摘要:城乡发展不断加快的背景下,极大的促进着桥梁工程建设。现阶段,桥梁建设主要以钢筋混凝土结构为主,其具备较高的刚度和耐久性,造价低,但其柔性差,在投入使用后受到荷载、温度等因素的影响,极易导致出现裂缝现象,影响桥梁的安全可靠使用,因此积极做好加固工作至关重要。基于此,本文首先分析了钢筋混凝土桥梁裂缝成因;其次探讨了钢筋混凝土桥梁裂缝加固措施。
关键词:钢筋混凝土桥梁;裂缝;成因;加固措施
钢筋混凝土桥梁出现裂缝后,其抗震能力减弱,安全性能下降,使用寿命缩短,如加固修复不及时,极易导致安全事故的发生,威胁行人及车辆生命财产安全,在此情形下,要及时做好钢筋混凝土桥梁加固工作。
一、钢筋混凝土桥梁裂缝成因分析
(一)工艺裂缝
钢筋混凝土桥梁施工中,工艺裂缝是常见裂缝,主要是由于施工期间工艺技术应用操作不当所造成的,会对桥梁结构整体质量造成严重的影响。工艺裂缝具有隐藏性的特征,在前期无法及时发现,只有在桥梁建成投入使用后才会逐渐显现。钢筋混凝土桥梁施工时,混凝土运输时间过长导致凝结;混凝土浇筑作业不合理;振捣压实作业不充分;后期养护作业不重视;混凝土拆模不规范,均会在一定程度上损坏混凝土结构,进而导致出现裂缝病害,影响钢筋混凝土桥梁整体质量[1]。
(二)收缩裂缝
钢筋混凝土桥梁收缩裂缝,主要包括四种:首先是塑性收缩裂缝,桥梁混凝土完成浇筑作业后4-5小时,水泥产生强烈的水化热反应,水分被大量蒸发,导致混凝土失水产生收缩,由于此时混凝土并没有完全硬化,进而就会出现塑性收缩裂缝;其次是缩水裂缝,桥梁混凝土浇筑后逐渐硬化,硬化期间表层水分快速蒸发,混凝土体积逐渐缩小,进而引发缩水裂缝;最后是碳化收缩裂缝,混凝土当中含有大量氢氧化钙,当其接触二氧化碳之后会形成碳酸钙,进而导致混凝土表面体积收缩,进而出现系列的无规律性碳化收缩裂缝。
(三)荷载裂缝
钢筋混凝土桥梁裂缝中,荷载裂缝极为常见,主要是由于受到静载、动载压力所造成的。荷载裂缝主要可以分为下述两种,首先是应力裂缝,钢筋混凝土桥梁结构受到外荷载作用的影响,就会出现裂缝现象,主要是由于设计人员在前期所设计施工方案不合理;随意变更施工工序、施工方案;在桥梁结构上随意堆放施工材料和机械设备,最终导致钢筋混凝土桥梁结构出现应力裂缝。其次是次应力裂缝,在设计外荷载作用下,由于结构物的实际工作状态同常规计算有出入或计算不考虑,进而导致桥梁结构现出现次应力裂缝,该裂缝主要表现为张拉、劈裂、剪切等。
(四)温差裂缝
钢筋混凝土桥梁温差裂缝,是因为混凝土内外部温度差异较大所造成的,由于受到环境温差因素的影响,浇筑混凝土后会出现热胀冷缩的现象,导致混凝土结构变形,并出现较大的温度应力,当温度应力大于钢筋混凝土桥梁结构荷载范围后,即可导致温度裂缝的出现。同时,在钢筋混凝土结构施工时,受到日照、温度骤降等因素的影响,就会出现温差裂缝,尤其是在冬季,混凝土浇筑后内部和外部温差大,此时如防护不当会极大的增加温差裂缝的发生几率。
二、钢筋混凝土桥梁裂缝加固措施探讨
(一)表面封闭法
目前,钢筋混凝土桥梁裂缝修复时,表面封闭法的应用极为常见,尤其是一些小型裂缝,非常适宜应用该法进行处理,表面封闭法的应用,主要下述几种:
1.表面涂抹
表面涂抹时,沿着混凝土表面较小裂缝涂抹树脂保护膜,如裂缝宽度不一致、裂缝密集、砂浆离析的混凝土表面裂缝,可涂抹焦油环氧树脂,能够起到良好的修复效果。
2.凿深槽嵌
沿着混凝土桥梁裂缝凿一条深槽,要结合裂缝位置及走合理控制好槽形,然后在深槽内嵌入沥青、环氧砂浆等粘结性材料即可。
3.表面喷浆
表面喷浆前,需要对裂缝表面进行凿毛处理,然后喷射高强度水泥砂浆保护层,进而将表面的裂缝修复,要结合裂缝具体位置和性质,灵活应用无筋素喷浆、挂网喷浆结合凿槽嵌补等技术[2]。
4.打箍加固封闭法
如钢筋混凝土桥梁裂缝为主应力裂缝,应用打箍加固封闭法能够起到良好的加固效果,打箍加固时需要垂直于裂缝方向,如桥梁墩台、桩基出现裂缝,应用该法亦可起到不错的效果。
(二)填充密封法
填充密封法,亦是当前钢筋混凝土桥梁裂缝常用方法之一,尤其适用于一些宽度为0.5mm以内的静止裂缝及活动裂缝。应用该法时,需要在混凝土裂缝的表面凿U形沟槽、V形沟槽,然后在在沟槽内填充相应的材料进行修复,要结合实际情况,合理选用各类填充材料,如:刚性材料(水泥砂浆、树脂砂浆、膨胀砂浆)、弹性材料(合成橡胶、聚硫化物、硅酸酯),填充完毕后,需要在表面覆盖碳纤维布,起到防护的作用。
(三)灌浆法
钢筋混凝土桥梁裂缝修复中,灌浆法具备较高的实用性,依靠壓力将粘结性浆液灌入到混凝土裂缝当中,实现对裂缝的修复,促使混凝土结构恢复正常的状态。当前,灌浆法被广泛应用于较大、较深的钢筋混凝土桥梁裂缝修复中。应用该技术时,需要先将混凝土结构裂缝和外界封闭,仅留出进浆口、排气孔,然后利用压浆泵按照适当的压力将低粘度浆液灌入到裂缝当中促使其充分扩散,并最终凝结固化,提高混凝土结构的强度和抗渗性能,延长使用寿命。目前,灌浆法所常用的浆液主要包括水泥灌浆、化学物灌浆以及沥青灌浆三种,相比较而言,化学物灌浆的应用效果最为理想,灌浆时以环氧树脂和混凝土为主,其优势在于具备较高的稳定性、抗渗性和耐磨性,因此被广泛应用于钢筋混凝土桥梁裂缝修复处理中[3]。
(四)粘贴加固法
1.注入法粘贴钢板
注入法粘结钢板,指的是将垫块设置在混凝土表面和钢板之间,促使两者保持适当的空隙,然后使用环氧树脂胶泥对四周进行封闭处理,并从注入口将环氧树脂注入到其中,最终将残留的空气排出即可。需要注意的是,在应用该技术时会产生一定的气泡,因此需要使用木槌随时敲打钢板,将气泡消除减小空隙,确保充分灌实,虽然该法较为费时,但是加固效果却非常理想,即使混凝土表面不平整,亦可使用该法修复裂缝。
2.压粘法粘贴钢板
应用该法时,需要将适量的环氧树脂涂抹在混凝土表面、钢板表面,并利用已固定在混凝土当中的锚杆将钢板紧紧压在混凝土面上,促使环氧树脂及粘贴面空气被挤出,最终达到理想的裂缝修复效果。
3.粘贴碳纤维布
粘贴碳纤维布修复钢筋混凝土裂缝,属于一项新技术,应用该技术前,需要处理表面杂质,并利用环氧胶泥修补找平,然后配置胶料,接着在在出现裂缝的混凝土表面粘贴含有树脂类粘结材料的碳纤维布,在不增加原结构自重及尺寸的情况下,提高钢筋混凝土桥梁结构抗拉性,实现对裂缝病害的有效修复处理,需要注意的是,在粘贴碳纤维布后,需要做好表面防护及找平工作,保证修复处理效果。
结语
综上所述,钢筋混凝土桥梁建成投入使用后,由于受到荷载、温度、工艺等诸多因素的影响,极易导致出现裂缝病害,威胁行车、行人安全。为保障通行安全,要结合裂缝病害类型,采用适合的技术方法进行加固修复处理,提高钢筋混凝土桥梁结构稳固性,延长会使用寿命,保障桥梁安全可靠使用。
参考文献
[1]徐良.浅谈钢筋混凝土桥梁施工中裂缝及分析[J].民营科技,2018(04):277+279.
[2]殷莉娟.钢筋混凝土桥梁裂缝类型及分析[J].交通世界,2017(17):161-163.
[3]任凤军.钢筋混凝土桥梁裂缝种类及成因分析[J].科技致富向导,2015(03):193-194.