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橋梁結構缺陷與裂縫修補?

修復橋梁結構缺陷和裂縫是非常重要的。要了解缺陷和裂縫對實際情況的影響,每壹個細節都要非常小心地處理。仲達咨詢將為您講解橋梁結構缺陷和裂縫的修復。

壹、混凝土橋梁的缺陷

裂縫是鋼筋混凝土梁中最常見的缺陷。分析裂縫產生的原因可以為裂縫的危害評估和修補提供依據。混凝土開裂的原因很多,但基本上是以下四種原因:設計考慮不周、材料使用不當、施工質量不理想、養護不善、外界環境的不良影響。

第二,橋梁裂縫

大量的工程實踐和理論分析表明,鋼筋混凝土構件基本上都是帶著裂縫工作的。在橋梁結構中,當受拉區的應力超過混凝土或砂漿的實際抗拉強度時,不可避免地會出現裂縫。在《公路養護技術規範》中,壹般結構物的裂縫寬度被限制在0.20—0.25mm的範圍內,當裂縫寬度在限值範圍內時,大氣中的水分和濕氣壹般難以大量滲入鋼筋中,因此鋼筋不會受到嚴重腐蝕,結構的耐久性也不會受到明顯影響。當裂縫超過限值時,應進行修補,以保證結構的耐久性。

在預應力混凝土梁中,裂縫的危害更大,水分和濕氣滲透到鋼絲中,導致鋼絲生銹。由於鋼絲的直徑遠小於鋼筋的直徑,銹蝕對鋼絲的影響比鋼筋嚴重得多。因此,在預應力混凝土梁中,裂縫的控制更加嚴格。當潮濕空氣中含有較多腐蝕性氣體時,對接縫寬度的限制也應更嚴格。

梁橋可能會出現很多裂縫。下面主要通過簡支鋼筋混凝土梁(板)橋來介紹梁式橋常見的裂縫。

(1)梁(板)受拉區豎向裂縫

簡支梁(板)的豎向裂縫是由正彎矩引起的,壹般在梁(板)跨中附近,從梁(板)受拉區邊緣沿近似垂直於主筋的方向向上延伸(圖1a)。裂縫的寬度壹般在0.03-0.2毫米之間,裂縫之間的最小間距為0.05-0.2毫米..

對於連續梁,除跨中附近出現自下而上的豎向裂縫外,中間支點附近會出現自上而下負彎矩引起的豎向裂縫(圖1b)。

以上裂縫主要是梁(板)在荷載作用下產生的彎曲裂縫。實際上,根據橋梁荷載試驗的實際觀察,在較大的荷載下,原本延伸較長的裂縫長度和寬度都緩慢增加。卸載後,這些裂縫的寬度基本可以恢復到原來的狀態。

圖1裂縫在鋼筋混凝土梁橋中是不可避免的。壹般來說,這種裂縫只要在梁(板)側面的延伸長度達不到計算截面的中性軸,且其最大寬度在0.2mm範圍內,就認為是正裂縫。對於圖中的正彎矩裂縫,壹般不需要處理;但對於負彎矩裂縫,即使裂縫小於0.2mm,也要采取防水措施,避免雨水沖刷加速鋼筋銹蝕。

(2)斜裂縫

梁橋的斜裂縫有兩種:壹種是主拉應力引起的梁腹板上的斜裂縫(圖2a);另壹種是斜截面抗彎能力弱導致的斜裂縫(圖2b)。

第壹類斜裂縫多發生在梁支點附近的腹板,主要是主拉應力過大造成的。裂縫壹般從端隔板內側開始,沿著45°-60°的斜裂縫向上爬。裂縫寬度兩端小中間大,在到達梁的上下邊緣前消失。由於梁的上下邊緣有較多的縱向主筋(或縱向鋼束),可以抑制斜裂縫,所以斜裂縫壹般會在到達這些主筋或鋼束之前消失。

產生上述裂縫的原因是:在車輛荷載作用下,靠近支點的腹板上剪力大,彎矩小,且由於主拉應力超過混凝土的抗拉強度,梁的腹板出現斜裂縫。

斜裂縫寬度大的主要原因是缺少斜筋(或箍筋)。對於預應力鋼筋混凝土梁,往往是由於斜鋼梁過早彎曲和梁端缺少斜鋼梁造成的。前壹段有壹些預應力梁(主要是連續梁),梁端出現了嚴重的斜裂縫,維修加固難度很大,以後壹定要註意。

第二種斜裂縫,也叫彎剪斜裂縫,是由於斜截面抗彎能力弱引起的(圖2b)。它明顯不同於主拉應力引起的斜裂紋。彎曲和剪切時的斜裂縫類似於梁中正彎矩引起的垂直裂縫。裂縫從梁底向腹板延伸,裂縫寬度底部大,頂部小,不像主拉應力引起的斜裂縫,中間大,兩端小。

(3)鋼筋腐蝕引起的沿鋼筋的裂縫(見圖3)

由於混凝土質量差或保護層厚度不足,二氧化碳腐蝕並碳化鋼筋表面,降低鋼筋周圍混凝土的堿性,可能導致鋼筋表面的氧化膜被破壞。鋼筋中的鐵離子與侵入巖土中的氧氣和水分發生反應,鐵銹氫氧化鐵的體積比原來增加2-4倍,導致保護層混凝土開裂,沿鋼筋縱向開裂。最大延伸長度可達梁跨的壹半,裂縫寬度可達4mm,危害極大。

(4)梁橋的其他裂縫

①梁腹板側面的網狀裂紋

這種裂縫壹般寬度較小,分布在梁腹板表面,往往像破網壹樣,沒有壹定的規律性。它是由梁混凝土內外收縮不均勻引起的,是非荷載作用下的裂縫。在車輛荷載作用下,裂縫的寬度和長度變化不大。

②梁腹板側面的垂直裂縫(見圖4)

裂縫常發生在薄腹板,壹般在跨中部分裂縫寬度較大,向梁端逐漸變窄。跨度越大,裂縫寬度越大,最大寬度為0.15-0.3mm..在荷載作用下,裂縫延伸到上下梁端,但壹般只延伸到上下翼緣。產生這種裂縫的原因壹般是梁的跨度較長,梁的肋較薄,鋼筋分布稀疏。在溫度和收縮的影響下,出現這種裂縫。

③應力集中引起的裂縫

由於應力集中,在截面突變處容易產生裂縫,如橫隔板角部、牛腿角部、預應力鋼束錨頭附近等。這些裂縫可以通過消除截面突變和采取合理的構造措施來避免。

第三,裂縫的修補

修補裂縫的目的是恢復因裂縫而降低的結構功能,保證結構的耐久性。壹般來說,細而短的裂紋對梁的強度影響不大。當裂縫較多且寬度較大時,梁的剛度會相應降低,鋼筋會受到有害介質的腐蝕,結構的壽命也會縮短。《公路養護技術規範》4.3.10提出鋼筋混凝土和預應力混凝土構件應根據裂縫寬度按以下方式處理:

(1)如果裂縫寬度在允許範圍內,應封閉,壹般塗矽酸鈉或環氧樹脂。

(2)當裂縫寬度大於規範中的最大值時,應采用壓力灌漿法灌註環氧樹脂膠。

(3)如果裂縫發展嚴重,應查明原因,采取合理的加固措施。

四。結論

經過修復,這座橋的耐久性得到了保證。經檢測,該橋各項指標均較修復加固前有所提高,說明這種加固方法起到了預定的作用。目前,許多橋梁出現了這樣或那樣的病害,嚴重影響了交通和經濟的發展。重建新橋的費用會很高,交通也會受到嚴重影響。裂縫過多對橋梁的正常使用影響很大,裂縫修補可以很好地解決這壹問題,具有良好的社會效益和經濟效益。

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