橋梁預應力箱梁裂縫檢測和加固(gù)處(chù)理
更新時間:2021-04-10 17:51
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一、裂縫產生原因
(1)混凝土澆築後(hòu)處於塑性階段,由於混凝土骨料沉落及混凝土表麵水分蒸發而產生裂縫。
(2)混凝土(tǔ)凝固過程中因收縮而產生裂縫。
(3)由於溫度變化產生的裂縫。結構隨著(zhe)溫度的變化受到約束時,在混凝土內部產生應力,當此應力超過(guò)混凝土抗裂強度,混凝土便開裂,即產生溫度裂縫(féng)。
(4)施工不當產生裂縫。如果(guǒ)施(shī)工(gōng)方案合理(lǐ),施工工藝符合質量控(kòng)製(zhì)要求,混凝土配合比、坍落(luò)度滿足要求,而現場地施工溫度高達25℃以上,那麽裂縫的主要原因是因溫度(dù)應力引起的。
(5)模板、支架(jià)、移(yí)動模架等設備構件(jiàn)結構不合理(lǐ),構件強度、剛(gāng)度及穩定性不(bú)符合要求(qiú)而引起結構的變形;基礎發生不均勻沉降或水平方向位移;支架預壓不符合規(guī)定等都(dōu)會加大結構的主應力及附加應力,從而(ér)產生裂縫。
(6)如預應力(lì)張拉時間過早,張拉時雖然強度滿足要求,但因混凝土齡期短、彈性(xìng)模量未同步增長而影響後(hòu)期變形(xíng)。另外結構澆(jiāo)築(zhù)、構件的(de)製作、拆模的時間、運輸、堆放、拚裝(zhuāng)及吊裝過程中施(shī)工工藝不(bú)合理也會降低施工質量而產(chǎn)生縱、橫、斜方向的裂縫。
(7)混凝土是一種脆性材料,抗拉(lā)強(qiáng)度較低,混凝土澆(jiāo)注後若沒有采取有效的(de)措施,降低混凝(níng)土(tǔ)內(nèi)外部溫(wēn)差或采取養護措施不當,使混凝土產生溫度收縮裂縫;養護(hù)不周,時幹時濕,表(biǎo)麵幹縮變形也會(huì)導致裂縫的發生,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
2.1基本檢測
在對裂縫進行檢測時,由於(yú)裂縫不易被發現和不確定性,往往會多(duō)名(míng)施(shī)工人員進行檢測,在現場進行仔細的檢查,找出裂縫,用儀器記錄下來裂縫(féng)的情況,進行分析和研究,運用精確的(de)儀器進行分析(xī)判斷,找出合(hé)理解決方案(àn)。
2.2深度檢測
箱梁裂縫的數量較多,一般都要對箱梁裂縫進行深度測量(liàng),采用精密的儀器進行采樣和記錄,深度測量一般采用抽樣檢測法(fǎ),選出具有代表性的幾個樣品進行研究分析(xī),然後通過其長度、寬度、深度和(hé)外形(xíng)特征判斷其產生原因,說明是否有(yǒu)連續(xù)或(huò)間斷(duàn),了解裂縫的狀(zhuàng)態和大致數量和大致分布。
2.3裂縫的監控
要對裂縫進行監控,了解其(qí)穩(wěn)定程(chéng)度以及在經曆一些外力後是否(fǒu)增加深度等。根據實際情況(kuàng),製訂一個有效的監控體(tǐ)係,對裂縫進行監控,取監控(kòng)數據(jù)對裂縫進行分析,判斷裂縫是否處於穩定狀態,還(hái)要對預應力的管道進行監控,要做到有問(wèn)題及時(shí)發(fā)現,發現後及時解決。
三、裂縫處理措施
3.1表麵封閉處理
清洗表麵,並幹燥,然後進行裂縫(féng)處理。針對裂縫對橋梁結構(gòu)的(de)影(yǐng)響,通過采用3層環氧樹脂玻璃絲布對裂縫區作表麵封閉處理來盡(jìn)可能的消除箱梁裂(liè)縫對(duì)結構使用壽命和承載能力的負(fù)麵影響。為增強環氧樹脂韌性,其固(gù)化劑采用聚(jù)酰氨。先用環氧樹脂在箱梁頂板上順裂縫方向塗蓋一遍,再順縫鋪設一層寬十五(wǔ)厘米的玻璃絲布,然後環氧樹脂再複塗1遍,如此重複進行3遍(biàn)。兩條玻璃絲布之間搭接(jiē)寬度應(yīng)在3cm以上。
3.2裂縫灌漿(jiāng)處理
3.2.1表麵處理。用砂輪機、鋼絲刷打磨混凝土表麵沿裂縫走(zǒu)向寬約5cm範圍,人工用鋼絲刷(shuā)清除水泥翻沫、灰塵及(jí)疏鬆的混凝土塊和(hé)砂粒(lì),油汙要(yào)用布蘸稀料擦淨,如果潮濕要用噴燈吹幹。
3.2.2注(zhù)入座的黏結。裂縫表麵處理完後,將注入座埋設在裂縫的交(jiāo)叉處、較寬(kuān)處、端部或經拓寬處理的縫口部位,埋設灌漿嘴的間距為30—80cm,原則上縫窄(zhǎi)應密、縫寬應稀,每(měi)條裂縫都必須有一個(gè)出氣孔和進(jìn)漿孔;對於出氣孔也(yě)可離裂縫(féng)盡頭1—3cm預留(不密封),以便灌漿;查看灌漿效果,也不會影響灌漿的質量。將橋梁修補料的AB兩種組分混合攪拌均勻,抹少許(xǔ)在注入座底麵四(sì)邊,將注入孔對正裂縫中心(xīn)稍加用力按壓,使其從底麵的四個小孔中擠(jǐ)出,注意不要堵塞注入孔,粘好後避(bì)免錯動(dòng)注入座;混凝(níng)土基底狀態不好時可(kě)適當擴展座周圍的豁結麵積並對座進行包(bāo)覆;依據裂縫的深度(dù)和寬度,沿縫(féng)的走(zǒu)向按30—40cm間距布置(zhì),裂縫分岔處應安裝注入座。
3.2.3裂縫密封(fēng)。灌漿嘴埋設好後,沿縫(féng)用密封(fēng)材料進行(háng)密封,封的厚度約1一2mm,寬度約3——5cm。封好的縫表麵應光滑、平整,邊緣與混凝土麵應緊貼,不應有卷邊現象。用密封膠沿裂縫走向密封5cm寬的範圍,厚度應(yīng)為(wéi)1.5mm以上,盡量一次(cì)完成,避免反複塗抹。
3.2.4密封材料的固化和密封檢查。讓其(qí)自行(háng)硬化(在不同溫度下約需4—10小時)。待密封膠達到強度後,沿(yán)縫塗抹一(yī)層肥皂水,並隔100—200cm的間距把中間的注漿(jiāng)孔用螺栓(纏生料帶)堵上,從灌漿嘴(zuǐ)中通人(rén)空氣,如密封的縫(féng)上有(yǒu)冒泡(pào)現象,應(yīng)對該部(bù)位重新密封,當縫較長時(shí)可分段試(shì)氣檢查(chá)。對於隻能單麵密封的通裂縫,可根據其(qí)深度進行不同程度的試氣檢(jiǎn)查,推測對麵未封的縫口漏氣的大小,如對麵漏氣嚴重,深度又淺(qiǎn)時,可(kě)適當(dāng)增加漿液的戮度采用減壓延時的方法(fǎ)持續對其灌漿。
3.3粘(zhān)貼鋼板和碳纖維布相結合單一采用其任一辦法效果都不理(lǐ)想(xiǎng),若單一粘貼碳纖維布,則提高剛度有限,若單一使用(yòng)粘鋼,會增加過(guò)多(duō)錨孔,且增重較多,容易(yì)損傷梁體,所以為達到最佳效果,應采用結合(hé)辦法(fǎ)。即采用6mm厚鋼板,縱向滿粘在板底兩(liǎng)側橫向1m內,其餘部分縱向從跨中粘貼碳布至應力較小(xiǎo)區域。應粘貼2層碳(tàn)布,提高受力(lì)效果。由於形成了(le)整體(tǐ)的板底和碳布以及鋼板對受力截麵有一定的增(zēng)加,無論是在加固效(xiào)果方麵還是在共同(tóng)工作方麵,比較可靠有效,而(ér)且對原受(shòu)力體係的保(bǎo)留,在梁內產生新的應力並且不對應力分布情況進行改變,隻承擔活載作用的碳布和鋼板,在有(yǒu)效封閉裂縫,防止其(qí)進一步發展的同時,不至於帶來新的病害。
3.4體外預應力
它具有(yǒu)經濟(jì)效果較(jiào)好、相對低的費用、損傷較小(xiǎo)和(hé)不對原(yuán)梁體進行清鑿以(yǐ)及加固時較小影響或不影響交(jiāo)通的優點。由於改變了橋梁的受力體係,體(tǐ)外預應力加固可有效對中小(xiǎo)跨徑普通鋼筋混凝(níng)土梁式(shì)橋橋梁的受力狀況進行改善,並降低了裂縫的寬度,對橋梁的撓度(dù)有一定的減少,十分有效地(dì)提高了橋梁的承載能力。但對於一些大跨徑的預應力混凝土橋,存在一些其技術上的不足之處:共同受力情況不理想(xiǎng),這是由於梁體分離與(yǔ)新加預應力筋,存(cún)在不協調的變形造成;因低(dī),原梁內(nèi)已存在較(jiào)高的應力(lì),隻會有不明(míng)顯的效果,新加預(yù)應(yīng)力所有的控(kòng)製張拉力相對過高不但損失過多的原預應力,在荷(hé)載作(zuò)用下更(gèng)是因容(róng)易屈服而發生危險;新老預應力筋的受(shòu)力不均(jun1)勻,這是由於原預應力勢必會因新加預應力而(ér)有所損失造成的。
3.5底板加固
對於底板縱向裂縫,采用橫向張拉預應力碳纖(xiān)維板的加固方(fāng)法。首(shǒu)先用結構膠對底板裂縫進行灌(guàn)漿,然後采用橫向張拉(lā)預應力碳纖(xiān)維板的形式,提高其橫向連接剛度。預應力碳纖維(wéi)板型(xíng)號為(wéi)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。該方法屬於主動加固,通過(guò)橫(héng)向預應力可使原(yuán)裂縫全部或部分閉合,能提高結構的整(zhěng)體(tǐ)剛度和(hé)耐久(jiǔ)性,並能限製裂縫的進一步發展。該方法幾乎不增加結構恒載,有良好的耐久性,施工工藝簡單,但在底板下緣(yuán)施(shī)工,操作不便,可采用檢測車或梁頂懸掛(guà)吊(diào)籃進行施工。
結束語
本文針對混凝土寬翼緣三向預應力連續箱梁(liáng)裂縫,製定了相應的梁相應(yīng)的裂縫分布、裂縫深度檢測(cè)方案(àn),從混凝土特性、施工工藝(yì)等角度分析了裂縫成因和裂縫自愈現象,利用(yòng)有限元程序(xù)進行箱梁承(chéng)載力驗算(suàn),確定了箱梁裂縫的非荷載裂(liè)縫性質。並從耐久性和承載力方(fāng)麵進行了裂縫危害性分析。根據該(gāi)大橋箱梁的實際情況製定了(le)相(xiàng)應的加固補強方案。
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