市政桥梁结构裂缝分析及加固技术处理
2015-06-30
前言
桥梁，是城市交通的枢纽，对城市的长远发展与经济的繁荣具有十分重要的作用。它让城市的道路变得越来越通畅，使人们的出行变的更加便捷。桥梁对于城市的现代化建设具有至关重要的作用，这也就直接涉及到一个问题，桥梁的安全问题。桥梁的安全问题关系到人民的生命财产安全，关系到社会的稳定以及城市经济的繁荣发展。因此，桥梁的安全问题不容忽视。
裂缝形成种类以及形成原因
1、裂缝形成的种类
桥梁工程中裂缝种类归纳为三种：首先是，由外荷载引起的直接应力裂缝，也就是外荷载引起的直接应力产生的裂缝；二是由外荷载引起的次应力裂缝，即由外荷载引起的次应力产生裂缝；另外一个是变形应力引起的裂缝，这类裂缝主要是有温度、收缩、膨胀等引起结构变形，变形受到约束时便产生应力，当此应力超过混凝土极限强度时就产生裂缝。这些裂缝产生的原因是多方面的，主要是设计原因、施工原因等，同时，外部环境等因素的影响也会产生裂缝。
2、裂缝形成的原因
1）设计疏漏，计算假设受力与实际受力不相符，计算模型不合理，外部荷载考虑不周全。
2）施工方面：不按设计图纸施工，使结构的受力模型与设计不相符；施工中混凝土振捣不密实、初期养生不够；不根据预制结构受力特点合理起吊、运输、安装；蛮干施工、乱开孔、乱支牛腿，受车辆、船舶的撞击等都会产生裂缝。
3）材料性质问题：水泥的反常凝固、反常膨胀以及水泥的水化热不按规范施工；混凝土骨料的配合比、密度、孔隙率等不合适等原因。
4）外部环境因素：由于温度和湿度的变化，混凝土构件内外温差、内部钢筋的锈蚀、受盐类的化学腐蚀、车轮的磨损等因素也会产生一定程度的裂缝。
三、裂缝问题的加固处理方法
1、表面封闭修补法。这种方法就是沿着混凝土裂缝的表面铺上一层薄膜材料，在施工的时候将混凝土的表面用刷子打毛，将混凝土表面的裂缝填平。也可以用沥青进行修补缝合，但是这种方法的浆液很难灌入。表面修补的方法适合运用在裂缝很浅的桥梁上，即桥梁内部并没有出现裂缝，基本稳定。为了防止出现更大的裂缝，可以采用表面修补的方法。
2、压力灌浆法。压力灌浆法也可分为水泥灌浆、石灰灌浆、化学物质灌浆、沥青灌浆等。喷浆修补是一种在经过处理的裂缝表面，喷射一层密实的水泥砂浆保护层，来封闭裂缝的修补方法。在喷浆之前，要把结构表面的剥离部分除去，然后用水冲洗清洁，并在开始喷浆之前把基层湿润，然后再开始喷浆。水泥灌浆这种方法适合在桥梁的裂缝分布不均匀的情况下使用。化学灌浆现在已经在桥梁裂缝的修补上得到了广泛的应用。
3、填充钢板法。填充钢板法就是当钢筋混凝土构件产生主拉应力裂缝时，可对裂缝先进行处理之后，再在裂缝处粘结钢板，并用膨胀螺栓对钢板加压。钢板的粘合方向与裂缝的方向垂直。
4、梁式结构加固法。梁式桥上部加固可以采用任何一种方法，要根据桥梁的实际情况来确定。就目前的情况来看，主要采取扩大原结构构件截面，以提高结构的强度和刚度；以新的结构代替旧的抗力不足的结构，改变原结构的受力体系，使控制截面变矩的峰值减小，对原结构施加预应力，改变原结构的受力图式，以达到提高桥梁刚度和强度的目的。
5、混凝土置换法
混凝土置换法是处理严重损坏混凝土的一种有效方法，这种方法是先将损坏的混凝土剔除，然后再置换入新的混凝土或其他材料。常用的置换材料有：普通混凝土或水泥砂浆、聚合物或改性聚合物混凝土或砂浆。
其他一些控制措施
1、在钢筋的选用问题上，要严格按照标准组织加工，在焊接时，要严防焊接技术不过关的现象产生。
2、在设计和制作模板上，要尽量减少错台和漏缝现象的产生并要求模板必须具有足够的刚度和光洁度，同时要求单元面积大，接缝少，接缝严密平顺。在使用模板时，要进行试拼，对精度差的地方进行修平，并做刨光处理，并涂抹一层防护油，确保撤膜后砼结构表面平顺光洁。
3、定量预测。计算大体积混凝土温度、应力、平均整浇长度（伸缩缝间距），确定混凝土内外最大温差、最大应力、最长伸缩缝间距，当其超过混凝土极限抗拉强度时，需在施工方案中采取降温、延长温度变化时间，或增加应力释放途径，或增加伸缩缝来避免产生裂缝。计算支架及模板的刚度及挠度，防止因支架及模板的下沉而引起混凝土在未形成强度前不均匀沉降而产生裂缝。
4、要进行实时的监控。
首先，是对支架以及模板变形的监控。对于重要结构部位，在施工前要进行等荷载预压，实际测得变形值，施工时根据实测变形值预设预拱度。
要对混凝土的配合比进行监控。实测粗细骨料含水量，计算出施工配合比。搅拌过程中，水量通过实践来控制，粗细骨料以及水泥等通过电子计量来控制，外加剂听过量杯，从而保证按施工配合比搅拌混凝土，严禁随意更改水灰比。
还要对温度进行监控。混凝土的入模温度要控制在30°c以下，实时监控构件中混凝土终凝前内外温度，尤其是浇筑后1天—3天内水化热高峰时。
结语
任何一座桥梁，从交付运营起，都或多或少带有一定程度的病害，产生裂缝问题也是难以避免的，不仅仅是因为工程施工的原因，更重要的也是自身的应力所导致，但是我们如果在设计施工的过程中做好预防措施，主动对可能发生的质量病害进行事前控制，这对降低桥梁的后期维修费用以及保障桥梁安全使用具有重要的意义。
