淺談梁式橋裂縫的維修加固方法

摘 要:梁橋在使用的過程中，會(huì)由于各方面的原因，使梁體出現(xiàn)裂縫，影響到橋梁的使用和行車的舒適與安全。本文通過梁式橋裂縫的現(xiàn)狀，尋找裂縫出現(xiàn)的原因，并提出相應(yīng)的施工方法，來對(duì)橋梁進(jìn)行維修加固，以達(dá)到延長橋梁的使用壽命和確保行車安全的目的。

關(guān)鍵詞:梁式橋 裂縫 加固施工

中圖分類號(hào):U445.7文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼:A文章編號(hào):1674-098X(2012)07(a)-0135-01

1 梁式橋裂縫的現(xiàn)狀及原因分析

1.1 梁體跨中區(qū)域的豎向裂縫

梁體受拉區(qū)域的豎向裂縫，是由下拉彎矩引起的，一般出現(xiàn)在梁的跨中下邊緣部位，沿著梁的受拉區(qū)邊緣大致與主筋垂直的方向向上延伸。

上述裂縫主要是梁受壓產(chǎn)生的。一般認(rèn)為只要這類裂縫在梁側(cè)面的延伸長度達(dá)不到梁計(jì)算截面的中性軸，而其最大寬度又限制在0.2mm范圍內(nèi)，則屬正常裂縫。因此對(duì)于這種裂縫，一般不進(jìn)行修理。

1.2 斜裂縫

引起斜裂縫的原因則有兩種:一種是由主拉應(yīng)力裂縫;第二種是由于斜截面抗彎能力較弱所引起的裂縫。

前者多發(fā)生在梁支座附近的腹板上，主要原因是主拉應(yīng)力過大，裂縫一般是從梁兩端的橫隔板內(nèi)側(cè)開始，使裂縫沿斜向上的方向攀升。因?yàn)榱旱纳舷逻吘壱话愣加休^多的鋼筋(或鋼束)，它有控制此種裂縫繼續(xù)擴(kuò)張的作用，因此裂縫在到達(dá)這些鋼筋或鋼束之前，一般都消失不見了。

后者是由于斜截面抗彎能力不足所引起的。它與主拉應(yīng)力過大產(chǎn)生的斜裂縫顯然不同，但與梁中正彎矩產(chǎn)生的豎向裂縫卻有相似之處，豎向裂縫是由梁底向腹板延伸，裂縫的寬度是上面小、下面大，而不像主拉應(yīng)力所產(chǎn)生的斜裂縫那樣是兩頭小、中間大。

1.3 順筋裂縫

鋼筋縱向銹蝕產(chǎn)生的裂縫，其最大延伸長度可達(dá)到梁跨之半，這是因?yàn)榛炷恋馁|(zhì)量較差或保護(hù)層厚度不足所顯示出來的，混凝土被二氧化碳侵蝕碳化至鋼筋表面，使鋼筋周圍混凝土的堿度降低，引起鋼筋表面氧化膜破壞，鋼筋中鐵離子侵入到巖土中的氧氣和水分發(fā)生腐蝕反應(yīng)，導(dǎo)致保護(hù)層混凝土開裂，沿裂縫寬度可達(dá)4mm，因此這種裂縫危害非常之大。

1.4 其他裂縫

1)梁側(cè)面腹板上的網(wǎng)狀裂縫

這類裂縫寬度一般較小，并多分布在腹板表面上，很像一片亂網(wǎng)，沒有規(guī)律，這種網(wǎng)狀裂縫是由梁體混凝土內(nèi)外收縮不均勻而引起的。

2)梁側(cè)面腹板上的豎向裂縫

產(chǎn)生這種裂縫的原因一般是梁的跨徑較大、梁較薄、分布鋼筋較稀，在溫度和收縮影響下產(chǎn)生這種裂縫。

2 橋粱結(jié)構(gòu)裂縫的機(jī)理分析

這里從混凝土、鋼筋兩方面因素來分析橋粱結(jié)構(gòu)裂縫產(chǎn)生的機(jī)理。

由于混凝土不密實(shí)、保護(hù)層太薄導(dǎo)致了混凝土的碳化。

水泥+水→水泥石里面含有大量的Ca(OH)2Ca(OH)2+CO2=CaCO3+H2O

結(jié)果:梁體的強(qiáng)度有所提升→混凝土體積增大→在梁體某些部位引起應(yīng)力集中→超出梁體允許應(yīng)力范圍→梁體出現(xiàn)裂縫→鋼筋外露→空氣、水與鋼筋反應(yīng)→鋼筋被腐蝕，即如下:

2Fe+2H2O+O2=2Fe(OH)2常溫常壓下可緩慢反應(yīng)

4Fe(OH)2+O2+2H2O=4Fe(OH)3常溫常壓下就劇烈反應(yīng)

2Fe(OH)3=Fe2O3(鐵銹)+3H2O

結(jié)果:梁體承受荷載能力強(qiáng)度降低→裂縫繼續(xù)擴(kuò)大→梁體被進(jìn)一步損害。

3 梁式橋裂縫修補(bǔ)技術(shù)

依據(jù)裂縫在橋梁部位的不同，這里選擇了不同的修補(bǔ)加固技術(shù)。

3.1 表面裂縫的修補(bǔ)方法

3.1.1 人工涂抹

適用于裂縫淺、面積小的部位。

1)混凝土結(jié)構(gòu)

先將裂縫附近的混凝土表面鑿毛，然后盡最大努力糙面平整，經(jīng)洗干凈后，灑水使之保持濕潤(不留水珠)，然后用1∶1至1∶2(體積比)的水泥砂漿涂抹其上。涂抹時(shí)混凝土表面不能有流水，最好先用純水泥漿涂刷一層底漿(厚度約0.5至1.0mm)，再將水泥砂漿一次或幾次抹完，涂抹時(shí)應(yīng)注意不要過厚或過薄，因?yàn)檫^厚容易在側(cè)面和頂部引起流淌或因自重下墜;太薄則容易在收縮時(shí)引起開裂。溫度也要掌握好，溫度高時(shí)，涂抹3至4小時(shí)后需灑水養(yǎng)護(hù)，并防止陽光直射;冬天時(shí)候應(yīng)注意加強(qiáng)保溫，萬萬不可受凍，不然，輕則強(qiáng)度降低，重則報(bào)廢。

2)磚石結(jié)構(gòu)

施工方法與混凝土類似，這里只說明磚石結(jié)構(gòu)勾漿修復(fù)的工序。

勾縫形式:平縫、凹縫、弧形凸縫、帶形凸縫

方法:鑿除已損壞的勾縫→壓力水沖洗→M10以上水泥砂漿重新勾縫

3.1.2 噴漿修復(fù)

適用于面積大、較重要的部位

噴漿修補(bǔ)是在鑿毛處理過的裂縫表面，噴射一層密實(shí)且強(qiáng)度高的水泥砂漿保護(hù)層來封閉裂縫的一種修補(bǔ)方法。根據(jù)裂縫的部位、性質(zhì)和修理要求和各方面條件，可分別采用掛網(wǎng)噴漿、無鋼筋素噴漿等修補(bǔ)方法。

3.2 內(nèi)部裂縫的修補(bǔ)方法

3.2.1 壓力噴漿修復(fù)

1)水泥灌漿

工序:裂縫的檢查和處理→鉆孔、清孔→止?jié){和堵漏處理→壓水(氣)實(shí)驗(yàn)→灌漿→質(zhì)量檢查

2)化學(xué)灌漿

①材料:環(huán)氧樹脂類丙烯酸酯類

②工藝:裂縫的檢查和處理→鉆孔埋嘴(原則:寬縫稀，窄縫密，交叉位置必設(shè)嘴)→嵌縫止?jié){(避免漿液流失，確保灌注密實(shí))→壓水(氣)實(shí)驗(yàn)(檢查管子的通暢情況)→灌漿(手壓泵、灌漿注射器)→收尾工作

③灌漿的防護(hù)工作

有效通風(fēng)，人員避開下風(fēng)向

適當(dāng)?shù)拿芊獯胧?/p>

防火防爆

注意個(gè)人衛(wèi)生

3.3 表面粘貼修補(bǔ)法

表面粘貼修補(bǔ)法:是指用膠粘劑把碳纖維布或鋼材等材料粘貼在裂縫部位的混凝土面上，達(dá)到封閉裂縫目的。

需要指出的是:碳纖維與傳統(tǒng)的加大混凝土截面或粘鋼混凝土補(bǔ)強(qiáng)相比，具有節(jié)省空間、施工簡便、不需要現(xiàn)場(chǎng)固定設(shè)施、施工質(zhì)量易保證、基本不增加結(jié)構(gòu)尺寸及自重、耐腐蝕、耐久性能好等特點(diǎn)。

3.4 鋼板粘貼

此法是用環(huán)氧基液粘結(jié)劑均勻涂抹在整個(gè)鋼板上，后將其壓貼于待修補(bǔ)的裂縫位置上的方法。

鋼板粘接的施工順序如下:

鋼板表面清理→用丙酮類清洗液擦洗修待補(bǔ)的混凝土表面和鋼板面→在鋼板和混凝土粘貼面上均勻地涂刷環(huán)氧類基液粘結(jié)劑→用丙酮擦洗修補(bǔ)部位的混凝土表面及鋼板面→在鋼板和混凝土粘貼面上均勻地涂刷環(huán)氧基液粘結(jié)劑→養(yǎng)生到所要求的時(shí)間→鋼板表面上再涂刷防銹養(yǎng)護(hù)涂料

3.5 養(yǎng)護(hù)

施工結(jié)束后，要對(duì)修補(bǔ)的部位做好日常的養(yǎng)護(hù)工作。并定期進(jìn)行檢測(cè)，出現(xiàn)問題要及時(shí)發(fā)現(xiàn)、及時(shí)處理。以保證橋梁的各個(gè)指標(biāo)都有很好的改善，最終達(dá)到修復(fù)效果。

4 結(jié)語

對(duì)于橋梁裂縫的維修加固，在實(shí)際的施工過程中，應(yīng)結(jié)合橋梁病害特點(diǎn)和實(shí)際擁有的技術(shù)情況，來提出相應(yīng)的施工方案，目的是使維修加固后的橋梁在強(qiáng)度、剛度、穩(wěn)定性、安全性、耐久性等方面達(dá)到預(yù)期的加固目的，充分發(fā)揮橋梁的使用效能，最大限度的延長橋梁的使用壽命。