橋梁蓋梁裂縫原因分析及處理方法

1、.橋梁蓋梁裂縫原因分析及處理方法中國二十冶集團XX 王湫 王瑜摘要：本文以某高速公路特大橋為例，闡述了橋梁蓋梁裂縫發(fā)生的原因和處理方法，為以后類似的工程提供參考。關鍵詞：大橋、蓋梁裂縫、原因分析、處理方法. v.1、工程概述某高速公路一座特大橋，橋梁全長1014.04m，該橋位于R=3003.284m的平曲線上，、外側平曲線由空心板懸臂長度的變化來形成?？v向布置為23×20+1×30+4×37.5+1×30+17×20m；橫向布置為2×0.5m護欄11.0m行車道1.0m護欄0.5m分隔帶，橋面全寬26.0m，橋面凈寬2×1

2、1.0m，分左右兩幅，橋面設單向2的橫坡。設計荷載為汽車超20級、掛車120。上部構造采用C50預應力混凝土空心板。橋面設10cm厚C25水泥混凝土和6cm厚瀝青混凝土。橋面連續(xù)，橋臺處設有SG-40型伸縮縫。鉸縫、防撞墻采用C25混凝土。下部構造采用樁柱式3柱墩臺、鉆孔灌注樁根底。墩臺帽、立柱采用C30混凝土、樁根底均采用C25混凝土，護坡采用7.5*漿砌片石。2、23*、29*墩蓋梁裂縫在竣工驗收前對全線的橋梁進展的定期檢查中，發(fā)現(xiàn)23*、29*墩蓋梁有不同程度的裂縫。蓋梁側面均有較長斜向裂縫，多數已貫穿蓋梁頂面。其中右幅23*墩有27條裂縫，超限的有7條，最寬1.9mm；左幅23*墩15

3、條裂縫，超限4條，最寬0.73mm；右幅29*墩有13條裂縫，超限4條，最寬3mm；左幅29*墩有8條裂縫，沒有超限。需對橋梁裂縫成因進展分析并進展修補。裂縫照片見圖1。. v.(照片1R23*蓋梁開裂(照片2R23*蓋梁開裂(照片3R29*蓋梁大面積開裂破損XX側(照片4R29*蓋梁砼嚴重開裂(浦東側). v.3、裂縫原因分析3.1裂縫的類型及發(fā)生原因針對裂縫問題，一方面立刻組織技術人員到現(xiàn)場對整個大橋逐樁進展排查，對提出的問題進展現(xiàn)場確認，同時組織人員調閱存檔的施工原始記錄，查閱相關資料，與當時的工程部施工人員進展討論，分析可能導致蓋梁裂縫的原因有如下幾種：蓋梁較淺的豎向外表短細裂縫一般是

4、由于溫差和混凝土收縮引起的,這種裂縫呈中間大兩頭逐漸變小趨勢;寬度較大的豎向深層裂縫是由于局部應力集中造成的豎向劈裂,這種裂縫一般由蓋梁頂部向下開展,裂縫寬度呈上頭大下頭逐漸變小趨勢。蓋梁最大拉應力位于橋墩頂處上緣,所以蓋梁墩頂處上緣沿縱向裂縫與承受的作用力有關,為受力裂縫。蓋梁上緣其它部位拉應力處于較低的水平,因此此類裂縫不是受力裂縫,是由于溫差和混凝土收縮引起的。此外,在帽梁端頭由于受雨水和大氣的影響,使鋼筋局部銹蝕,而使混凝土產生一些有規(guī)那么和無規(guī)那么裂縫,進而腐蝕粉化影響梁的使用壽命。1砼收縮引起的裂縫；混凝土自身特性是產生裂縫的重要因素。由于混凝土的物理、化學性質決定了早期收縮將導致

5、外表裂縫的發(fā)生。進入硬化階段, 由于橋墩蓋梁混凝土體積較大, 水化熱將使內外產生溫差效應, 這是導致蓋梁豎向裂縫產生的一個重要原因。由于養(yǎng)護不及時，不到位也會使砼發(fā)生自身收縮，使蓋梁發(fā)生裂縫。2) 材料和外界環(huán)境溫度的影響。水泥的成分變化及各種外加劑如早強劑、減水劑的使用, 以及由于外界環(huán)境的變化和影響, 有害離子與混凝土骨料之間的反響, 更容易造成混凝土的開裂。砼澆筑后，水泥水化放熱，砼溫度先升高，然后降低，溫度降低過程伴隨體積收縮熱脹冷縮。3) 設計方面原因。由于設計規(guī)X對橋墩頂帽局部受力沒有明確的變形裂縫規(guī)定, 混凝土開裂問題尚未成為設計控制指標, 并且大多數設計單位普遍采用標準圖, 蓋

6、梁頂面配筋數量缺乏，導致蓋梁出現(xiàn)裂縫。4) 施工工藝質量引起的裂縫施工質量控制不嚴,標高控制不嚴,出現(xiàn)支座不平順現(xiàn)象, 導致橋墩頂帽受力不均, 將加劇豎向裂縫的開展。5) 荷載作用產生的裂縫在長期運營外力作用下, 混凝土的X變將導致混凝土的力學性能下降, 裂縫的發(fā)生和開展也是可能的。外部荷載的低周長期作用將導致混凝土材料的低周疲勞條件下抗拉強度的降低, 裂縫更容易發(fā)生。 3.2分析本工程裂縫發(fā)生的具體原因通過查閱施工原始記錄，23*墩29*墩為現(xiàn)澆箱梁，長度為210m，19*墩23*墩為四跨一聯(lián)先簡支后連續(xù)空心板，長度為80m，29*墩35*墩為6跨一聯(lián)先簡支后連續(xù)空心板，長度為120m， 1

7、9*墩和35*墩處設置QMF80型異型鋼伸縮縫，23*墩和29*墩處設置D160型型鋼伸縮縫。出現(xiàn)裂縫的23*和29*蓋梁位于空心板和現(xiàn)澆箱梁交接處，由于空心板側和現(xiàn)澆箱梁側蓋梁高度不一，且考慮現(xiàn)澆箱梁側施工工作面，此處蓋梁分兩次澆筑砼，第一次澆筑到現(xiàn)澆箱梁施工高度，待現(xiàn)澆箱梁全部施工完成后再澆筑空心板側剩余蓋梁砼，23*墩和29*墩第一次澆筑蓋梁截面尺寸為：170cm×130cm(寬×高)，上下主筋是25二級鋼筋，箍筋為10一級鋼筋；第二次澆筑蓋梁截面尺寸為：59cm×119.7cm(寬×高)，主筋是25二級鋼筋，砼強度等級為C30，現(xiàn)場攪拌站自行攪拌

8、，二次收漿后開場灑水覆蓋養(yǎng)護，養(yǎng)護時間不少于7天?，F(xiàn)澆箱梁是從23*墩到29*墩順序施工的，共分四段，第一段先施工23*25*，左幅開場安裝模板時間為2006年10月3日，右幅開場安裝模板時間為2006年9月15日，經過一段時間的支架預壓，經現(xiàn)場實際測量，日沉降量小于設計要求后開場安裝鋼筋。23跨空心板和30跨空心板采用汽車吊安裝，23跨空心板安裝時間為2007年6月12日，30跨空心板安裝時間為2007年6月13日，2007年6月16日，距離23*墩和29*墩蓋梁第二次砼澆筑時間在7天左右. v.。具體施工時間見下表：序號部 位砼澆筑時間溫 度現(xiàn)澆箱梁施工施工時間123*墩左幅蓋梁第一次澆筑

9、砼06.7.27室外平均溫度202325*左幅模板安裝2006.10.3223*墩右幅蓋梁第一次澆筑砼06.8.423跨空心板安裝2007.6.12329*墩左幅蓋梁第一次澆筑砼06.8.2830跨空心板安裝2007.6.132007.6.16429*墩右幅蓋梁第一次澆筑砼06.8.20523*墩左幅蓋梁第二次澆筑砼07.6.3室外平均溫度20623*墩右幅蓋梁第二次澆筑砼07.6.5729*墩左幅蓋梁第二次澆筑砼07.6.7829*墩右幅蓋梁第二次澆筑砼07.6.9. v.通過查閱施工原始記錄發(fā)現(xiàn)，在整個蓋梁的施工過程中，均按照正常的施工工序和過程進展，各項檢測工程均合格。從蓋梁施工完畢到交

10、工驗收整個過程中，都沒有裂縫發(fā)生，說明該裂縫為收縮裂縫、溫度裂縫的可能性很小，檢查橋梁支座，支座水平，不存在受力不均現(xiàn)象。通過觀察裂縫，23*、29*蓋梁兩個側面均有較多斜向裂縫，貫穿至蓋梁底部，最大縫寬3mm,且表現(xiàn)為上寬下窄，屬于典型的受力裂縫。經過引發(fā)裂縫的原因分析，考慮可能是伸縮縫不能正常伸縮引起，伸縮縫安裝是先鋪好瀝青砼路面，再切縫安裝伸縮縫，通過現(xiàn)場伸縮縫處檢查，蓋梁伸縮縫處塞滿了各種建筑垃圾，通過上面對施工過程的分析和裂縫分布的分析，推斷出蓋梁裂縫是由于建筑垃圾塞滿了L型蓋梁與小箱梁之間預留的伸縮縫，梁板伸縮收到限制，導致蓋梁開裂，此結論得到有關專家們的認同。4、裂縫的處理方法首

11、先將引起蓋梁裂縫的伸縮縫中雜物清理干凈，確保梁板能正常伸縮，不對蓋梁產生水平力，其次分外表細小裂縫和受力裂縫兩局部分別進展處理。4.1外表細小裂縫蓋梁外表的細小裂縫小于0.2mm多是由于溫度裂縫、水化收縮裂縫以及由于碳化引起的收縮裂縫。這一類裂縫對混凝土的承載力不構成影響，短時間內不會影響其平安性。但對構造的耐久性卻構成危害，通過涂裝保護法來到達保護目的的，對縫寬小于0.12mm的裂縫采用裂縫修補膠涂刷封閉，縫寬0.12mm的裂縫采用低壓灌漿。4.1.1裂縫封閉施工首先對需進展作業(yè)的裂縫位置進展定位，用鋼絲刷等工具去除外表灰塵、白灰及松散的浮渣等污物，再用毛刷蘸酒精等有機溶劑，把縫兩側2030

12、mm處擦拭干凈并保持枯燥。然后用環(huán)氧樹脂膠泥進展封閉。先在裂縫兩側寬2030mm涂一層環(huán)氧樹脂基液，后抹一層厚1mm左右、寬5060mm的環(huán)氧樹脂膠泥，抹膠泥時應防止產生小氣孔和氣泡，保證封閉可靠。4.1.2裂縫灌漿施工1)清縫，打磨裂縫外表，去除縫口外表的松散雜物，用0.2MPa氣壓壓縮空氣去除裂縫打磨X圍，用丙酮進展清洗，擦清外表。2)標注灌膠底座的位置，確定灌膠底座的位置和間距，在裂縫端部、裂縫穿插處和裂縫較寬處設置灌膠嘴，底座間距為2540cm。3)埋設灌漿嘴4)封縫，裂縫同時封閉，防止裂縫相互貫穿而跑氣跑膠。5)密封檢查，封縫材料固化后進展檢查，從灌漿最中通入氣壓為0.2MPa壓縮空

13、氣，檢查密封效果。對漏氣部位進展補封處理。6)配漿7)灌漿，觀察膠水注入量，加壓后前2小時每20分鐘觀察一次并做記錄，加壓24小時后撤除注射器，記錄最終注膠量，取芯檢查，判斷注膠量是否到位。8)養(yǎng)護，養(yǎng)護一晝夜，假設溫度過低，那么相應延長養(yǎng)護時間。4.2受力裂縫這類裂縫是由于構造受力引起，直接影響構造的平安性和耐久性。在構造計算的根底上，采用粘貼鋼板壓力注膠法與構件混凝土粘接成一體，對構造進展補強。4.2.1工藝流程：粘鋼區(qū)域砼外表處理鉆孔植埋螺桿 待粘貼鋼板打孔與外表處理 安裝鍍鋅鋼板 封邊 灌注構造膠4.2.2施工工序1外表處理，根據施工圖紙的要求并結合現(xiàn)場測量定位，在需粘貼鋼板加固砼外表

14、放出鋼板位置大樣，鑿除需粘貼砼外表的表層砂漿25mm，使粗骨料外露，外表不平的地方鑿平，再用鋼絲刷去除外表浮漿，剔除表層疏松物，最后用無油壓縮空氣吹除外表粉塵，待完全枯燥后用脫脂棉沾丙酮擦拭外表。2直埋螺栓，依照設計圖紙的要求，放出需鉆孔的位置，對照原蓋梁圖紙，防止鉆孔時碰及鋼筋，用壓縮空氣清理孔內浮塵，在用丙酮清孔，在孔內灌注2/3孔深的構造膠，用丙酮清洗螺栓，之后安裝錨固螺栓。3鋼板打孔與外表處理，首先對待粘貼的鋼板進展下料和打孔，然后對鋼板的粘貼面進展除銹和粗糙處理，粗糙度越大越好，打磨紋路與鋼板受力方向垂直。4安裝鋼板，將鋼板固定在螺栓上，并保證鋼板與砼外表的間隙在3mm以上，以確保灌注膠層的厚度。5封邊,將注入最粘結在鋼板的注入孔上，再在鋼板角點處及鋼板邊緣插入排氣管，排氣管間距3040cm，在螺桿上罩上蓋碗，然后用鋼板封邊膠封閉鋼板邊緣，完成封邊。6灌注構造膠，待封邊膠固化后，用泵將粘鋼灌注膠從注入嘴灌注到鋼板和砼的空隙中，灌注工作持續(xù)到所有排氣管均有膠液流出。在灌注過程中，用橡皮錘敲打鋼板以確認是否灌注密實。通過上述處理，橋梁蓋梁裂縫沒再繼續(xù)開展，恢復了構造的強度、剛度和穩(wěn)定性，通過了業(yè)主的檢測并順利通過竣工驗收。5、結語經過以上分析可以得出，在施工過程中特別應注重施工原始記錄和施工影像資料的收集和保存工作，在本工程實例中正是通過查閱第一手施工資料，為正確找出