝劣化程度。
  3.4 在运营管理过程中,进一步加强巡查和管理,及时发现和处理问题,也是相当重要的一个环节。比如,强化桥梁技术人员的培训,增添桥梁检查、检测仪器设备,确保桥梁安全正常的使用。
  目前,学术界对混凝土桥梁裂缝的原因有不同的观点,只有通过正确的桥梁结构检查,加上及时准确的分析、判断结构的病害,采取正确的措施和方法,才是保持桥梁结构使用功能和寿命的重要手段。只有搞清楚了裂缝的机理,才能对症下药。所以,我们一定要要积极贯彻“建养并重”的方针,将桥梁的检测、检查、维修与养护、加固与改造工作列入议事日程。我相信只要施工人员本着一颗认真负责的心,严格按规定要求施工,严把质量关。就必定能防患于未来,尽可能地降低混凝土桥梁裂缝的出现。
  4 结束语
  目前,大多数桥梁均为混凝土构成,由于混凝土在施工后容易受到各种内外部因素的影响,导致在施工后一段时间内相继出现各种类型、不同程度的损害,而最为常见的就是裂缝损害。混凝土桥梁裂缝出现的原因类型多样,每一个原因都能够在很大程度上决定裂缝出现时间以及损害程度,分析每一个造成混凝土桥梁裂缝出现的根本原因,并对这些因素采取有效且针对性的维修措施,对于提高桥梁安全将具有非常重大的作用。
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