公路桥梁裂缝成因及修补加固技术分析.pdf
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1、总657期2023年第27期(9月 下)0 引言近年来,随着经济的高速发展,交通量、载重量日益增大,部分现役公路桥梁产生了较为严重的裂缝病害,急需进行维修加固。但由于公路桥梁裂缝种类多样,且形成原因复杂,加之当前裂缝处治技术较多,如何准确了解裂缝形成原因,从而采取科学有效的处治措施对裂缝进行修复处理,已成为当前面临的主要难题。为此,针对公路桥梁裂缝成因及防治修补技术展开综合分析,对提升裂缝修补水平,保证公路桥梁裂缝修补质量具有重要意义。1 公路桥梁裂缝形成原因公路桥梁工程裂缝形式较多,不同类型的裂缝形成原因存在显著差异,为有效提升桥梁养护效果,保证裂缝修补质量,应对裂缝成因进行全面分析。1.1
2、 温度引起的裂缝温度裂缝主要是由于水泥水化反应、阳光直射、气温变化等各方面因素影响,导致混凝土结构产生热胀冷缩现象,当温度应力高于结构内部约束力时便会形成裂缝。1.2 荷载引起的裂缝桥梁工程在建设及运营期间,会受到多种荷载作用,如重力荷载、施工荷载、环境荷载、交通荷载等,在各种荷载长期作用下,桥梁结构便会产生破坏,从而引发裂缝。1.3 地基变形引起的裂缝公路桥梁建设及运营过程中,基础会产生差异性沉降或水平位移等状况,导致结构受力状态发生变化,产生附加应力效应,使桥梁结构出现裂缝。基础产生差异性沉降的具体原因如下:1)前期地质勘察不准确,导致勘察报告与现场实际地质条件差异较大,在进行施工计算时存
3、在较大偏差。2)结构基础形式差异性较大:桥梁施工区域采用的基础类型较多,导致不同基础部位容易产生差异沉降。3)施工区域内地质差异较大:如位于河谷地段的桥梁工程,在山坡及河谷地段的地基地质状况差别较大,压缩性能存在显著差异等。1.4 混凝土收缩引起的裂缝混凝土固结时,会出现收缩现象。而混凝土收缩会引发桥梁结构变形,从而造成结构开裂。混凝土收缩主要包括两种类型,即干缩与塑性收缩。其中,干缩主要指的是随着混凝土强度的增加,内部水分逐渐散失,湿度下降,使得体积缩小。塑性收缩主要是由于混凝土表面失水过快所致,通常在干热或大风天气较为常见,裂缝中部较快,两端较细,主要影响因素包括水灰比、风速、温度、湿度等
4、。2 桥梁裂缝修补技术桥梁裂缝不仅影响桥梁美观度,且会降低桥梁结构承载性能,威胁桥梁使用安全。因此,必须采取科学手段对桥梁裂缝进行修复处理,以有效防止裂缝发展,避免形成更加严重的质量病害,保证结构使用寿命。在对裂缝进行修补处理前,应对裂缝情况进行详细调查,全面了解裂缝形态、范围及具体尺寸,并充分考虑裂缝成因、经济性、安全性等各方面问题,科学选择修补方法、时机和所用材料,保证修补效果。通常采用如下方法进行修补。2.1 表面封闭修补法此方法主要应用于非压力裂缝或轻微裂缝(缝宽小于0.2 mm),修补顺序为:清表开槽填补喷浆填缝。此方法仅能用于表面裂缝修补,对于深度较大的裂缝效果较差。收稿日期:20
5、23-05-14作者简介:王勇(1985),男,工程师,从事公路桥梁施工与养护工作。公路桥梁裂缝成因及修补加固技术分析王勇(黔南公路建设养护有限公司,贵州 都匀 558000)摘要:公路桥梁运营过程中,由于交通荷载、自然环境及人为破坏等各方面因素影响,极易产生裂缝问题,威胁交通安全,影响公路寿命。采用科学手段对公路桥梁裂缝进行修复处理,提高结构承载力,恢复公路桥梁使用功能,是确保交通运输安全的重要前提。基于此,通过系统分析混凝土桥梁的裂缝产生机理,总结了桥梁裂缝修补技术及加固方法,并提出了桥梁加固方法的选用原则,旨在为桥梁裂缝防治与修补技术提供参考。关键词:公路桥梁;桥梁裂缝;施工荷载中图分类
6、号:U445.4文献标识码:B112交通世界TRANSPOWORLD2.2 压力灌浆修补法该方法主要利用水泥或其他材料对裂缝进行修补,使浆体材料完全充满裂缝,达到闭合裂缝的目的。此方法能有效提升结构承载性能,保证结构使用寿命,通常用于裂缝数量较多且宽度较大的裂缝修补。2.3 缝隙表面粘贴法此修补方法主要通过在结构裂缝表面粘贴加固材料,达到修补裂缝,提高结构承载力的目的。2.4 体外施加预应力修补法此方法主要是在桥梁结构表面施加预应力作用,从而有效闭合裂缝,提高结构承载性能。3 桥梁结构性裂缝加固方法裂缝加固主要是指当桥梁出现危及结构承载性能的结构性裂缝时,通过对桥梁进行加固处理,增强结构整体强
7、度、刚度、稳定性,确保满足实际使用需求。现阶段,常用的桥梁加固方法种类较多,主要包括以下几种:3.1 增大构件截面加固法增大构件截面加固法主要是在原始混凝土结构表面浇筑混凝土,以增大其截面尺寸,从而达到增强结构承载性能的目的。此方法是当前应用最为普遍及适用范围最广的方法。根据增大截面部位不同,主要分为顶部加固和底部加固两种形式。其中,顶部加固主要是对桥面铺装层或面板进行加厚处理,以有效完善原始结构应力分布状况,提高结构承载力。底部加固主要是针对主梁底部进行加固处理,在增大结构截面尺寸的前提下,增大钢筋截面积,同时对原始结构表面进行处理,以有效提升整体加固质量。此加固技术较为成熟,可显著提升结构
8、强度、刚度,且计算较为简单。3.2 外包钢加固法该加固方法主要通过在原始桥梁结构表面包裹钢材,从而有效提高结构承载力。该方式主要针对结构截面尺寸较大,且结构承载性能较低的状况,主要包括湿式外包和干式外包两种情况。该方法的主要优势在于施工简便、受力均衡,相较于其他加固方式效果更佳。其缺点主要为:在对梁体进行加固时,钻孔数量较多,尤其对于梁体端部加固,节点处治难度较大,外包钢材防腐难度较大等。3.3 锚栓-钢板加固法此加固方式主要是利用高强锚钉、高强螺栓、承压螺栓等优质材料将钢板固定于结构裂缝表面,形成整体结构,共同承受结构荷载作用。该加固方法,钢板强度、稳定性较高,能有效发挥承载性能,尤其适用于
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