梁板裂縫成因及處理

1、橋梁鋼筋混凝土梁板裂縫的成因與處理發(fā)布人: 佚名 : 發(fā)布時間：2007-7-30 19:29:20 閱讀人數(shù)：1118 前言 近年來，我省高速公路建設(shè)得到迅猛發(fā)展，高速公路在使用過程中不可避免的出現(xiàn)一些病害，尤其以混凝土橋梁的裂縫最為常見，在橋梁的后期養(yǎng)護(hù)中已成常見病害。為了進(jìn)一步加強(qiáng)對混凝土橋梁裂縫的認(rèn)識，結(jié)合京珠高速公路后期養(yǎng)護(hù)出現(xiàn)的病害。本文結(jié)合對K282+542中橋裂縫的修復(fù)施工，對混凝土橋梁裂縫的種類、產(chǎn)生的原因以及處理方法進(jìn)行闡述。一、混凝土橋梁裂縫種類、成因 在高速公路養(yǎng)護(hù)過程中，經(jīng)常會發(fā)現(xiàn)橋梁（特別是中、小橋、通道）梁板底部出現(xiàn)一些細(xì)小裂縫，分為表面龜裂、縱向裂縫、橫向裂縫及

2、斜向裂縫。實際上，混凝土結(jié)構(gòu)裂縫的成因復(fù)雜而繁多，甚至多種因素相互影響，但每一條裂縫均有其產(chǎn)生的一種或幾種主要原因，裂縫有施工時產(chǎn)生的，也有使用中產(chǎn)生的。混凝土橋梁裂縫的種類，就其產(chǎn)生的原因，大致可劃分如下幾種：1、荷載引起的裂縫混凝土橋梁在常規(guī)靜、動荷載下產(chǎn)生的裂縫稱荷載裂縫，因橋梁設(shè)計橋梁靜荷載對裂縫的產(chǎn)生較小，主要應(yīng)力裂縫是由外荷載引起的裂縫。裂縫產(chǎn)生的原因有：在使用階段，超出設(shè)計載荷的重型車輛過橋。荷載裂縫特征依荷載不同而異呈現(xiàn)不同的特點。這類裂縫多出現(xiàn)在受拉區(qū)、受剪區(qū)或振動嚴(yán)重部位。但必須指出，如果受壓區(qū)出現(xiàn)起皮或有沿受壓方向的短裂縫，往往是結(jié)構(gòu)達(dá)到承載力極限的標(biāo)志，是結(jié)構(gòu)破壞的前兆

3、，其原因往往是截面尺寸偏小。根據(jù)結(jié)構(gòu)不同受力方式，產(chǎn)生的裂縫特征如下：1）、受拉。裂縫貫穿構(gòu)件橫截面，間距大體相等，且垂直于受力方向。采用螺紋鋼筋時，裂縫之間出現(xiàn)位于鋼筋附近的次裂縫。K282+542中橋裂縫主要位于梁底，集中在行車道和超車道下方的梁板，與車輛的行駛有關(guān)。2）、受壓。沿構(gòu)件出現(xiàn)平行于受力方向的短而密的平行裂縫，可以造成橋面鋪裝與梁體脫空，橋面鋪裝在車輛的反復(fù)碾壓下破壞。3）、支座處的負(fù)彎矩：施工中不注意鋼筋的保護(hù)，為方便混凝土的振搗施工，將鋼筋踩彎，這樣會造成支座的負(fù)彎矩，導(dǎo)致混凝土梁板出現(xiàn)裂縫，突出表現(xiàn)在連續(xù)混凝土箱梁上。4）、受剪。當(dāng)箍筋太密時發(fā)生斜壓破壞，沿梁端腹部出現(xiàn)大

4、于45方向的斜裂縫；當(dāng)箍筋適當(dāng)時發(fā)生剪壓破壞，沿梁端中下部出現(xiàn)約45方向相互平行的斜裂縫。2、收縮引起的裂縫混凝土主要由水泥、砂、碎石、水及外加劑組成。配置混凝土所采用材料不合格，可能導(dǎo)致結(jié)構(gòu)出現(xiàn)裂縫。影響混凝土收縮裂縫的主要因素有：水泥安定性不合格，強(qiáng)度不足；砂石粒徑太小、級配不良、空隙率大、使用超出規(guī)定的特細(xì)砂、砂石中含泥量高?；炷翉?qiáng)度值對水灰比的變化十分敏感，基本上是水和水泥計量變化對強(qiáng)度影響的疊加，因此，水、水泥、外摻混合材料、外加劑溶液的計量偏差，將直接影響混凝土的強(qiáng)度。3、收縮引起的裂縫 在橋梁調(diào)查中，混凝土因收縮所引起的裂縫是最常見的。縮水收縮（干縮）?；炷两Y(jié)硬以后，隨著表層

5、水分逐步蒸發(fā)，濕度逐步降低，混凝土體積減小，稱為縮水收縮（干縮）。因混凝土表層水分損失快，內(nèi)部損失慢，因此產(chǎn)生表面收縮大、內(nèi)部收縮小的不均勻收縮，表面收縮變形受到內(nèi)部混凝土的約束，致使表面混凝土承受拉力，當(dāng)表面混凝土承受拉力超過其抗拉強(qiáng)度時，便產(chǎn)生收縮裂縫。混凝土硬化后收縮主要就是縮水收縮，混凝土表面容易出現(xiàn)龜裂裂紋?；炷潦湛s裂縫的特點是大部分屬表面裂縫，裂縫寬度較細(xì)，且縱橫交錯，成龜裂狀，形狀沒有任何規(guī)律。影響混凝土收縮裂縫的主要因素有：1）、養(yǎng)護(hù)方法。良好的養(yǎng)護(hù)可加速混凝土的水化反應(yīng)，獲得較高的混凝土強(qiáng)度。養(yǎng)護(hù)時保持濕度越高、氣溫越低、養(yǎng)護(hù)時間越長，則混凝土收縮越小。蒸汽養(yǎng)護(hù)方式比自然養(yǎng)

6、護(hù)方式混凝土收縮要小。2）、外界環(huán)境。大氣中濕度小、空氣干燥、溫度高、風(fēng)速大，則混凝土水分蒸發(fā)快，混凝土收縮越快。4、 地基基礎(chǔ)變形引起的裂縫由于基礎(chǔ)豎向不均勻沉降或水平方向位移，使結(jié)構(gòu)中產(chǎn)生附加應(yīng)力，超出混凝土結(jié)構(gòu)的抗拉能力，導(dǎo)致結(jié)構(gòu)開裂。主要表現(xiàn)為承臺、橋臺的開裂?；A(chǔ)不均勻沉降的主要原因是地基土由于不同壓縮性引起不均勻沉降及橋梁基礎(chǔ)置于滑坡體、溶洞或活動斷層等不良地質(zhì)時，可能造成不均勻沉降。5、保護(hù)層不足引起鋼筋銹蝕的裂縫由于混凝土質(zhì)量較差或保護(hù)層厚度不足，混凝土保護(hù)層受二氧化碳侵蝕炭化至鋼筋表面，使鋼筋周圍混凝土堿度降低，或由于氯化物介入，鋼筋周圍氯離子含量較高，均可引起鋼筋表面氧化膜

7、破壞，鋼筋中鐵離子與侵入到混凝土中的氧氣和水分發(fā)生銹蝕反應(yīng)，其銹蝕物氫氧化鐵體積比原來增長約24倍，從而對周圍混凝土產(chǎn)生膨脹應(yīng)力，導(dǎo)致保護(hù)層混凝土開裂、剝離，沿鋼筋縱向產(chǎn)生裂縫，并有銹跡滲到混凝土表面。由于銹蝕，使得鋼筋有效斷面面積減小，鋼筋與混凝土握裹力削弱，結(jié)構(gòu)承載力下降，并將誘發(fā)其它形式的裂縫，加劇鋼筋銹蝕，導(dǎo)致結(jié)構(gòu)破壞。6、施工工藝質(zhì)量引起的裂縫在混凝土結(jié)構(gòu)澆筑、構(gòu)件制作、起模、運(yùn)輸、堆放、拼裝及吊裝過程中，若施工工藝不合理、施工質(zhì)量低劣，容易產(chǎn)生縱向的、橫向的、斜向的、豎向的、水平的、表面的、深進(jìn)的和貫穿的各種裂縫，特別是細(xì)長薄壁結(jié)構(gòu)更容易出現(xiàn)。裂縫出現(xiàn)的部位和走向、裂縫寬度因產(chǎn)生的

8、原因而異，比較典型常見的有：1）、混凝土振搗不密實、不均勻，出現(xiàn)蜂窩、麻面、空洞，導(dǎo)致鋼筋銹蝕或其它荷載裂縫的起源點。2）、混凝土分層或分段澆筑時，接頭部位處理不好，易在新舊混凝土和施工縫之間出現(xiàn)裂縫。3）、溫差裂縫，特別是夏季，在太陽的直射下，混凝土升溫急劇，混凝土體之間形成溫度差，最容易產(chǎn)生溫差裂縫，表現(xiàn)在薄壁橋墩上。冬季則在迎風(fēng)的一面。4）、混凝土澆筑后過分抹干壓光：混凝土澆筑完成后，多度的抹干壓光會使混凝土的細(xì)骨料過多地浮到表面，形成含水量很大的水泥漿層，水泥漿中的氫氧化鈣與空氣中的二氧化碳化學(xué)反應(yīng)生成碳酸鈣，引起表面體積碳水化收縮，導(dǎo)致混凝土梁板表面龜裂。二、裂縫的處理方法： 針對K

9、282+542中橋鋼筋混凝土梁板的裂縫病害，為減少混凝土梁板的撓度，加強(qiáng)混凝土梁板的承載力，可采取粘貼碳纖維進(jìn)行補(bǔ)強(qiáng)，其施工工藝如下：1、裂縫調(diào)查裂縫數(shù)量為234條，分布在12塊板底，裂縫長度在0.31.1m之間，裂縫寬度最大為0.15mm。2、裂縫修復(fù)沿砼裂縫開鑿成槽，用樹脂砂漿漿將其填補(bǔ)封閉，對于寬度小于0.05mm的微細(xì)裂縫，則采用表面涂刷樹脂砂漿的方法進(jìn)行修補(bǔ)。3、施工放樣：按設(shè)計要求準(zhǔn)確放出粘貼碳纖維布的具體位置、尺寸。誤差應(yīng)滿足相應(yīng)的規(guī)范要求。4、表面處理1）、清除混凝土表面的剝落、疏松、蜂窩、腐蝕等劣化混凝土，露出密實混凝土結(jié)構(gòu)層，并用修復(fù)材料（環(huán)氧樹脂砂漿或補(bǔ)土劑）將表面修復(fù)平

10、整。2）、用角磨機(jī)將被粘貼的混凝土表面打磨平整，除去表層浮漿、油污等雜質(zhì)及混凝土碳化層（目測或試劑檢測），直至完全露出混凝土結(jié)構(gòu)新面。3）、轉(zhuǎn)角部位應(yīng)進(jìn)行導(dǎo)角處理并打磨成圓弧狀，圓弧半徑不應(yīng)小于20mm。4）、用吹風(fēng)機(jī)除去混凝土表面粉塵并保持干燥。5）、按設(shè)計要求對裂縫進(jìn)行封閉處理，把K801結(jié)構(gòu)膠泥延裂縫用刮板刮滿，再延裂縫刷稀釋膠泥寬5cm的封閉帶。5、涂刷底層涂料：將底層涂料各組分按比例稱量準(zhǔn)確，攪拌均勻；用滾筒刷將底層樹脂均勻涂抹于混凝土表面，直到混凝土表面完全覆蓋樹脂為止；自然風(fēng)干至表面手指接觸感覺干燥后，打磨表層凸起部分至平整。6、表面缺陷修補(bǔ)：按要求配置找平材料，將混凝土表面凹陷

11、部位，用找平材料填補(bǔ)平整，不能留有棱角；轉(zhuǎn)角處應(yīng)用找平材料修復(fù)為光滑的圓弧，半徑不小于20mm。7、粘貼碳纖維：按施工要求剪裁碳纖維片，并配制浸漬樹脂；用干燥的滾筒將浸漬樹脂均勻涂刷于構(gòu)建表面，進(jìn)行下層樹脂作業(yè)，作業(yè)方式同地層；粘貼碳纖維布于下層樹脂上，以滾筒壓底使其充分結(jié)合，并使浸漬樹脂充分浸入碳纖維中，避免出現(xiàn)空鼓；碳纖維布粘貼30分鐘后，用滾筒將浸漬樹脂均勻的涂刷于碳纖維布上，進(jìn)行上層樹脂作業(yè)；自然分干過程中必須適當(dāng)養(yǎng)護(hù)，避免被水、粉塵污染。8、養(yǎng)護(hù)：粘貼碳纖維布后需自然養(yǎng)護(hù)24小時，以達(dá)到初期固化，并保證期間不受干擾。注意要點：施工在5以上環(huán)境溫度條件下進(jìn)行；碳纖維片為導(dǎo)電材料，使用碳纖維片材時應(yīng)盡量遠(yuǎn)離電器設(shè)備及電源；使用中應(yīng)避免碳纖維片的彎折。9、表面防護(hù)在確認(rèn)表面干燥后，即可對碳纖維布進(jìn)行表面防護(hù)涂裝，