摘 要:橋梁運(yùn)營(yíng)時(shí),受各種因素影響,在混凝土中均會(huì)出現(xiàn)各種裂縫,而造成橋梁病害,使結(jié)構(gòu)性能退化或完全喪失。所以,對(duì)混凝土結(jié)構(gòu)的裂縫檢測(cè)、分析尤為重要。文章作者分析總結(jié)了裂縫的分裂和成因,并列舉了部分裂縫的修補(bǔ)技術(shù)。
關(guān)鍵詞:橋梁裂縫;修補(bǔ);技術(shù)
1 概述
橋梁運(yùn)營(yíng)隨著時(shí)間的增長(zhǎng),其受環(huán)境侵蝕或超載等各種因素影響,或是原先施工質(zhì)量問題,橋梁結(jié)構(gòu)都會(huì)發(fā)生不同程度的病害,致使橋梁使用性能退化或完全喪失。從最近幾年橋梁大面積垮塌事件的發(fā)生,充分說明目前的橋梁安全狀況堪憂。
實(shí)踐表明,橋梁混凝土結(jié)構(gòu)的所有病害,都首先表現(xiàn)的是出現(xiàn)裂縫。裂縫就像橋梁病害的晴雨表,也好比人類得病外部表現(xiàn)出發(fā)燒一樣,都只是病變的一種外部表現(xiàn)。人類得病發(fā)燒了,不能一味的去降溫,要因病下藥施治。所以橋梁有病害了,就得對(duì)橋梁結(jié)構(gòu)進(jìn)行調(diào)查、檢測(cè)和分析入手。分清病害原因、成因后,進(jìn)行結(jié)構(gòu)改造、維修或是加固等措施。
2 橋梁混凝土裂縫分類及成因
2.1 橋梁結(jié)構(gòu)的裂縫
大多都是由結(jié)構(gòu)內(nèi)部的初始缺陷、細(xì)微裂縫等發(fā)展而形成。而且引起裂縫的原因很多,大致可總結(jié)為以下兩類:
2.1.1 結(jié)構(gòu)性裂縫:是外部荷載引起的裂縫,也叫受力裂縫,它的分布及寬度與外部荷載關(guān)系很大。常常表現(xiàn)為橋梁結(jié)構(gòu)的承載力不足或是內(nèi)部有其他嚴(yán)重的質(zhì)量問題。
2.1.2 非結(jié)構(gòu)性裂縫:是材料變形引起的裂縫,比如:空氣溫度變化導(dǎo)致混凝土收縮等因素引起結(jié)構(gòu)變形,當(dāng)結(jié)構(gòu)變形受到限制時(shí),內(nèi)部就產(chǎn)生各種應(yīng)力,而引起混凝土裂縫。但這種裂縫一旦出現(xiàn),變形釋放后,應(yīng)力自然消失。
2.2 橋梁裂縫成因分析
橋梁裂縫生成因素很多,但主要有兩方面原因:
2.2.1 內(nèi)部因素:混凝土結(jié)構(gòu)質(zhì)量缺陷,比如施工時(shí)攪拌不均勻等。結(jié)構(gòu)截面尺寸不足,荷載過大時(shí)混凝土受拉區(qū)出現(xiàn)拉應(yīng)力;蚴呛笃诘酿B(yǎng)護(hù)不到位等等。
2.2.2 外部因素:車輛超載目前是最大因素,伸縮縫受堵的位移約束影響或自然災(zāi)害影響等等原因。
3 橋梁混凝土裂縫修補(bǔ)技術(shù)
對(duì)于橋梁裂縫寬度<0.15mm時(shí),一般采用表面封閉法將裂縫封閉,來阻止空氣進(jìn)入梁體,而腐蝕鋼筋。當(dāng)裂縫寬度≥0.15mm時(shí),一般就采用灌注環(huán)氧漿方法來封閉裂縫。主要的施工技術(shù)如下:
3.1 涂刷樹脂膠液修復(fù)技術(shù)
3.1.1 先在裂縫四周各200mm范圍內(nèi)的結(jié)構(gòu)表面上,用砂輪打磨掉表面上的污漬和泥土,直至露出新鮮的混凝土面,然后用風(fēng)機(jī)吹凈表面浮塵,并用丙酮涂刷清洗干凈。
3.1.2 按照設(shè)計(jì)進(jìn)行環(huán)氧樹脂封縫膠配兌,配兌時(shí)按比例準(zhǔn)確稱量,在攪拌器內(nèi)均勻攪拌,一次拌合量應(yīng)控制在規(guī)定使用時(shí)間內(nèi)可以用完的量。
3.1.3 用膠輥沾上環(huán)氧樹脂膠涂刷于裂縫混凝土表面,利用裂縫毛細(xì)作用吸收膠液而滲入裂縫內(nèi)部。環(huán)氧樹脂膠液應(yīng)分兩次涂刷,縱橫向?qū)嵤5诙瓮克r(shí),下層膠液應(yīng)該成膜或用指壓感覺干燥時(shí)才可開始。每次涂刷應(yīng)細(xì)密重疊,不得有空刷。
3.1.4 涂刷后,膠液應(yīng)不流淌,表面厚度均勻、密實(shí)成膜,膜厚度控制在大約2mm厚為宜,并完全封閉裂縫。
3.2 刮涂樹脂膠泥修復(fù)技術(shù)
3.2.1 先在裂縫四周各200mm范圍內(nèi)的結(jié)構(gòu)表面上,用砂輪打磨掉表面上的污漬和泥土,直至露出混凝土新面,然后用風(fēng)機(jī)吹凈表面浮塵,并用丙酮涂刷清洗干凈。
3.2.2 按照設(shè)計(jì)進(jìn)行環(huán)氧樹脂膠泥配兌,配兌時(shí)按比例準(zhǔn)確稱量,在攪拌器內(nèi)均勻攪拌。膠泥每次配兌數(shù)量應(yīng)控制在1小時(shí)內(nèi)用完為宜,粘稠度按照方便于施工進(jìn)行掌握。
3.2.3 施工時(shí),用灰刀和刮板均勻的將膠泥刮抹在裂縫周邊,縱橫向反復(fù)刮抹和擠壓,抹壓次數(shù)應(yīng)不小于3次,盡可能多的使膠泥抹壓進(jìn)裂縫內(nèi)部,與混凝土粘接牢固。膠泥硬化后,表面應(yīng)均勻、密實(shí),無裂縫和孔洞。
3.2.4 膠泥完全硬化后,用砂輪將表面打磨平順、光滑。
3.3 壓注灌縫膠修復(fù)技術(shù)
3.3.1 先在裂縫四周各100mm范圍內(nèi)的結(jié)構(gòu)表面上,用砂輪打磨掉表面上的污漬和泥土,直至露出新鮮的混凝土面,然后用風(fēng)機(jī)吹凈表面浮塵,并用丙酮涂刷清洗干凈。
3.3.2 將專用注射器基座騎縫粘貼、固定于裂縫上,基座中心對(duì)準(zhǔn)裂縫中心,間距根據(jù)情況按照200~400mm布設(shè);g的裂縫表面用環(huán)氧樹脂膠泥刮抹或用GF布粘貼封閉,用以防止壓注時(shí)灌縫膠從裂縫中溢出,沿縫最后再涂刷一層肥皂水。
3.3.3 按設(shè)計(jì)要求進(jìn)行配兌灌縫膠,每次配兌的膠液量應(yīng)控制在一次壓注完,而且膠液在注射器內(nèi)不變稠、凝結(jié)為限。配兌時(shí)應(yīng)專人負(fù)責(zé)稱量、攪拌,即配即用。
3.3.4 注射器吸入灌縫膠,用活動(dòng)卡條固定住后,安裝到基座上。所有的注射器安裝完成,并檢查固定、牢靠后,分別松開固定卡條。注射器在橡膠筋拉力下低速、低壓徐徐將灌縫膠液壓入裂縫內(nèi)部。當(dāng)任一注射器內(nèi)膠液注射完畢,立即更換上新吸滿膠液的注射器繼續(xù)壓注,直到全部灌滿裂縫為止。
3.3.5 灌縫膠液固化8個(gè)小時(shí)后,才可拆除注射器,打磨封縫膠泥或鏟除封縫布。灌注后裂縫表面,應(yīng)打磨平順、光滑,清掃干凈。
3.4 裂縫注漿修補(bǔ)技術(shù)
3.4.1 當(dāng)橋梁結(jié)構(gòu)裂縫深度小于1米時(shí),注漿嘴直接粘貼、固定于裂縫表面。若裂縫深度為1~2m時(shí),則采用鉆孔埋管;鉆孔埋管方式又分為騎縫孔和穿縫斜孔兩種,后者適用于混凝土深層裂縫。
3.4.2 鉆孔埋管時(shí),鉆孔孔徑宜為Φ20mm,孔深宜為100~150mm。為避免鉆孔的孔底偏離裂縫,埋管時(shí)管底距孔底保留1/3的距離,即灌漿管只埋入孔深的2/3左右深度。
3.4.3 注漿嘴布設(shè)的間距一般控制在200~500mm為宜,最好設(shè)置在裂縫交叉點(diǎn)、縫較寬或裂縫端部位置處,以便照顧到所有裂縫。注漿嘴固定好后,兩注點(diǎn)之間的裂縫表面用環(huán)氧樹脂膠泥刮抹或用GF布粘貼封閉,用以防止注漿時(shí)漿液從裂縫中溢出,沿縫最后再涂刷一層肥皂水。
3.4.4 封縫膠泥或GF布固化后壓漿前,應(yīng)進(jìn)行設(shè)備檢查和試壓,確保漿液流動(dòng)度和適應(yīng)性滿足施工。試壓時(shí),若氣壓達(dá)到0.5MPa時(shí),還有個(gè)別注漿嘴不通氣,則說明該部位未連通好,應(yīng)重新埋設(shè)注漿嘴,或縮短兩注漿嘴之間的距離。若封縫表面肥皂水有小氣泡,則該處封縫不嚴(yán)密,應(yīng)重新封縫。
3.4.5 注漿料配兌前,應(yīng)按照設(shè)計(jì)試配小批量注漿料進(jìn)行試壓,合適后,再大批量配兌。試壓時(shí)應(yīng)對(duì)每個(gè)壓漿嘴逐個(gè)進(jìn)行壓漿。豎向裂縫壓漿時(shí),按照從下向上順序進(jìn)行;對(duì)薄板有貫穿性裂縫時(shí),宜從下向上注漿。
3.4.6 注漿過程中,若出現(xiàn)出氣孔出漿,則表明裂縫處注漿飽滿,可轉(zhuǎn)入下一個(gè)注漿嘴繼續(xù)注漿,直至整條裂縫注滿為止。
3.4.7 裂縫深度很大時(shí),一般采用騎縫孔和穿縫斜孔兩種鉆孔并用注漿?蓪ⅡT縫孔先作排氣孔用,待穿縫斜孔灌注飽滿后,再灌注騎縫孔。
3.4.8 裂縫內(nèi)的注漿料全部凝固后,才可拆除壓漿嘴和GF布。灌注后裂縫表面,應(yīng)打磨平順、光滑,清掃干凈。
3.5 裂縫填充密封修補(bǔ)技術(shù)
3.5.1 按設(shè)計(jì)和規(guī)范規(guī)定,人工沿縫鑿成“V”形槽,寬度約5~lOcm,深3~5cm,鑿槽長(zhǎng)度延伸過裂縫末端,為避免應(yīng)力集中,鑿槽的端頭一般做成弧形。鑿槽完成后,用高壓空氣吹凈表面浮塵,使其不讓灰渣阻塞,然后用丙酮涂刷、擦洗清除裂縫周圍的油污。
3.5.2 根據(jù)情況若需設(shè)置隔離層時(shí),隔離層應(yīng)選用不吸潮膨脹材料,且應(yīng)緊貼槽底。
3.5.3 當(dāng)活動(dòng)裂縫還處于發(fā)展階段時(shí),彈性密封材料應(yīng)該宜略低于結(jié)構(gòu)表面。
3.5.4 當(dāng)用微膨脹水泥砂漿或細(xì)石混凝土或聚合物填塞裂縫時(shí),最好先用水濕潤(rùn)V槽周邊,然后再填灌縫材料,直至全部填充完畢。填充表面再用刮刀抹壓平整,并注意保持水分養(yǎng)護(hù),以免表面新出現(xiàn)龜裂。
4 結(jié)束語
通過多座橋梁采用以上的裂縫修補(bǔ)技術(shù),均取得了很好的效果,避免了橋梁病害進(jìn)一步發(fā)展,防微杜漸、防患于未然,也確保了國(guó)有資產(chǎn)安全、人民群眾人身安全。