钢筋混凝土箱梁结构的加固设计与施工
2016-02-29
1. 钢筋混凝土箱梁裂缝成因
混凝土是否出现问题，首先就是看混凝土当中是否产生了裂缝，因为裂缝的有无可疑直接反应出混凝土的结构是否有问题，是否收到了损伤，可以说有无裂缝是混凝土结构好坏的一个特征。因此，在对混凝土进行结构损伤检测时，就可以查看该结构当中是否存在裂缝问题。而让混凝土结构产生裂缝的原因有很多，比如因为超出本身荷载能力、或者是温度的变化、地基发生了形变，此外，也有可能是由于本身的钢筋出现锈蚀、冻胀、施工质量差问题等等。基本上，出现裂缝的原因可以分为如下两类：
第一类：由于受力超过荷载能力而产生的裂缝，也可以称之为是结构性裂缝，这类裂缝的情况主要是与外部的受力情况有关，一旦出现这种裂缝，那么就可以认为是该结构的承载能力出现了问题，或者是可能存在其他更为严重的问题。
第二类：由于钢筋、地基、温度变化或者是混凝土自身出现变形等问题而产生的裂缝，这类的裂缝也可以称之为是非结构性裂缝，当在这些因素作用下，混凝土的变形受到限制时，其拉应力就会影响到内部的结构，这个拉应力超过混凝土的最大抗受能力时，就会出现裂缝，一旦裂缝出现，那么变形就产生，进而拉应力也就随着不见了。
这两类裂缝产生的原因不相同，自然他们之间就存在着明显的区别，产生的危害也是有着天壤之别的，不过，有时可以把这两类的裂缝融合在一起。根据相关数据显示，约有八成的裂缝是由于形变而产生的，其余的两成则是由于超荷载能力而产生的。如何对一个裂缝的危害性进行评定，主要就是看这个裂缝是怎么产生的，并且，知道了裂缝产生的原因，也就知道了如何去修补或者是加固这个裂缝，如果不去仔细分析裂缝产生的原因就随意处理，那么不但会浪费人力物力，达不到修补的效果，还有可能产生更为严重的事故。
2. 钢筋混凝土箱梁结构的加固设计
第一，计算裂缝宽度，这类裂缝是由于预应力而导致钢筋混凝土出现的，在相关的设计规范（JTG62-2004）中有明确定义：钢筋混凝土构件的裂缝宽度在Ⅰ类和Ⅱ类环境下要小于等于0.2mm，而在Ⅲ、Ⅳ类环境下则不能大于0.15mm。最小裂缝宽度的计算公式如下所示：
如果还要考虑长期的超荷载或者是长期车载问题时，那么较大裂缝的计算公式就如下面的公式所示：
结合上荷载实验报告，在最不利的试验荷载情况下，利用箱梁去测试截面，进而得到实际测量的最差结果，然后对加固工作做好充分的准备。
通过分析上面的相关公式，以及计算、测量的结果，可以得出设计方案来对钢筋混凝土箱梁结构进行加固。
根据上面的相关数据，可以得到三种加固的设计方案：底板粘贴玄武岩纤维、挂网锚喷混凝土以及底板粘贴碳纤维布。在实际情况当中，需要根据不同的问题来选择不同的加固方案。
3.钢筋混凝土箱梁结构的加固施工
3.1裂缝封闭
1)如果裂缝是在02mm范围内的，那么就可以在线在裂缝的上口出开一个V形槽，宽度控制在20mm以内，槽面最好保持平整。
2)对开好的槽，首先做的工作就是清理，可以用竹刷或者是钢丝刷，清扫出残渣，对于灰砂，可以利用气管进行吹，清理完毕后，需要用红外灯进行烘干。裂缝的外部最好不要用清水洗，一般都是采用丙酮或者是二甲苯，然后用纱头进行擦洗，最为关键的就是要保证表面没有灰尘或者是其他杂物。
3)裂缝周围涂抹上环氧浆液，如果裂缝比较深，也可以灌注。
4)最后一个工序就是嵌入环氧砂浆，然后用工具处理好表面，保持地面平整，等到环氧树脂完全硬化后就额可以使用了。在养护的整个过程中，一定要保证干燥、不能出现震动。
3.2 裂缝灌浆
（1）处理缝隙
1) 对于需要处理的缝隙，首先要对其进行开槽，凿出一个宽不大于6mm，深小于4mm的O型槽；
2) 将表面的一些杂物剔除掉，可以利用压缩空气清除槽内的尘埃；
3) 如果有暴露在外部的钢筋，那么就需要对钢筋表面进行除锈，如果是有断裂的，那么还需要进行焊接工作；
4)利用丙酮对缝隙进行洗刷、擦清表面。
（2）埋设灌浆嘴
处理完裂缝的清理工作后，将灌浆嘴埋设到相应位置，一般灌浆嘴的位置要距离缝长35-40cm最好，如果缝隙比较宽，那么可以排的稀疏些，如果缝隙比较窄，那么就要排列的紧凑，但要保证每个裂缝都有一个排气孔和进浆孔。
（3） 封缝
为了防止出现跑气或者是跑胶等问题，就需要在对裂缝进行封闭时要保证同步性。可以先沿着缝隙涂抹一层基液，然后抹上胶泥，此时再除去气泡并修平，等到胶泥稍微凝固后就可以刷第二层的基液了。
（4） 密封检查
等到封缝完全结束后，就要对密封性进行检测，首先在沿缝处抹上肥皂水，然后往灌浆嘴中充入压缩气体，然后查看是否出现漏气现象。
（5）灌浆
为了达到实际的性能要求，就要根据现场的实际情况配置化学灌浆，在灌浆之前，要用压缩空气对管道以及裂缝进行吹气清理。灌浆时要遵从自上而下的原则，从一端灌注到另一端，控制好压力。
3.3 粘贴玄武岩纤维布
粘贴玄武岩纤维布施工步骤：处理构件基底、涂抹底层涂料、环氧腻子修补、粘贴玄武岩纤维布以及防护表面。
（1） 施工准备
首先应该对施工图进行仔细阅读，根据实际情况制定相关的施工方案与计划。对于要使用的一些工具、材料等要提前做好准备。
1)在施工前，首先要对需要处理的位置进行一些检测，比如环境温度、含水率。如果含水率大于4%或者是环境温度小于5°，那么就需要采取一定的措施来改善施工条件，此外，还要按照施工图纸进行画线来定位。
2) 将表面的疏松部位进行清理，直到暴露出混凝土结构。假如有裂缝，那么首先对裂缝进行修补、平整，在此过程中，要保证混凝土的厚度不超过15mm，对于粘贴部位的混凝土，假如表面很坚固，那么就需要除去表面的油污或者是其他杂物，然后打磨平整，直到暴露出集料新面，而且，这个过程当中的平整度也是要达到5mm/m这个标准的；构件转角的位置处要打磨出半径大于20mm的一个圆弧，待打磨完毕后，就要用吹风器清理表面杂物。在受力方向上，玄武岩纤维片材的长度要大于100m，如果是利用多条或者多层材料进行加固时，还要保证材料的搭接位置要相互错开。
3)如果要求要涂刷底胶时，那么在进行玄武岩纤维材料粘贴时就要按照说明书当中的配制进行操作。在涂抹底胶前，要先用丙酮把地面处理干净，然后再用毛刷或者其他特制工具进行涂抹，而且调好的底胶应该尽快使用完。
4)粘接剂供应商已经给出了配比以及操作步骤，相关人员只需要按照说明进行操作即可。在称量时，要放到容器中进行操作，调胶也是要使用低速搅拌棒进行均匀搅拌，保证没有汽包产生，在此过程中，要保证没有灰尘落入。树脂的含量需要根据现场的实际温度而定，并且粘接剂应该在规定的时间内使用完。
（2）玄武岩纤维片材的粘贴
1)玄武岩纤维布要按照设计的要求仅此剪裁；
2)对于漫渍树脂，应该按照产品供应商所提供的信息进行制作，并且在涂抹时要保证均匀；
3)为了防止产生气泡，应该按照纤维的方向进行滚压，使玄武岩纤维布与浸渍树脂能够充分结合，除此之外，在滚压时千万不能损伤到玄武岩纤维布；
4)如果是多层粘贴，那么只要重复上面的步骤即可，但是一定要保证在第一层彻底干燥后再进行下一层的工作。
5)纤维方向要与加固的方向一样，其受力方向的搭接也要大于100mm；
6)在进行这些步骤之前，一定要进行划线定位。
3.4 施工期间交通组织
为了保证工程质量与效果，在施工时一定要进行交通管制，因此，这就要求施工部门要与交通部门协调好，假如不对交通进行管理，那么工程的质量就会大打折扣。
4 结语
预应力钢筋混凝土箱梁结构中，如何加固和施工成为了目前比较热门的一个话题，本文从钢筋混凝土结构当中出现裂缝问题着手，进而提出一些加固方案，最后对如何施工进行了详细阐述，以此来给加固设计以及施工提供了一些必要的参考和理论价值。
