橋梁預(yù)應(yīng)力箱梁裂縫檢測(cè)和加固處理
更新時(shí)間:2021-04-10 17:51
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一、裂縫產(chǎn)生原因
(1)混凝土澆筑后處于塑性階段,由于混凝土骨料沉落及混凝土表面水分蒸發(fā)而產(chǎn)生裂縫。
(2)混凝土凝固過(guò)程中因收縮而產(chǎn)生裂縫。
(3)由于溫度變化產(chǎn)生的裂縫。結(jié)構(gòu)隨著溫度的變化受到約束時(shí),在混凝土內(nèi)部產(chǎn)生應(yīng)力,當(dāng)此應(yīng)力超過(guò)混凝土抗裂強(qiáng)度,混凝土便開(kāi)裂,即產(chǎn)生溫度裂縫。
(4)施工不當(dāng)產(chǎn)生裂縫。如果施工方案合理,施工工藝符合質(zhì)量控制要求,混凝土配合比、坍落度滿足要求,而現(xiàn)場(chǎng)地施工溫度高達(dá)25℃以上,那么裂縫的主要原因是因溫度應(yīng)力引起的。
(5)模板、支架、移動(dòng)模架等設(shè)備構(gòu)件結(jié)構(gòu)不合理,構(gòu)件強(qiáng)度、剛度及穩(wěn)定性不符合要求而引起結(jié)構(gòu)的變形;基礎(chǔ)發(fā)生不均勻沉降或水平方向位移;支架預(yù)壓不符合規(guī)定等都會(huì)加大結(jié)構(gòu)的主應(yīng)力及附加應(yīng)力,從而產(chǎn)生裂縫。
(6)如預(yù)應(yīng)力張拉時(shí)間過(guò)早,張拉時(shí)雖然強(qiáng)度滿足要求,但因混凝土齡期短、彈性模量未同步增長(zhǎng)而影響后期變形。另外結(jié)構(gòu)澆筑、構(gòu)件的制作、拆模的時(shí)間、運(yùn)輸、堆放、拼裝及吊裝過(guò)程中施工工藝不合理也會(huì)降低施工質(zhì)量而產(chǎn)生縱、橫、斜方向的裂縫。
(7)混凝土是一種脆性材料,抗拉強(qiáng)度較低,混凝土澆注后若沒(méi)有采取有效的措施,降低混凝土內(nèi)外部溫差或采取養(yǎng)護(hù)措施不當(dāng),使混凝土產(chǎn)生溫度收縮裂縫;養(yǎng)護(hù)不周,時(shí)干時(shí)濕,表面干縮變形也會(huì)導(dǎo)致裂縫的發(fā)生,因此施工中要最大限度的降低溫差和減少收縮。
二、裂縫檢測(cè)
2.1基本檢測(cè)
在對(duì)裂縫進(jìn)行檢測(cè)時(shí),由于裂縫不易被發(fā)現(xiàn)和不確定性,往往會(huì)多名施工人員進(jìn)行檢測(cè),在現(xiàn)場(chǎng)進(jìn)行仔細(xì)的檢查,找出裂縫,用儀器記錄下來(lái)裂縫的情況,進(jìn)行分析和研究,運(yùn)用精確的儀器進(jìn)行分析判斷,找出合理解決方案。
2.2深度檢測(cè)
箱梁裂縫的數(shù)量較多,一般都要對(duì)箱梁裂縫進(jìn)行深度測(cè)量,采用精密的儀器進(jìn)行采樣和記錄,深度測(cè)量一般采用抽樣檢測(cè)法,選出具有代表性的幾個(gè)樣品進(jìn)行研究分析,然后通過(guò)其長(zhǎng)度、寬度、深度和外形特征判斷其產(chǎn)生原因,說(shuō)明是否有連續(xù)或間斷,了解裂縫的狀態(tài)和大致數(shù)量和大致分布。
2.3裂縫的監(jiān)控
要對(duì)裂縫進(jìn)行監(jiān)控,了解其穩(wěn)定程度以及在經(jīng)歷一些外力后是否增加深度等。根據(jù)實(shí)際情況,制訂一個(gè)有效的監(jiān)控體系,對(duì)裂縫進(jìn)行監(jiān)控,取監(jiān)控?cái)?shù)據(jù)對(duì)裂縫進(jìn)行分析,判斷裂縫是否處于穩(wěn)定狀態(tài),還要對(duì)預(yù)應(yīng)力的管道進(jìn)行監(jiān)控,要做到有問(wèn)題及時(shí)發(fā)現(xiàn),發(fā)現(xiàn)后及時(shí)解決。
三、裂縫處理措施
3.1表面封閉處理
清洗表面,并干燥,然后進(jìn)行裂縫處理。針對(duì)裂縫對(duì)橋梁結(jié)構(gòu)的影響,通過(guò)采用3層環(huán)氧樹(shù)脂玻璃絲布對(duì)裂縫區(qū)作表面封閉處理來(lái)盡可能的消除箱梁裂縫對(duì)結(jié)構(gòu)使用壽命和承載能力的負(fù)面影響。為增強(qiáng)環(huán)氧樹(shù)脂韌性,其固化劑采用聚酰氨。先用環(huán)氧樹(shù)脂在箱梁頂板上順裂縫方向涂蓋一遍,再順縫鋪設(shè)一層寬十五厘米的玻璃絲布,然后環(huán)氧樹(shù)脂再?gòu)?fù)涂1遍,如此重復(fù)進(jìn)行3遍。兩條玻璃絲布之間搭接寬度應(yīng)在3cm以上。
3.2裂縫灌漿處理
3.2.1表面處理。用砂輪機(jī)、鋼絲刷打磨混凝土表面沿裂縫走向?qū)捈s5cm范圍,人工用鋼絲刷清除水泥翻沫、灰塵及疏松的混凝土塊和砂粒,油污要用布蘸稀料擦凈,如果潮濕要用噴燈吹干。
3.2.2注入座的黏結(jié)。裂縫表面處理完后,將注入座埋設(shè)在裂縫的交叉處、較寬處、端部或經(jīng)拓寬處理的縫口部位,埋設(shè)灌漿嘴的間距為30—80cm,原則上縫窄應(yīng)密、縫寬應(yīng)稀,每條裂縫都必須有一個(gè)出氣孔和進(jìn)漿孔;對(duì)于出氣孔也可離裂縫盡頭1—3cm預(yù)留(不密封),以便灌漿;查看灌漿效果,也不會(huì)影響灌漿的質(zhì)量。將橋梁修補(bǔ)料的AB兩種組分混合攪拌均勻,抹少許在注入座底面四邊,將注入孔對(duì)正裂縫中心稍加用力按壓,使其從底面的四個(gè)小孔中擠出,注意不要堵塞注入孔,粘好后避免錯(cuò)動(dòng)注入座;混凝土基底狀態(tài)不好時(shí)可適當(dāng)擴(kuò)展座周圍的豁結(jié)面積并對(duì)座進(jìn)行包覆;依據(jù)裂縫的深度和寬度,沿縫的走向按30—40cm間距布置,裂縫分岔處應(yīng)安裝注入座。
3.2.3裂縫密封。灌漿嘴埋設(shè)好后,沿縫用密封材料進(jìn)行密封,封的厚度約1一2mm,寬度約3——5cm。封好的縫表面應(yīng)光滑、平整,邊緣與混凝土面應(yīng)緊貼,不應(yīng)有卷邊現(xiàn)象。用密封膠沿裂縫走向密封5cm寬的范圍,厚度應(yīng)為1.5mm以上,盡量一次完成,避免反復(fù)涂抹。
3.2.4密封材料的固化和密封檢查。讓其自行硬化(在不同溫度下約需4—10小時(shí))。待密封膠達(dá)到強(qiáng)度后,沿縫涂抹一層肥皂水,并隔100—200cm的間距把中間的注漿孔用螺栓(纏生料帶)堵上,從灌漿嘴中通人空氣,如密封的縫上有冒泡現(xiàn)象,應(yīng)對(duì)該部位重新密封,當(dāng)縫較長(zhǎng)時(shí)可分段試氣檢查。對(duì)于只能單面密封的通裂縫,可根據(jù)其深度進(jìn)行不同程度的試氣檢查,推測(cè)對(duì)面未封的縫口漏氣的大小,如對(duì)面漏氣嚴(yán)重,深度又淺時(shí),可適當(dāng)增加漿液的戮度采用減壓延時(shí)的方法持續(xù)對(duì)其灌漿。
3.3粘貼鋼板和碳纖維布相結(jié)合單一采用其任一辦法效果都不理想,若單一粘貼碳纖維布,則提高剛度有限,若單一使用粘鋼,會(huì)增加過(guò)多錨孔,且增重較多,容易損傷梁體,所以為達(dá)到最佳效果,應(yīng)采用結(jié)合辦法。即采用6mm厚鋼板,縱向滿粘在板底兩側(cè)橫向1m內(nèi),其余部分縱向從跨中粘貼碳布至應(yīng)力較小區(qū)域。應(yīng)粘貼2層碳布,提高受力效果。由于形成了整體的板底和碳布以及鋼板對(duì)受力截面有一定的增加,無(wú)論是在加固效果方面還是在共同工作方面,比較可靠有效,而且對(duì)原受力體系的保留,在梁內(nèi)產(chǎn)生新的應(yīng)力并且不對(duì)應(yīng)力分布情況進(jìn)行改變,只承擔(dān)活載作用的碳布和鋼板,在有效封閉裂縫,防止其進(jìn)一步發(fā)展的同時(shí),不至于帶來(lái)新的病害。
3.4體外預(yù)應(yīng)力
它具有經(jīng)濟(jì)效果較好、相對(duì)低的費(fèi)用、損傷較小和不對(duì)原梁體進(jìn)行清鑿以及加固時(shí)較小影響或不影響交通的優(yōu)點(diǎn)。由于改變了橋梁的受力體系,體外預(yù)應(yīng)力加固可有效對(duì)中小跨徑普通鋼筋混凝土梁式橋橋梁的受力狀況進(jìn)行改善,并降低了裂縫的寬度,對(duì)橋梁的撓度有一定的減少,十分有效地提高了橋梁的承載能力。但對(duì)于一些大跨徑的預(yù)應(yīng)力混凝土橋,存在一些其技術(shù)上的不足之處:共同受力情況不理想,這是由于梁體分離與新加預(yù)應(yīng)力筋,存在不協(xié)調(diào)的變形造成;因低,原梁內(nèi)已存在較高的應(yīng)力,只會(huì)有不明顯的效果,新加預(yù)應(yīng)力所有的控制張拉力相對(duì)過(guò)高不但損失過(guò)多的原預(yù)應(yīng)力,在荷載作用下更是因容易屈服而發(fā)生危險(xiǎn);新老預(yù)應(yīng)力筋的受力不均勻,這是由于原預(yù)應(yīng)力勢(shì)必會(huì)因新加預(yù)應(yīng)力而有所損失造成的。
3.5底板加固
對(duì)于底板縱向裂縫,采用橫向張拉預(yù)應(yīng)力碳纖維板的加固方法。首先用結(jié)構(gòu)膠對(duì)底板裂縫進(jìn)行灌漿,然后采用橫向張拉預(yù)應(yīng)力碳纖維板的形式,提高其橫向連接剛度。預(yù)應(yīng)力碳纖維板型號(hào)為CFP100-20,寬度為100mm,厚度為2.0mm,縱向間距50cm,公稱頂壓力為160kN,共27束。該方法屬于主動(dòng)加固,通過(guò)橫向預(yù)應(yīng)力可使原裂縫全部或部分閉合,能提高結(jié)構(gòu)的整體剛度和耐久性,并能限制裂縫的進(jìn)一步發(fā)展。該方法幾乎不增加結(jié)構(gòu)恒載,有良好的耐久性,施工工藝簡(jiǎn)單,但在底板下緣施工,操作不便,可采用檢測(cè)車或梁頂懸掛吊籃進(jìn)行施工。
結(jié)束語(yǔ)
本文針對(duì)混凝土寬翼緣三向預(yù)應(yīng)力連續(xù)箱梁裂縫,制定了相應(yīng)的梁相應(yīng)的裂縫分布、裂縫深度檢測(cè)方案,從混凝土特性、施工工藝等角度分析了裂縫成因和裂縫自愈現(xiàn)象,利用有限元程序進(jìn)行箱梁承載力驗(yàn)算,確定了箱梁裂縫的非荷載裂縫性質(zhì)。并從耐久性和承載力方面進(jìn)行了裂縫危害性分析。根據(jù)該大橋箱梁的實(shí)際情況制定了相應(yīng)的加固補(bǔ)強(qiáng)方案。
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