橋梁蓋梁裂縫原因分析及處理方法(共6頁)

1、精選優(yōu)質(zhì)文檔-傾情為你奉上橋梁蓋梁裂縫原因分析及處理方法中國二十冶集團有限公司 王湫 王瑜 摘 要：本文以某高速公路特大橋為例，闡述了橋梁蓋梁裂縫發(fā)生的原因和處理方法，為以后類似的工程提供參考。關(guān)鍵詞：大橋、蓋梁裂縫、原因分析、處理方法專心-專注-專業(yè)1、工程概述某高速公路一座特大橋，橋梁全長1014.04 m，該橋位于R=3003.284 m的平曲線上，內(nèi)、外側(cè)平曲線由空心板懸臂長度的變化來形成。縱向布置為23×20+1×30+4×37.5+1×30+17×20 m；橫向布置為2×0.5 m（護(hù)欄）11.0 m（行車道）1.0 m（

2、護(hù)欄）0.5 m（分隔帶），橋面全寬26.0 m，橋面凈寬2×11.0 m，分左右兩幅，橋面設(shè)單向2的橫坡。設(shè)計荷載為汽車超20級、掛車120。上部結(jié)構(gòu)采用C50預(yù)應(yīng)力混凝土空心板。橋面設(shè)10 cm厚C25水泥混凝土和6 cm厚瀝青混凝土。橋面連續(xù)，橋臺處設(shè)有SG-40型伸縮縫。鉸縫、防撞墻采用C25混凝土。下部結(jié)構(gòu)采用樁柱式（3柱）墩臺、鉆孔灌注樁基礎(chǔ)。墩臺帽、立柱采用C30混凝土、樁基礎(chǔ)均采用C25混凝土，護(hù)坡采用7.5#漿砌片石。2、23#、29#墩蓋梁裂縫在竣工驗收前對全線的橋梁進(jìn)行的定期檢查中，發(fā)現(xiàn)23#、29#墩蓋梁有不同程度的裂縫。蓋梁側(cè)面均有較長斜向裂縫，多數(shù)已貫穿蓋

3、梁頂面。其中右幅23#墩有27條裂縫，超限的有7條，最寬1.9 mm；左幅23#墩15條裂縫，超限4條，最寬0.73 mm；右幅29#墩有13條裂縫，超限4條，最寬3 mm；左幅29#墩有8條裂縫，沒有超限。需對橋梁裂縫成因進(jìn)行分析并進(jìn)行修補。裂縫照片見圖1。(照片1）R23#蓋梁開裂(照片2）R23#蓋梁開裂(照片3）R29#蓋梁大面積開裂破損（杭州側(cè)）(照片4）R29#蓋梁砼嚴(yán)重開裂(浦東側(cè))3、裂縫原因分析3.1裂縫的類型及發(fā)生原因針對裂縫問題，一方面立刻組織技術(shù)人員到現(xiàn)場對整個大橋逐樁進(jìn)行排查，對提出的問題進(jìn)行現(xiàn)場確認(rèn)，同時組織人員調(diào)閱存檔的施工原始記錄，查閱相關(guān)資料，與當(dāng)時的項目部施

4、工人員進(jìn)行討論，分析可能導(dǎo)致蓋梁裂縫的原因有如下幾種：蓋梁較淺的豎向表面短細(xì)裂縫一般是由于溫差和混凝土收縮引起的,這種裂縫呈中間大兩頭逐漸變小趨勢;寬度較大的豎向深層裂縫是由于局部應(yīng)力集中造成的豎向劈裂,這種裂縫一般由蓋梁頂部向下發(fā)展,裂縫寬度呈上頭大下頭逐漸變小趨勢。蓋梁最大拉應(yīng)力位于橋墩頂處上緣,所以蓋梁墩頂處上緣沿縱向裂縫與承受的作用力有關(guān),為受力裂縫。蓋梁上緣其它部位拉應(yīng)力處于較低的水平,因此此類裂縫不是受力裂縫,是由于溫差和混凝土收縮引起的。此外,在帽梁端頭由于受雨水和大氣的影響,使鋼筋局部銹蝕,而使混凝土產(chǎn)生一些有規(guī)則和無規(guī)則裂縫,進(jìn)而腐蝕粉化影響梁的使用壽命。1）砼收縮引起的裂縫

5、；混凝土自身特性是產(chǎn)生裂縫的重要因素。由于混凝土的物理、化學(xué)性質(zhì)決定了早期收縮將導(dǎo)致表面裂縫的發(fā)生。進(jìn)入硬化階段, 由于橋墩蓋梁混凝土體積較大, 水化熱將使內(nèi)外產(chǎn)生溫差效應(yīng), 這是導(dǎo)致蓋梁豎向裂縫產(chǎn)生的一個重要原因。由于養(yǎng)護(hù)不及時，不到位也會使砼發(fā)生自身收縮，使蓋梁發(fā)生裂縫。2) 材料和外界環(huán)境溫度的影響。水泥的成分變化及各種外加劑如早強劑、減水劑的使用, 以及由于外界環(huán)境的變化和影響, 有害離子與混凝土骨料之間的反應(yīng), 更容易造成混凝土的開裂。砼澆筑后，水泥水化放熱，砼溫度先升高，然后降低，溫度降低過程伴隨體積收縮（熱脹冷縮）。3) 設(shè)計方面原因。由于設(shè)計規(guī)范對橋墩頂帽局部受力沒有明確的變形

6、裂縫規(guī)定, 混凝土開裂問題尚未成為設(shè)計控制指標(biāo), 并且大多數(shù)設(shè)計單位普遍采用標(biāo)準(zhǔn)圖, 蓋梁頂面配筋數(shù)量不足，導(dǎo)致蓋梁出現(xiàn)裂縫。4) 施工工藝質(zhì)量引起的裂縫施工質(zhì)量控制不嚴(yán),標(biāo)高控制不嚴(yán),出現(xiàn)支座不平順現(xiàn)象, 導(dǎo)致橋墩頂帽受力不均, 將加劇豎向裂縫的發(fā)展。5) 荷載作用產(chǎn)生的裂縫在長期運營外力作用下, 混凝土的徐變將導(dǎo)致混凝土的力學(xué)性能下降, 裂縫的發(fā)生和發(fā)展也是可能的。外部荷載的低周長期作用將導(dǎo)致混凝土材料的低周疲勞條件下抗拉強度的降低, 裂縫更容易發(fā)生。 3.2 分析本工程裂縫發(fā)生的具體原因通過查閱施工原始記錄，23#墩29#墩為現(xiàn)澆箱梁，長度為210 m，19#墩23#墩為四跨一聯(lián)先簡支后

7、連續(xù)空心板，長度為80 m，29#墩35#墩為6跨一聯(lián)先簡支后連續(xù)空心板，長度為120 m， 19#墩和35#墩處設(shè)置QMF80型異型鋼伸縮縫，23#墩和29#墩處設(shè)置D160型型鋼伸縮縫。出現(xiàn)裂縫的23#和29#蓋梁位于空心板和現(xiàn)澆箱梁交接處，由于空心板側(cè)和現(xiàn)澆箱梁側(cè)蓋梁高度不一，且考慮現(xiàn)澆箱梁側(cè)施工工作面，此處蓋梁分兩次澆筑砼，第一次澆筑到現(xiàn)澆箱梁施工高度，待現(xiàn)澆箱梁全部施工完成后再澆筑空心板側(cè)剩余蓋梁砼，23#墩和29#墩第一次澆筑蓋梁截面尺寸為：170 cm×130 cm(寬×高)，上下主筋是25二級鋼筋，箍筋為10一級鋼筋；第二次澆筑蓋梁截面尺寸為：59 cm&#

8、215;119.7 cm(寬×高)，主筋是25二級鋼筋，砼強度等級為C30，現(xiàn)場攪拌站自行攪拌，二次收漿后開始灑水覆蓋養(yǎng)護(hù)，養(yǎng)護(hù)時間不少于7天?，F(xiàn)澆箱梁是從23#墩到29#墩順序施工的，共分四段，第一段先施工23#25#，左幅開始安裝模板時間為2006年10月3日，右幅開始安裝模板時間為2006年9月15日，經(jīng)過一段時間的支架預(yù)壓，經(jīng)現(xiàn)場實際測量，日沉降量小于設(shè)計要求后開始安裝鋼筋。23跨空心板和30跨空心板采用汽車吊安裝，23跨空心板安裝時間為2007年6月12日，30跨空心板安裝時間為2007年6月13日，2007年6月16日，距離23#墩和29#墩蓋梁第二次砼澆筑時間在7天左右

9、。具體施工時間見下表：序號部 位砼澆筑時間溫 度現(xiàn)澆箱梁施工施工時間123#墩左幅蓋梁第一次澆筑砼06.7.27室外平均溫度202325#左幅模板安裝2006.10.3223#墩右幅蓋梁第一次澆筑砼06.8.423跨空心板安裝2007.6.12329#墩左幅蓋梁第一次澆筑砼06.8.2830跨空心板安裝2007.6.132007.6.16429#墩右幅蓋梁第一次澆筑砼06.8.20523#墩左幅蓋梁第二次澆筑砼07.6.3室外平均溫度20623#墩右幅蓋梁第二次澆筑砼07.6.5729#墩左幅蓋梁第二次澆筑砼07.6.7829#墩右幅蓋梁第二次澆筑砼07.6.9通過查閱施工原始記錄發(fā)現(xiàn)，在整個

10、蓋梁的施工過程中，均按照正常的施工工序和過程進(jìn)行，各項檢測項目均合格。從蓋梁施工完畢到交工驗收整個過程中，都沒有裂縫發(fā)生，說明該裂縫為收縮裂縫、溫度裂縫的可能性很小，檢查橋梁支座，支座水平，不存在受力不均現(xiàn)象。通過觀察裂縫，23#、29#蓋梁兩個側(cè)面均有較多斜向裂縫，貫穿至蓋梁底部，最大縫寬3 mm,且表現(xiàn)為上寬下窄，屬于典型的受力裂縫。經(jīng)過引發(fā)裂縫的原因分析，考慮可能是伸縮縫不能正常伸縮引起，伸縮縫安裝是先鋪好瀝青砼路面，再切縫安裝伸縮縫，通過現(xiàn)場伸縮縫處檢查，蓋梁伸縮縫處塞滿了各種建筑垃圾，通過上面對施工過程的分析和裂縫分布的分析，推斷出蓋梁裂縫是由于建筑垃圾塞滿了L型蓋梁與小箱梁之間預(yù)留

11、的伸縮縫，梁板伸縮收到限制，導(dǎo)致蓋梁開裂，此結(jié)論得到有關(guān)專家們的認(rèn)同。4、裂縫的處理方法首先將引起蓋梁裂縫的伸縮縫中雜物清理干凈，確保梁板能正常伸縮，不對蓋梁產(chǎn)生水平力，其次分表面細(xì)小裂縫和受力裂縫兩部分分別進(jìn)行處理。4.1 表面細(xì)小裂縫 蓋梁表面的細(xì)小裂縫（小于0.2 mm）多是由于溫度裂縫、水化收縮裂縫以及由于碳化引起的收縮裂縫。這一類裂縫對混凝土的承載力不構(gòu)成影響，短時間內(nèi)不會影響其安全性。但對結(jié)構(gòu)的耐久性卻構(gòu)成危害，通過涂裝保護(hù)法來達(dá)到保護(hù)目的的，對縫寬小于0.12 mm的裂縫采用裂縫修補膠涂刷封閉，縫寬0.12 mm的裂縫采用低壓灌漿。4.1.1裂縫封閉施工首先對

12、需進(jìn)行作業(yè)的裂縫位置進(jìn)行定位，用鋼絲刷等工具清除表面灰塵、白灰及松散的浮渣等污物，再用毛刷蘸酒精等有機溶劑，把縫兩側(cè)2030 mm處擦拭干凈并保持干燥。然后用環(huán)氧樹脂膠泥進(jìn)行封閉。先在裂縫兩側(cè)（寬2030 mm）涂一層環(huán)氧樹脂基液，后抹一層厚1 mm左右、寬5060 mm的環(huán)氧樹脂膠泥，抹膠泥時應(yīng)防止產(chǎn)生小氣孔和氣泡，保證封閉可靠。4.1.2裂縫灌漿施工1)清縫，打磨裂縫表面，清除縫口表面的松散雜物，用0.2 MPa氣壓壓縮空氣清除裂縫打磨范圍，用丙酮進(jìn)行清洗，擦清表面。2)標(biāo)注灌膠底座的位置，確定灌膠底座的位置和間距，在裂縫端部、裂縫交叉處和裂縫較寬處設(shè)置灌膠嘴，底座間距為2540 cm。3

13、)埋設(shè)灌漿嘴4)封縫，裂縫同時封閉，防止裂縫相互貫通而跑氣跑膠。5)密封檢查，封縫材料固化后進(jìn)行檢查，從灌漿最中通入氣壓為0.2 MPa壓縮空氣，檢查密封效果。對漏氣部位進(jìn)行補封處理。6)配漿7)灌漿，觀察膠水注入量，加壓后前2小時每20分鐘觀察一次并做記錄，加壓24小時后拆除注射器，記錄最終注膠量，取芯檢查，判斷注膠量是否到位。8)養(yǎng)護(hù)，養(yǎng)護(hù)一晝夜，若溫度過低，則相應(yīng)延長養(yǎng)護(hù)時間。4.2受力裂縫 這類裂縫是由于結(jié)構(gòu)受力引起，直接影響結(jié)構(gòu)的安全性和耐久性。在結(jié)構(gòu)計算的基礎(chǔ)上，采用粘貼鋼板（壓力注膠法）與構(gòu)件混凝土粘接成一體，對結(jié)構(gòu)進(jìn)行補強。 4.2.1工藝流程：粘鋼區(qū)域砼表

14、面處理鉆孔植埋螺桿 待粘貼鋼板打孔與表面處理 安裝鍍鋅鋼板 封邊 灌注結(jié)構(gòu)膠4.2.2施工工序1）表面處理，根據(jù)施工圖紙的要求并結(jié)合現(xiàn)場測量定位，在需粘貼鋼板加固砼表面放出鋼板位置大樣，鑿除需粘貼砼表面的表層砂漿25 mm，使粗骨料外露，表面不平的地方鑿平，再用鋼絲刷清除表面浮漿，剔除表層疏松物，最后用無油壓縮空氣吹除表面粉塵，待完全干燥后用脫脂棉沾丙酮擦拭表面。2）直埋螺栓，依照設(shè)計圖紙的要求，放出需鉆孔的位置，對照原蓋梁圖紙，避免鉆孔時碰及鋼筋，用壓縮空氣清理孔內(nèi)浮塵，在用丙酮清孔，在孔內(nèi)灌注2/3孔深的結(jié)構(gòu)膠，用丙酮清洗螺栓，之后安裝錨固螺栓。3）鋼板打孔與表面處理，首先對待粘貼的鋼板進(jìn)

15、行下料和打孔，然后對鋼板的粘貼面進(jìn)行除銹和粗糙處理，粗糙度越大越好，打磨紋路與鋼板受力方向垂直。4）安裝鋼板，將鋼板固定在螺栓上，并保證鋼板與砼表面的間隙在3 mm以上，以確保灌注膠層的厚度。5）封邊,將注入最粘結(jié)在鋼板的注入孔上，再在鋼板角點處及鋼板邊緣插入排氣管，排氣管間距3040 cm，在螺桿上罩上蓋碗，然后用鋼板封邊膠封閉鋼板邊緣，完成封邊。6）灌注結(jié)構(gòu)膠，待封邊膠固化后，用泵將粘鋼灌注膠從注入嘴灌注到鋼板和砼的空隙中，灌注工作持續(xù)到所有排氣管均有膠液流出。在灌注過程中，用橡皮錘敲打鋼板以確認(rèn)是否灌注密實。通過上述處理，橋梁蓋梁裂縫沒再繼續(xù)發(fā)展，恢復(fù)了結(jié)構(gòu)的強度、剛度和穩(wěn)定性，通過了業(yè)主的檢測并順利通過竣工驗收。5、結(jié)語經(jīng)過以上分析可以得出，在施工過程中特別應(yīng)注重施工原始記錄和施工影像資料的收集和保存工作，在本工程實例