混凝土桥梁裂缝的成因及修补方法分析.pdf

建筑技术开发 B u i l d in g T e c h n o l o g y De v e l o p me n t 道路桥梁 Ro a d s a n d Br i d g e s 第4 3 卷第1 l 期 2 0 1 6 年l 1 月 混凝土桥梁裂缝的成因及修补方法分析 贾岩峰 ( 武警交通第九支队，北京 1 0 2 1 0 1 ) 摘 要 混凝土桥梁裂缝的产生对桥梁施工、 桥梁运行和维护是一个挑战。首先分析了混凝土桥梁裂缝成因， 包括车辆荷载、 温度变化、施工工艺及混凝土收缩。进而，阐述了混凝土桥梁裂缝常见的修补方法。这些方法包 括表面封闭修补法、压力灌浆 修补法等 ； 这些方法都有各 自的优缺点及适用性，需根据工程 实际情况作合理选择。 关键词 桥梁工程 ； 混凝土桥梁 ；裂缝修补 中图分类号 U4 4 5 7 1 文献标志码 A 文章编号 1 0 0 1 5 2 3 X ( 2 0 1 6 )1 1 - 0 1 2 9 ) 2 An a l y s e o f Ca u s e s o f Co n c r e t e Br i d g e Cr a c k s a n d Re p a i r M e t h o d s J i a Ya n - f e ng Ab s t r a c t T h e c r a c k s o f c o n c r e t e b r i d g e c o n s t r u c t i o n ，B ri d g e s ，o p e r a t i o n a n d ma i n t e n a n c e o f t h e b ri d g e i s a c h a l l e n g e F i r s t o f a l 】 ， t h i s p a p e r a n a l y z e s t h e c o n c r e t e b rid g e c r a c k f o r ma t i o n T h e a u t h o r t h i n k s t h a t ， v e h i c l e l o a d， t e mp e r a t u r e c h a n g e ， c o n s t r u c t i o n t e c h n o l o g y， c o u l d c a us e s h r i n k a g e o f c o n c r e t e ，c r a c k s T h e n，t h i s p a p e r e x p o u n d s t h e c o mmo n me t h o d o f c o n c r e t e b r i d g e c r a c k r e p a i r T h e s e me t h o d s i n c l u d i n g c l o s e d s u r f a c e r e p a i r me t h o d ，p r e s s u r e g r o u t i n g r e p a i r me t h o d ，e t c T h e s e me t h o d s a l l h a v e t h e i r o wn a d v a n t a g e s a n d d i s a d v a n t a g e s a n d a p p l i c a b i l i t y， a n d n e e d t o ma k e a r e a s o n a b l e c h o i c e a c c o r d i n g t o t h e p r a c t i c a l s i t u a t i o n 【 K e y wo r d s b r i d g e c o n s t r u c t i o n； c o n c r e t e b r i d g e； r e p a i r c r a c k s 1 混凝土桥 梁裂缝成因 导致混凝土裂缝的因素较多，且这些因素相互之间还可 能产生作用。混凝土桥梁裂缝成因如下。 1 1 荷载引发 裂缝 当车辆重力作用于桥梁时，桥梁受力会发生变化，尤其 是当车辆重量超过一定界限时，桥梁内部应力会对桥梁稳定 性造成破坏，这种破坏作用被称为应力作用，所产生的裂缝 即为荷载裂缝。事实上， 荷载裂缝并不皆由车辆荷载直接引发。 按导致桥梁裂缝产生应力因素的不同，可将荷载裂缝分为直 接 应力裂缝与次应 力裂缝两种 。 1 1 1 直接应 力 裂缝 直接应力裂缝的直接因素是桥梁规划、设计方案、材料 选择及施工工艺，车辆荷载只是起到诱发或者加剧作用。如 在混凝土施工过程中，没有严格按照施工工艺进行，在混凝 土型号选择、水灰 比、振捣工艺及挂篮施工工艺等环节存在 不合理现象 ，从而 导致车辆通行时承载能力不足。 1 1 2 次应力裂缝 次应力裂缝是指车辆荷载导致桥梁部分结构次应力过大， 从而引发桥梁裂缝。在混凝土桥梁施工过程中，通常需要设 置托座、凿孔、开洞等。如果在施工过程中设计不到位，对 这些孔洞的应力承受计算不准确，在桥梁运行中就可能出现 剪切、劈裂和拉伸现象，从而引发桥梁裂缝。从桥梁裂缝治 理实践来看，次应力裂缝十分常见，对桥梁设计有很高要求。 I 2 温 度变化 引发 裂缝 在混凝土桥梁 中，温度变化会导致内部应力分布结构发 生变化 ，从 而 引发裂 缝。随着 温差变 大，裂缝也 会相应 增加。 就我国混凝土桥梁工程实践来看，温度变化引发裂缝的形式 主要表现在年温差、日温差及骤然降温等几方面。 当季节交替时，桥墩等处的基石、土层温度会发生变化， 从而发生热 胀冷 缩 ，就 会导致桥 梁 出现 纵 向位移 。 当混凝土 桥墩、桥面受到的日照强度达到一定强度时，从外层向内层 的温度呈现分层分布特征 ； 当夜晚降临或者气温骤降时，外 部温度下降速度 比内部快，从而导致内外温差，出现裂缝的 可能性增大。 收稿日期 ： 2 0 1 6 4 ) 7 - 0 6 作者简介 ： 贾岩峰 ( 1 9 8 1 一) ，男，吉林敦化人，工程师，主要从事 公路桥梁 隧道工程施工及 管理工作 。 1 3混凝土 收缩 引发 裂缝 在混凝土桥梁中，混凝土收缩裂缝也十分常见。按照收缩 原因不同，可将收缩裂缝分为缩水收缩、塑性收缩两类。缩 水收缩是指混凝土施工作业结束后，表面水分快速散发，导 致混凝土内外湿度、温度都存在差异，从而导致外层收缩 引 发裂缝。塑性收缩是在混凝土浇筑作业完成后 ( 通常约5 h ) ， 水泥 出现水化现象，混凝土水分急剧散发，混凝土异常失水 引发裂缝。 可见任何形式的收缩裂缝都是由于水分过快散发所引起 的。从混凝土桥梁工程实践来看， 掺杂剂、 水灰比、 骨料种类、 水泥型号及外界温度、风速、日照等条件都可能引发或加剧 收缩裂缝 。 1 4 施工工艺引发裂缝 施工工艺对混凝土桥梁质量至关重要，并且可在一定程 度上预防或减轻裂缝的产生。然而， 在混凝土桥梁施工过程中， 存在部分工序或者工艺 问题引发桥梁裂缝。工艺问题主要体 现在浇筑速度过快、振捣密实度不足等方 面 ( 表 1 ) 。 表 1 引发混凝土桥梁裂缝的施工工艺问题 施工工 艺问题类型 问题描述 在设置 混凝土保护层时，其厚度超过标准，导致 部 混凝土保护层超标 件 与钢 筋结构产生脱离重力，引发垂直裂缝。 在混凝土振捣作业时，在横向、纵向的振捣密度不 混凝土振 捣密实不足 均匀 ，从而导致混凝土凝固后出现裂缝或者孔洞 ， 导致钢筋暴露修饰，从而诱发裂缝。 在浇筑混凝土时，浇筑速度控制不当导致出现孔洞 混凝土浇筑工艺不规范 从而引发塑性裂缝。 运输 过程中没有作好洒水保护 ，导致施工现场混 凝 混凝土运输工艺不规范 土失水过 多，产生不规 则收缩裂缝 。 施工 结束后，没有及时作好混凝土覆盖，或没有 作 施工维护措施不 当 好洒 水维护，导致混凝土在凝固过程中出现温差 或 者湿度应力裂缝。 2 混凝土桥梁裂缝修补方法 当混凝土桥梁工程出现裂缝后，需及时研究原因并采取 修补措施。在修补裂缝时， 应该在分析裂缝产生原因的基础上， 综合考虑修补技术可行性、工程环境、修补作业安全、修补 方法和修补材料、工期要求及修补经济性等多项条件，从而 制定科学合理的修补方案。就修补方法来看，当前常用的方 法 见表 1 。 1 2 9 第4 3 卷第1 1 期 2 01 6 年1 1 月 道路桥梁 Ro a ds a n d Br i d g e s 建筑技术开发 Bu i ld i n g Te c h n o l o g y De v e l o p me n t 铁路跨线桥现浇连续箱梁线型控制技术研究 胡志宏 (中铁 十六局集团第q Y - 程有限公司，北京 1 0 1 4 0 0) 摘要 随着我国铁路建设飞速发展，桥梁结构在铁路工程中应用越来越多，而现浇连续箱梁因其技术含量高、施if - 难度 大等特点使其成为桥梁施工中的关键部分。因此，为保证桥梁工程质量，首先应当把握现浇连续箱梁的施工质量。结合郑徐客 运专线虞城特大桥跨陇海铁路中的现浇连续箱梁工程，针对施工过程中线型的影响因素，通过对线型有效控制，确保结构符合 设计要求，进而打造完美线型。 关键词 现浇连续箱梁 ； 桥梁施工 ； 线型控制 中图分类号 U4 4 5 4 文献标志码 B 文章编号 1 0 0 1 5 2 3 X ( 2 0 1 6 )1 1 - 0 1 3 0 - 0 2 Re s e a r c h S i t u Co nt i n uo us Bo x Gi r de r Ra i l wa y Ov e r pa s s Li n e a r Co n t r o l Hu Zhi h o n g 【 Ab s t r a c t J Wi t h t h e r a p i d d e v e l o p me n t o f C h i n a s r a i l wa y c o n s t r u c t i o n ，r a i l wa y b r i d g e c o n s t r u c t i o n p r o j e c t i n mo r e a n d mo r e a p p l i c a t i o n s ， a n d c o n t i n u a l b o x g i r d e r b r i d g e b e c a u s e o f i t s h i g h t e c h n o l o g y c o n t e n t ，d i f fic u l t c o n s t r u c t i o n a n d p e r f o r ma n c e c h a r a c t e r i s t i c s ma k e i t a b r i d g e c o n s t r u c t i o n k e y p a r t T h e r e f o r e ，t o e n s u r e t h e q u a l i t y o f t h e p r o j e c t r a i l wa y e n g i n e e r i n g b r i d g e s ， c o n s t r u c t i o n q u a l i t y a s s u r a n c e s h o u l d fi r s t p l a c e Co n t i n u o u s Bo x Be a m I n t h i s p a p e r ， Z h e n g Xu Yu c h e n g P a s s e n g e r De d i c a t e d Li n e Br i d g e a c r o s s t h e Lo n g h a i Ra i l wa y i n s i t u c o n t i n u o u s bo x g i r d e r c o n s t r u c t i o n， t h e f a c t o r s t h a t a ffe c t t h e c o n s t ruc t i o n p r o c e s s l i n e a r ， t h r o u g h t h e e ff e c t i v e c o n t r o l o f t h e l i n e t o e n s u r e t h a t t h e s t r u c t u r e me e t s t h e d e s i g n r e q u i r e me n t s ， t h u s a c h i e v i n g l i n e typ e o f p e r f e c t i o n K e y wo r d s p l a c e c o n t i n u o u s b o x g i r d e r ； b r i d g e c o n s t ruc t i o n； l i n e a r c o n t r o l 1 工程概况 郑徐客运专线虞城特大桥跨越陇海铁路设计采用 6 0 + 1 0 0 + 收 稿 日期 ： 2 0 1 6 _ 0 8 1 2 作 者简介 ： 胡志宏 ( 1 9 7 5 一 ) ， 男，重 庆合 川 人，高级工 程师 ，主 要 研究方 向为建筑工程管理。 2 1 表面封闭修补法 这类方法是通过抹浆、凿槽嵌补、喷浆、填缝的方法使 表 面裂缝封 闭，适 用于 混凝土 桥梁 的微 小、细长裂 缝 。表 面 涂抹的方式作业过程较为简单，且安全性易保证。另外，这 类修 补方法 的成本 较低 ，因而在混 凝土 桥梁裂 缝修补 中较 为 常用，尤其是凿槽嵌补和喷浆的方法，在裂缝较宽、较深的 情形下较为适用 。 2 2 压力灌浆修补法 即采用水泥灌浆或化学材料灌浆的方法，将浆液灌满结 构 内部裂缝，使新浆液能参与桥梁受力，增加受力稳定性。 这类方法具有较高的安全性、经济型，且修补效果易于保证， 在裂缝较深、较细情形下较为适用。 2 3 表面粘贴玻璃布或钢板等材料的方法 这类方法虽然可达到封闭裂缝的目的，且能够在一定程 度上提高结构的刚度。然而， 这种方法对裂缝内部的作用有限， 对裂缝延伸、 裂缝弯曲等难以有效应付。因此， 在工程实践中， 这 类方法通常作 辅助使 用。表面粘贴钢板 实施 方法示 意如 图 1 所示 。 2 4 体外预应力加 固修补法 这 类方法 可提 高梁 承载 能力，减 少或 避免裂缝 出现 ，提 高梁的耐久性。在工程实践中，这类方法 由于施工简单，不 需要改变桥梁结构，也不会对桥梁通行造成严重干扰，因而 应 用范围较广 。 3 结束语 混凝土桥梁裂缝会对桥梁结构产生破坏作用，如果介入不 及时，或介入措施有误，可能引发更为严重的桥梁变形、桥梁 l 3 0 6 0 ( m) 连续箱梁，该桥址位于安徽省砀 山县赵屯镇蒋庄村境 内，线路区间位于砀 山站至杨集站之间。箱梁全长2 2 1 5 m， 顶宽 1 3 4 m，与 既有线路夹角 为 3 3 。 。临近既有线 的 1 6 9 3 号和 1 6 9 4 号主墩桩基直径2 m，桩长分别为9 9 m和9 7 5 m，共2 4 根 桩 ； 承 台为 1 8 8 m1 8 8 m 的八边形，分别为高 4 m； 墩高 9 5 m 钢 图1 混凝土桥梁裂缝表面粘贴钢板实施方法示意 坍塌等事故 。为此，不仅 需要在设计阶段对桥梁 内部应力进行 精确计算，还需要在施工阶段对材料选择、施工工艺选择及混 凝土运输维护等作业予以充分重视，严格遵循工艺标准。另外， 在桥梁混凝土施工作业结束后 ，还需要做好混凝 土湿度、温度 维护，防止温差应力破坏混凝土结构，引发裂缝。 参考文献 1 周有禄 高寒地 区桥 墩混凝 土开裂原因及修补技术应用 研究 D】 兰 州 ： 兰 州交通大学，2 0 1 4 2 符煌 钢筋混凝土桥 梁裂 缝的原 因分析和修补方法 J _ 公路 交通科 技 ( 应 用技 术版) ，2 0 1 2 ( 1 ) 3 沈炜 预应 力混凝土现浇 箱粱施工质量 控制 【 D】 杭州 ： 浙 江大学， 2 01 3 4 高树 峰 钢筋混凝土桥墩 墩身裂缝 的成 因及修补方 法 J 辽宁省交 通高等 专科 学校学报 ，2 0 1 3( 5 )