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養(yǎng)護(hù)專業(yè)論文--橋涵裂縫病害淺析
發(fā)布時(shí)間：
2023-11-03
來源：
高陽工區(qū) 李揚(yáng)
我高速橋梁均為混凝土梁橋，橋涵檢查過程中，在梁板板底、濕接縫、墩臺(tái)、涵身等位置發(fā)現(xiàn)裂縫。裂縫在受到外界因素或作用力影響下，對(duì)混凝土結(jié)構(gòu)強(qiáng)度產(chǎn)生不利影響，增大了橋梁的安全風(fēng)險(xiǎn)。而混凝土裂縫對(duì)橋梁結(jié)構(gòu)來說是不可避免的，通過有效的維護(hù)與加固可緩解和避免裂縫對(duì)橋梁結(jié)構(gòu)的影響，對(duì)其進(jìn)行有效控制，保證橋梁的耐久性。
一、裂縫產(chǎn)生原因
混凝土裂縫的成因復(fù)雜而繁多，甚至多種因素相互影響，但每一條裂縫均有其產(chǎn)生的一種或幾種主要原因。混凝土橋梁裂縫的種類，就其產(chǎn)生的原因，大致可劃分如下幾種：
（一）荷載引起的裂縫。
混凝土橋梁在常規(guī)靜、動(dòng)荷載及次應(yīng)力下產(chǎn)生的裂縫稱為荷載裂縫。無論是動(dòng)荷載還是靜荷載，均可能對(duì)其產(chǎn)生不利影響。設(shè)計(jì)時(shí)，荷載計(jì)算錯(cuò)誤、模型不科學(xué)、配筋不當(dāng)?shù)纫蛩鼐锌赡軐?dǎo)致實(shí)際受力和理論受力間存在誤差，一旦應(yīng)力超出混凝土所能承受的極限值，則易導(dǎo)致裂縫出現(xiàn)。施工過程不符合規(guī)定、順序錯(cuò)誤，影響了結(jié)構(gòu)受力模式，容易產(chǎn)生結(jié)構(gòu)開裂。同時(shí)橋梁受到撞擊、地震等問題時(shí)，會(huì)出現(xiàn)裂縫。
（二）溫度變化產(chǎn)生的裂縫。
溫度變化可能導(dǎo)致混凝土內(nèi)部應(yīng)力出現(xiàn)變化，在大氣作用和水化熱影響下，混凝土橋梁內(nèi)部溫度明顯升高，但溫度下降時(shí)，在混凝土內(nèi)部產(chǎn)生一定的拉應(yīng)力，待拉應(yīng)力大于混凝土的抗拉強(qiáng)度時(shí)，裂縫就會(huì)出現(xiàn)。溫差、日照、氣候驟然變化、水化熱等問題均會(huì)導(dǎo)致問題出現(xiàn)。
（三）干縮裂縫。
混凝土長期裸露于不飽和的空氣中，因?yàn)槲锢淼?、化學(xué)的失水使混凝土體積縮小，當(dāng)縮小受到約束時(shí)產(chǎn)生的裂縫。一般情況下，干縮產(chǎn)生的混凝土應(yīng)變速率十分慢，而且混凝土徐變產(chǎn)生的松弛可抵消部分干縮應(yīng)變。但混凝土設(shè)計(jì)的體積與表面積的比值、分布鋼筋的布置、混凝土的協(xié)作比及混凝土所處環(huán)境的溫度、濕度等都會(huì)導(dǎo)致干縮裂縫。
（四）鋼筋銹蝕引起的裂縫。
因?yàn)榛炷临|(zhì)量較差或保護(hù)層厚度不足，混凝土保護(hù)層受二氧化碳侵蝕炭化至鋼筋表面，鋼筋表面氧化膜破壞，鋼筋中鐵離子與侵入到混凝土中的氧氣和水分發(fā)生銹蝕反應(yīng)，其銹蝕物氫氧化鐵體積比本來增長約2-4倍，從而對(duì)四周混凝土產(chǎn)生膨脹應(yīng)力，導(dǎo)致保護(hù)層混凝土開裂、剝離，沿鋼筋縱向產(chǎn)生裂縫，并有銹跡滲到混凝土表面。因?yàn)殇P蝕，使得鋼筋有效斷面面積減小，鋼筋與混凝土握裹力減弱，結(jié)構(gòu)承載力下降，并將誘發(fā)其它形式的裂縫，加劇鋼筋銹蝕，導(dǎo)致結(jié)構(gòu)破壞。
（五）施工材料質(zhì)量引起的裂縫。
混凝土主要由水泥、砂、骨料、拌和水及外加劑組成。配置混凝土所采用材料（如：水泥、砂、石骨料、以及拌和水及外加劑等）質(zhì)量不合格，可能導(dǎo)致結(jié)構(gòu)產(chǎn)生裂縫。
二、裂縫檢測(cè)要求
混凝土裂縫檢測(cè)宜包括裂縫位置、分布、走向、寬度、深度和數(shù)量等內(nèi)容?；炷亮芽p檢查時(shí),應(yīng)重點(diǎn)測(cè)量影響結(jié)構(gòu)安全的結(jié)構(gòu)性裂縫和影響結(jié)構(gòu)耐久性的典型非結(jié)構(gòu)性裂縫,記錄裂縫的位置、分布、走向、寬度和數(shù)量，并宜選擇結(jié)構(gòu)性裂縫進(jìn)行深度測(cè)量。
（一）混凝土裂縫檢測(cè)應(yīng)包括下列重點(diǎn)部位和構(gòu)件。
1.主要承重構(gòu)件和結(jié)構(gòu)重要部位；
2.結(jié)構(gòu)受力復(fù)雜和構(gòu)造薄弱部位；
3.結(jié)構(gòu)發(fā)生異常變形部位；
4.曾出現(xiàn)過結(jié)構(gòu)性裂縫的構(gòu)件或部位。
（二）混凝土裂縫現(xiàn)場(chǎng)檢測(cè)和記錄方法。
1.接近構(gòu)件表面，逐構(gòu)件進(jìn)行裂縫觀測(cè)。
2.重點(diǎn)裂縫用記號(hào)筆在構(gòu)件表面標(biāo)記裂縫走向、起止位置、長度、寬度、測(cè)量位置和檢測(cè)日期等。
3.一般裂縫可采用裂縫比對(duì)卡、裂縫顯微鏡進(jìn)行觀測(cè)并記錄裂縫寬度，寬度較大或超限的重點(diǎn)裂縫采用裂縫測(cè)寬儀進(jìn)行寬度檢測(cè)。
4.對(duì)主要承重構(gòu)件的結(jié)構(gòu)性裂縫，宜繪制裂縫分布圖，反映裂縫分布規(guī)律及與構(gòu)件位置的對(duì)應(yīng)關(guān)系，便于判斷開裂原因。
三、裂縫的修補(bǔ)方法
對(duì)于裂縫修補(bǔ)常用的方式為表面修補(bǔ)法，通過噴漿、填縫、抹漿來封閉橋體表面的裂隙；將水泥或者是化學(xué)材料通過壓力灌漿的方式灌滿內(nèi)部的裂隙中。這類方法主要是針對(duì)微細(xì)的裂縫、填縫以及非受力的裂縫。
設(shè)計(jì)對(duì)橋涵構(gòu)造物裂縫進(jìn)行封閉處理，對(duì)裂縫寬度＜0.15mm時(shí)，采用表面封閉處理，對(duì)裂縫寬度≥0.15mm時(shí)，采用壓力注漿（灌漿）法。實(shí)際施工時(shí)，需結(jié)合現(xiàn)場(chǎng)情況合理使用。
（一）表面封閉法。
清理裂縫構(gòu)件表面，用丙酮和酒精擦拭干凈，待干燥后用排筆反復(fù)涂刷裂縫封閉膠，涂層厚度大于1mm。
（二）壓力注漿（灌漿）法。
將結(jié)構(gòu)物的裂縫或孔隙與外界封閉僅留出進(jìn)漿口及排氣孔，然后將配制的較低黏度的.漿液通過壓漿泵以一定的壓力將漿液壓入縫隙內(nèi)并使其擴(kuò)散、膠凝固化，以達(dá)到恢復(fù)整體性、強(qiáng)度、耐久性及抗?jié)B性的目的。
裂縫作為混凝土橋梁的主要病害，其產(chǎn)生的原因十分復(fù)雜，運(yùn)營管養(yǎng)階段，需結(jié)合具體的裂縫成因制定科學(xué)的解決措施。同時(shí)做好預(yù)防養(yǎng)護(hù)工作，盡可能減少裂縫問題的出現(xiàn)，避免對(duì)混凝土結(jié)構(gòu)產(chǎn)生不良影響，保證橋梁運(yùn)營安全。
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