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预应力混凝土桥梁上部结构施工裂缝的产生与处治

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浏览:- 发布日期:2018-04-04 10:09:59【


1.前言 

近年来,水工建筑物工程中桥梁数量在不断地增加,有些桥梁在施工中却过早地发生损坏,对桥梁的耐久性造成一定的影响,本文结合工程实际研究混凝土桥梁病害发生的原因和处治措施,为今后桥梁的结构设计和施工提供有益借鉴对防止病害的发生、提高桥梁的使用寿命有着重要的意义。 


2.工程基本情况 
2.1技术标准 
桥梁位于南水北调中线,桥梁荷载等级为公路-Ⅱ级。桥宽净-8+2×05米护栏。 
该桥采用3跨30m的预应力混凝土箱梁,桥梁斜度70°,全长95m,为中型桥。下部结构型式为桩柱式基础。上部结构为后张法预应力砼组合箱梁,预制箱梁共9片,全部为30m后张法预制箱梁,箱梁采用先简支后连续结构。 
2.2材料及施工 
预应力混凝土箱梁C50级、钢绞线强度1860Mpa,混凝土坍落度7-9cm,水泥孟电PO.52.5,骨料粒径5-20mm,掺减水剂、引气剂、预应力混凝土箱梁采用后张法施工,混凝土箱梁预制时间2011年3月-6月。桥梁2012年7月安装完工后经检查发现桥梁腹、底板普遍存在裂缝,并提请检测。 


3.检测过程及结论: 
3.1检测方法 
按照《超声法检测混凝土缺陷技术规程》(CECS21:2000)要求,对委托方指定箱梁的裂缝深度使用非金属超声波检测仪进行检测,裂缝宽度用裂缝观测仪直接读取,裂缝所处位置用钢卷尺进行测量。 
3.2检测依据 
《超声法检测混凝土缺陷技术规程》(CECS21:2000)。 
3.3检测仪器 
序号 仪器名称 仪器型号 仪器编号 
1 裂缝观测仪 SW―LW―101 4101205 
2 非金属声波 
检测仪 NM―4A 4101201 
3 几何测量卷尺 温州50米 4101116 
3.4检测时间及检测环境 
2012年6月5日,天气晴朗,温度16℃,适合检测。 
3.5检测结果 
(1)公路桥,桥梁腹、底板普遍存在横向裂缝,中跨中梁右端存在滴水现象。 
(2)预应力混凝土箱梁,桥梁腹板裂缝,裂缝宽度0.12-0.26mm,深度29-17.2cm,长度160-250cm;桥梁底板板裂缝,裂缝宽度0.04-0.26mm,深度19-180mm,长度160-340cm; 


4.初步分析及原因 
裂缝是由变形引起的为非结构性裂缝,指变形得不到满足,在构件内部产生自应力,当该自应力超过混凝土允许应力时,引起混凝土开裂。引起该类裂缝的原因主要有: 
4.1混凝土浇筑后处于塑性阶段,混凝土分层浇注过快,混凝土骨料沉落硬化前沉实不足,硬化前后沉实过大,下沉受钢筋阻挡,沿钢筋方向裂缝。 
4.2混凝土凝固过程中因收缩而产生裂缝。 
4.3由于温度变化产生的裂缝。结构随着温度的变化受到约束时,在混凝土内部产生应力,当此应力超过混凝土抗裂强度,混凝土便开裂,即产生温度裂缝。 
4.4混凝土是一种脆性材料,抗拉强度较低,混凝土浇注后若没有采取有效的措施,降低混凝土内外部温差或采取养护措施不当,使混凝土产生温度收缩裂缝;养护不周,时干时湿,表面干缩变形也会导致裂缝的发生,因此施工中要最大限度的降低温差和减少收缩。 


5.桥梁裂缝修补处理方案 
因裂缝宽度0.04-0.26mm,深度较深,采用丙烯酸酯类或低粘度环氧树脂浆液灌注。 
5.1技术规范依据 
(1)中国交通部。(JTG H11-2004)公路桥涵养护技术规范。 
(2)中国工程建设标准化协会。(CECS25:90)混凝土结构加固技术规范。 
(3)中国交通部(JTG/T J22-2008)公路桥梁加固设计规范。 
5.2工艺要点 
5.2.1材料主要技术性能: 
(1)极强的渗透力,黏度低,能注入0.1mm宽的微裂缝。 
(2)不含挥发性溶剂,硬化时收缩小。 
(3)结构灌缝粘接强度高,韧性及抗冲击性好。 
(4)独特的高性能聚合物增韧改性技术,耐冲击、抗疲劳,特别适合于桥梁、码头等动荷载加固。 
(5)抗老化性及耐介质(酸、碱及水等)性好。 
(6)固化温度范围广,环境温度-5℃以上可很好固化。 
(7)配胶比例较宽,便于现场操作。 
(8)可操作时间长,使用方便。 
5.2.2适用条件 
(1)广泛应用于混凝土桥梁、房屋、水利、路面等工程中裂缝注胶修补,混凝土非活动细小裂缝(缝宽0.1~2mm)补强注胶修补。 
(2)混凝土内部蜂窝、疏松等缺陷的补强注胶修补。 
(3)施工环境干燥、通风,粘贴面洁净、干燥、无油污。 
(4)固化环境温度不低于-15℃。 
技术性能要求 
丙烯酸酯裂缝修补胶技术性能符合国家标准《混凝土结构加固设计规范》(GB 50367-2006)和交通部行业标准《公路桥梁加固设计规范》(JTG/T J22-2008)要求。 
5.2.3使用方法与施工要点 
(1)裂缝调查 
全面查清裂缝的性质(裂缝的长度、宽度、深度、走向、贯穿及漏水情况),以便确定处理方案。 
(2)裂缝处理 
对较小的混凝土构件裂缝,用钢丝刷等工具清除混凝土裂缝表面的灰尘、浮渣及松散层等污物,刷去浮灰;用酒精或丙酮沿着裂缝两侧2-3cm范围擦拭干净。 
对稍大的混凝土构件中较深的裂缝,为达到有效封缝,可沿裂缝凿“V”形槽。 
对体积较大的混凝土构件或较深的裂缝,可沿裂缝采取钻孔灌浆,以使浆液进入裂缝有更广的通路。 
(3)设置灌浆嘴 
在裂缝的交错处、裂缝较宽处及裂缝端部等位置必须设置灌浆嘴。灌浆嘴的间距可根据裂缝大小、走向及结构形式而定,一般灌浆嘴间距为30-50cm。在一条裂缝上必须设置有进浆口、排气口或出浆口。灌浆嘴可先采用裂缝封闭胶粘贴在预定位置,也可在封缝时一同粘贴。应特别注意防止堵塞灌浆嘴。 
(4)封缝 
封缝质量的好坏直接影响灌浆效果与质量,应特别予以重视。裂缝的封闭可使用裂缝封闭胶,按推荐配胶比例称取并调配出裂缝封闭胶,用油灰刀沿裂缝往复涂刮后均匀涂抹一层厚约1-2mm、宽不小于30mm的胶泥,注意防止小气泡或密封不严。 


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