摘要:本文結(jié)合工程實際闡述了預(yù)應(yīng)力混凝土橋梁非結(jié)構(gòu)性裂縫,病害發(fā)生的原因和處治措施。
關(guān)鍵詞:預(yù)應(yīng)力箱梁;非結(jié)構(gòu)性;裂縫;處治
1.前言
近年來,水工建筑物工程中橋梁數(shù)量在不斷地增加,有些橋梁在施工中卻過早地發(fā)生損壞,對橋梁的耐久性造成一定的影響,本文結(jié)合工程實際研究混凝土橋梁病害發(fā)生的原因和處治措施,為今后橋梁的結(jié)構(gòu)設(shè)計和施工提供有益借鑒對防止病害的發(fā)生、提高橋梁的使用壽命有著重要的意義。
2.工程基本情況
2.1技術(shù)標(biāo)準(zhǔn)
橋梁位于南水北調(diào)中線,橋梁荷載等級為公路-Ⅱ級。橋?qū)拑?8+2×05米護(hù)欄。
該橋采用3跨30m的預(yù)應(yīng)力混凝土箱梁,橋梁斜度70°,全長95m,為中型橋。下部結(jié)構(gòu)型式為樁柱式基礎(chǔ)。上部結(jié)構(gòu)為后張法預(yù)應(yīng)力砼組合箱梁,預(yù)制箱梁共9片,全部為30m后張法預(yù)制箱梁,箱梁采用先簡支后連續(xù)結(jié)構(gòu)。
2.2材料及施工
預(yù)應(yīng)力混凝土箱梁C50級、鋼絞線強度1860Mpa,混凝土坍落度7-9cm,水泥孟電PO.52.5,骨料粒徑5-20mm,摻減水劑、引氣劑、預(yù)應(yīng)力混凝土箱梁采用后張法施工,混凝土箱梁預(yù)制時間2011年3月-6月。橋梁2012年7月安裝完工后經(jīng)檢查發(fā)現(xiàn)橋梁腹、底板普遍存在裂縫,并提請檢測。
3.檢測過程及結(jié)論:
3.1檢測方法
按照《超聲法檢測混凝土缺陷技術(shù)規(guī)程》(CECS21:2000)要求,對委托方指定箱梁的裂縫深度使用非金屬超聲波檢測儀進(jìn)行檢測,裂縫寬度用裂縫觀測儀直接讀取,裂縫所處位置用鋼卷尺進(jìn)行測量。
3.2檢測依據(jù)
《超聲法檢測混凝土缺陷技術(shù)規(guī)程》(CECS21:2000)。
3.3檢測儀器
序號 儀器名稱 儀器型號 儀器編號
1 裂縫觀測儀 SW―LW―101 4101205
2 非金屬聲波
檢測儀 NM―4A 4101201
3 幾何測量卷尺 溫州50米 4101116
3.4檢測時間及檢測環(huán)境
2012年6月5日,天氣晴朗,溫度16℃,適合檢測。
3.5檢測結(jié)果
。1)公路橋,橋梁腹、底板普遍存在橫向裂縫,中跨中梁右端存在滴水現(xiàn)象。
。2)預(yù)應(yīng)力混凝土箱梁,橋梁腹板裂縫,裂縫寬度0.12-0.26mm,深度29-17.2cm,長度160-250cm;橋梁底板板裂縫,裂縫寬度0.04-0.26mm,深度19-180mm,長度160-340cm;
4.初步分析及原因
裂縫是由變形引起的為非結(jié)構(gòu)性裂縫,指變形得不到滿足,在構(gòu)件內(nèi)部產(chǎn)生自應(yīng)力,當(dāng)該自應(yīng)力超過混凝土允許應(yīng)力時,引起混凝土開裂。引起該類裂縫的原因主要有:
4.1混凝土澆筑后處于塑性階段,混凝土分層澆注過快,混凝土骨料沉落硬化前沉實不足,硬化前后沉實過大,下沉受鋼筋阻擋,沿鋼筋方向裂縫。
4.2混凝土凝固過程中因收縮而產(chǎn)生裂縫。
4.3由于溫度變化產(chǎn)生的裂縫。結(jié)構(gòu)隨著溫度的變化受到約束時,在混凝土內(nèi)部產(chǎn)生應(yīng)力,當(dāng)此應(yīng)力超過混凝土抗裂強度,混凝土便開裂,即產(chǎn)生溫度裂縫。
4.4混凝土是一種脆性材料,抗拉強度較低,混凝土澆注后若沒有采取有效的措施,降低混凝土內(nèi)外部溫差或采取養(yǎng)護(hù)措施不當(dāng),使混凝土產(chǎn)生溫度收縮裂縫;養(yǎng)護(hù)不周,時干時濕,表面干縮變形也會導(dǎo)致裂縫的發(fā)生,因此施工中要最大限度的降低溫差和減少收縮。
5.處理方案
因裂縫寬度0.04-0.26mm,深度較深,采用丙烯酸酯類或低粘度環(huán)氧樹脂漿液灌注。
5.1技術(shù)規(guī)范依據(jù)
(1)中國交通部。(JTG H11-2004)公路橋涵養(yǎng)護(hù)技術(shù)規(guī)范。
。2)中國工程建設(shè)標(biāo)準(zhǔn)化協(xié)會。(CECS25:90)混凝土結(jié)構(gòu)加固技術(shù)規(guī)范。
(3)中國交通部(JTG/T J22-2008)公路橋梁加固設(shè)計規(guī)范。
5.2工藝要點
5.2.1材料主要技術(shù)性能:
。1)極強的滲透力,黏度低,能注入0.1mm寬的微裂縫。
。2)不含揮發(fā)性溶劑,硬化時收縮小。
(3)結(jié)構(gòu)灌縫粘接強度高,韌性及抗沖擊性好。
(4)獨特的高性能聚合物增韌改性技術(shù),耐沖擊、抗疲勞,特別適合于橋梁、碼頭等動荷載加固。
。5)抗老化性及耐介質(zhì)(酸、堿及水等)性好。
。6)固化溫度范圍廣,環(huán)境溫度-5℃以上可很好固化。
(7)配膠比例較寬,便于現(xiàn)場操作。
。8)可操作時間長,使用方便。
5.2.2適用條件
。1)廣泛應(yīng)用于混凝土橋梁、房屋、水利、路面等工程中裂縫注膠修補,混凝土非活動細(xì)小裂縫(縫寬0.1~2mm)補強注膠修補。
。2)混凝土內(nèi)部蜂窩、疏松等缺陷的補強注膠修補。
(3)施工環(huán)境干燥、通風(fēng),粘貼面潔凈、干燥、無油污。
。4)固化環(huán)境溫度不低于-15℃。
技術(shù)性能要求
丙烯酸酯裂縫修補膠技術(shù)性能符合國家標(biāo)準(zhǔn)《混凝土結(jié)構(gòu)加固設(shè)計規(guī)范》(GB 50367-2006)和交通部行業(yè)標(biāo)準(zhǔn)《公路橋梁加固設(shè)計規(guī)范》(JTG/T J22-2008)要求。
5.2.3使用方法與施工要點
(1)裂縫調(diào)查
全面查清裂縫的性質(zhì)(裂縫的長度、寬度、深度、走向、貫穿及漏水情況),以便確定處理方案。
(2)裂縫處理
對較小的混凝土構(gòu)件裂縫,用鋼絲刷等工具清除混凝土裂縫表面的灰塵、浮渣及松散層等污物,刷去浮灰;用酒精或丙酮沿著裂縫兩側(cè)2-3cm范圍擦拭干凈。
對稍大的混凝土構(gòu)件中較深的裂縫,為達(dá)到有效封縫,可沿裂縫鑿“V”形槽。
對體積較大的混凝土構(gòu)件或較深的裂縫,可沿裂縫采取鉆孔灌漿,以使?jié){液進(jìn)入裂縫有更廣的通路。
(3)設(shè)置灌漿嘴
在裂縫的交錯處、裂縫較寬處及裂縫端部等位置必須設(shè)置灌漿嘴。灌漿嘴的間距可根據(jù)裂縫大小、走向及結(jié)構(gòu)形式而定,一般灌漿嘴間距為30-50cm。在一條裂縫上必須設(shè)置有進(jìn)漿口、排氣口或出漿口。灌漿嘴可先采用裂縫封閉膠粘貼在預(yù)定位置,也可在封縫時一同粘貼。應(yīng)特別注意防止堵塞灌漿嘴。
(4)封縫
封縫質(zhì)量的好壞直接影響灌漿效果與質(zhì)量,應(yīng)特別予以重視。裂縫的封閉可使用裂縫封閉膠,按推薦配膠比例稱取并調(diào)配出裂縫封閉膠,用油灰刀沿裂縫往復(fù)涂刮后均勻涂抹一層厚約1-2mm、寬不小于30mm的膠泥,注意防止小氣泡或密封不嚴(yán)。