《混凝土桥梁裂缝成因与其控制探析》
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摘 要：混凝土桥梁裂缝是桥梁工程中较为常见的质量通病,它的产生和防治经常困扰着桥梁养护技术人员.为了加强对混凝土桥梁裂缝的认识,尽早避免和预防较大问题的发生.本文首先介绍混凝土桥梁裂缝的危害;接着从设计阶段、施工阶段、材料自身三个方面分析混凝土桥梁开裂原因,并提出了一系列控制和修补措施.
关键词：混凝土桥梁;裂缝成因;控制
1 前言
近年来随着社会经济的不断发展,我国交通运输量逐年增加,这对桥梁的承载力带来了严峻的考验.随着时间的推移,在外部自然环境以及使用环境的共同作用下,桥梁逐渐在某些薄弱位置会出现裂缝,如不了解其成因并做好预防和处置,则有可能发展为更严重病害,从而影响桥梁承载力及耐久性.因此研究桥梁裂缝的成因以及做好防控显得尤为重要.
2 混凝土桥梁裂缝的危害
混凝土桥梁裂缝是桥梁最常见的病害之一,一般来说,混凝土桥梁裂缝的危害主要有以下几个方面：1、影响桥梁承载力和结构安全.裂缝的产生可导致桥梁整体强度的下降,隨着裂缝的发展其承载力亦逐年下降,从而影响桥梁的结构安全 2、影响桥梁结构的防水性.混凝土裂缝会导致外来水汽进入混凝土内部,通过缓慢的化学反应破坏桥梁结构整体的防水性.3、影响桥梁结构的耐久性和使用寿命.混凝土超限裂缝会使缝隙处钢筋暴露在空气中,在雨水和化学物质的作用下产生锈涨,如不及时处理将使裂缝加宽加深,严重时将形成贯穿裂缝从而影响结构的耐久性和使用寿命.
3 混凝土桥梁裂缝成因
混凝土桥梁产生裂缝的原因有很多,其主要原因有下几种：设计不合理,施工不当,材料原因以及其他不可控因素等.
3.1 设计不合理
在设计阶段,未对桥梁未来交通荷载以及超载车辆进行充分调研而确定了结构设计荷载;未根据桥梁所在位置的地质、水文、气候等条件选用合理的桥型;未充分掌握现场地质条件而设置桩基及基底埋深,后期有可能造成桩基不均匀沉降等等不利因素皆可造成桥梁结构的开裂.
3.2 施工不当
因桥梁建设大多为大体积混凝土施工,故在各阶段包括支模、浇筑、拆模、养护、运输、吊装、堆放、拼装等过程中,可能因施工顺序颠倒、施工工艺不合理、施工质量低劣、野蛮施工等管理或人为因素可导致裂缝的过早产生.
3.3 材料原因
材料自身质量不高或选用不当也会造成裂缝的产生,如使用不符合规定标准的水泥会造成结构早期开裂;使用水化热较大的水泥,硅酸盐水泥在水化作用时会放出大量热量,如散热处理不当极易产生收缩裂纹;未控制好骨料级配、水灰比、含泥量,当骨料级配差、水灰比高、含泥量大时则会降低骨料间的粘结力从而使混凝土极易开裂;外加剂品种、质量、掺量不符合要求也会对裂缝产生带来不利影响.
4 混凝土结构裂缝控制措施
对于桥梁检查中发现的裂缝应进行具体分析,根据现场实际情况找出其产生原因,从而对其进行有针对性的处置.下面从管理、维修、加固三方面来阐述对桥梁裂缝的控制措施.
4.1 首先从管理上讲,应严格控制超限车辆通行.因现时期很多过江桥梁通行车辆数目逐年增加,从而使桥梁裂缝维修日益困难,维修作业将直接影响过往车辆的通行效率以及行车安全.如若超载现象不加以控制则会使桥梁长期处以超负荷运作状态,这样会导致裂缝等病害提前出现,而在超载情况下裂缝病害一旦发生其发展将是异常迅速,这将对桥梁结构安全将带来重大影响,故而控制超载的工作显得尤为重要.
4.2 对于不影响结构承载力的表面裂缝及较浅裂缝,通常在裂缝清洁干净后用环氧树脂、沥青、油漆等材料进行涂刷;为防止裂缝进一步发展可贴一层玻璃纤维布,待材料与结构粘贴紧密可靠即可.
4.3 对于裂缝较深及抗渗要求较高的混凝土结构应采用压力灌浆法控制裂缝,压力灌浆法因其技术成熟、稳定可靠、施工不受季节天气限制以及施工工艺简单易行现已得到广泛推广应用.其工艺流程如下：①准备.依据裂缝情况,进行浆液配量、埋嘴等工作,同时要保证浆液性能符合相关规范规定.②钻孔.在裂缝交叉处钻孔,对深孔还需在裂缝表面进行缝钻孔,作为压力灌浆的异向孔.③清孔及裂缝表面处理.对裂缝用高压空气将孔眼吹干净,使其不被灰渣阻塞同时清理干净裂缝周围杂物.④粘贴压浆嘴.用胶水将压浆嘴底盘与孔眼对准粘贴在裂缝上.⑤裂缝表面封闭.在处理过的裂缝表面（除孔眼及压浆嘴外）用环氧树脂胶泥沿裂缝走向进行封闭,形成宽度6-8cm的封闭带.⑥密封检查.在封闭带及密封嘴周围涂上肥皂水,将压缩气体通过压浆嘴,如发现有气泡出现说明该部位漏气,对漏气部位再次封闭.⑦配置浆液.根据裂缝长度、宽度、部位以及现场施工温度配置环氧树脂压浆液,即配即用,每次不超过1kg.⑧压力灌浆.将配置好的环氧浆液倒入压浆罐,待空压机压力达到0.15-0.2MPa时开始进行压浆.压浆顺序为：顶板、底板的裂缝由左向右、由低到高,竖向裂缝由下向上.当另一端的压浆嘴喷出的浆液与压入的浆液浓度相同时停止压浆,在保持压力的情况下封堵压浆嘴.⑨裂缝表面处理.待浆液固化后将压浆嘴一一拆除,并将粘贴压浆嘴处用环氧胶泥抹平即可.
4.4 当裂缝已达到影响结构承载力时可采用粘贴钢板补强法进行加固.该方法主要是采用环氧树脂为粘接剂,将钢板粘贴在混凝土结构物受拉区域薄弱部位,使其与结构形成一体,用以代替需增设的补强钢筋,通过钢板与结构的共同作用提高强度,限制裂缝发展,改善钢筋混凝土的应力状态,修补裂缝的同时也起到了补强的效果.其优点主要有以下几方面：①加固过程不破坏原有结构物.②加固工程几乎不增加原有结构物尺寸.③结构胶硬化时间快,施工周期短,从而实现加固工程能在短期内完成.④加固工程简单快捷,可不动用明火,这对防火要求较高的部位特别适用.
5 结语
总而言之,混凝土桥梁裂缝产生的原因是复杂的,很多裂缝完全可以通过设计,施工、材料以及后期的管理、养护加以控制和避免,对于已经出现的裂缝,应正确辨别其类型和产生原因,采取相应的修补或加固方法控制,从而保证桥梁结构安全,提高其耐久性.
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桥梁和混凝土裂缝引用文献:
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