桥梁混凝土裂缝原因及修补

桥梁混凝土裂缝原因及修补

(1、重庆渝海建设监理有限公司,重庆4000002、中交第二航务工程局五公司,湖北武汉430000)

摘要:对桥梁混凝土裂缝的危害进行了介绍,仔细地分析了桥梁混凝土裂缝的成因,提出了桥梁混凝土裂缝的修补措施,包括表面封闭法和灌浆法,以解决桥梁的裂缝问题,从而保证桥梁的正常运营。

关键词:桥梁;混凝土;裂缝;表面封闭法;灌浆法

近年来,重庆市公路建设得到迅猛发展,兴建了大量的混凝土桥梁。由于混凝土施工、本身变形和约束等一系列问题,使混凝土裂缝成了桥梁工程中最常见的工程病害。在桥梁建造和运营过程中,由于裂缝的存在和发展通常会使内部的钢筋等材料产生腐蚀,降低钢筋混凝土材料的承载能力、耐久性及抗渗透能力,桥梁混凝土的强度、刚度受到削弱,危害桥梁的正常运营,必须加以防治。

1桥梁混凝土裂缝的成因

桥梁混凝土裂缝的成因复杂而繁多,甚至多种因素相互影响,但每一条裂缝均有其产生的一种或几种主要原因。混凝土裂缝的种类就其产生的原因大致分以下几种。

1.1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。根据结构不同的受力方式,产生裂缝特征如下:

(1)中心受压。沿构件出现平行于受力方向的短而密的平行裂缝。

(2)中心受拉。裂缝贯穿构件横截面,间距大体相等,且垂直于受力方向。

(3)受弯。弯矩最大截面附近从受拉区开始出现与受拉方向垂直的裂缝。

(4)受剪。当箍筋太密时发生斜压破坏,沿梁端腹部出现大于45°方向的斜裂缝;当箍筋适当时发生剪压破坏,沿梁端中下部出现约45°方向互相平行的斜裂缝。

(5)受扭。构件一侧腹部先出现多条约45°方向斜裂缝,并向相邻面以螺旋方向展开。

(6)受冲切。沿柱头板内侧发生约45°方向斜面拉裂,形成冲切面。

(7)局部受压。在局部受压区出现与压力方向大致平行的多条短裂缝。

1.2温度变化引起的裂缝

混凝土有热胀冷缩性质,混凝土受水泥水化放热、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裂缝。温度裂缝区别于其他裂缝主要在于随温度变化而扩张和合拢。

1.3收缩引起的裂缝

混凝土凝固时,由于混凝土表面水分蒸发过快或者是基础、模板吸水过快,以及混凝土本身的水化热高等原因使混凝土产生急剧收缩,此时混凝土强度很小,不能抵抗这种变形应力而导致开裂。

1.4原材料质量引起的裂缝

混凝土主要由水泥、砂、骨料、水及外加剂组成。混凝土所采用的材料质量不合格,可能导致结构出现裂缝,主要表现在砂石含泥量超标、砂石级配差、骨料中还有泥性硅化物、拌合用水或外加剂中含有氯化物等杂质对钢筋腐蚀有较大影响。

1.5施工工艺质量差引起的裂缝

在钢筋混凝土结构浇筑、起模、运输、拼装及吊装过程中若施工工艺不合理、施工质量低,可能产生各种形式的裂缝,特别是细长薄壁结构更容易出现裂缝,裂缝出现部位和走向、裂缝宽度因产生原因而异,如钢筋混凝土保护层厚度过厚、混凝土振捣不密实、不均匀、混凝土浇筑太快、水灰比过大、混凝土早期受冻、拆模过早等。

2桥梁混凝土裂缝的修补

桥梁混凝土裂缝的成因复杂、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。在设计、施工、运营阶段都应根据不同的成因采取预防措施,很多裂缝是可以克服和控制的,但仍有一部分裂缝是不可避免的。有些裂缝在使用荷载作用或外界物理、化学作用下,不断扩展,引起保护层剥落、钢筋腐蚀,使混凝土性能和耐久性降低,危害桥梁的正常使用,必须尽早修补。

2.1表面封闭法

(1)表面封闭法是最简单和最普通的裂缝修补方法,对宽度较小的裂缝通过密封来防止水汽、空气、化学物质的侵入。

(2)封闭前应对裂缝表面进行处理,用钢丝刷等工具清除裂缝表面的灰尘、浮渣及松散层等污物,然后再用酒精等有机溶剂沿裂缝两侧擦洗并保持干净。

(3)裂缝处理好后,先在裂缝两侧涂一层环氧树脂,然后抹一层薄的环氧树脂胶泥,表面刮平整,保证密闭。

2.2灌浆法

(1)对于较宽裂缝应进行压力灌浆处理。灌浆处理一般采用环氧树脂进行灌浆。

(2)对裂缝表面进行处理,沿裂缝用钢钎凿成“V”型槽或“U”型槽,槽宽与槽深可根据裂缝深度和有利于封闭来确定。凿缝时先沿裂缝打开,再向两侧加宽,凿完后用钢丝刷和气泵将混凝土碎屑、粉尘清除干净。

(3)埋设灌浆嘴的间距可根据裂缝的深度确定,埋设时先将灌浆嘴用环氧树脂胶泥粘贴在预定的位置上。

(4)裂缝封闭后,待密封胶泥达到一定强度后应进行压力试漏,检查密封效果。

(5)灌浆机具、器具在灌浆前应进行检查,运行正常方可使用。灌浆结束后立即拆除管道并用丙酮冲洗管道和设备。

(6)灌浆结束后用环氧树脂胶泥将灌浆处抹平,最后对每一道裂缝表面刷环氧树脂水泥浆,确保封闭严实,并使其颜色与桥梁混凝土尽量保持一致。

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