摘要:城市的稳步发展必须建立在市政交通畅通、稳定的基础上,随着城市经济的发展,市政道路交通也实现了跨越式发展,以混凝土为结构的桥梁工程的运用越来越广泛。但是,基于混凝土结构建立起来的市政桥梁极易出现裂缝,这既会影响到市政桥梁工程的使用寿命,又会影响其稳定性,不利于人们出行。为此,本文首先将介绍市政桥梁结构裂缝的类型、形成原因,并基于此指出市政桥梁结构裂缝的加固处理措施。
关键词:加固技术;市政;结构;桥梁;裂缝
一、市政桥梁裂缝的类型
市政桥梁结构由于受到材料特性的限制导致其必然会产生裂缝现象,因此需要全面分析各类裂缝的形成原因及其分布状态,从而为防止裂缝产生以及进行建筑加固提供有效保障措施。经分析发现,可以将市政桥梁的裂缝分成如下四类:第一类是主拱圈发生了开裂的情况,具体包括拱向裂缝、中波纵向裂缝与横系梁裂缝共三类裂缝结构。第二类是混凝土发生开裂的现象,这也是最容易出现在市政桥梁结构中的一类裂缝,当形成裂缝后桥面极易形成坑洼结构,从而降低了道路耐久性并使车辆无法保持平稳运行状态。现阶段,甩梁体发生开裂与桥面混凝土出现损坏已经成为两类主要破坏形态。第三类是桥面铺装结构发生破坏,根据实际统计结果可以发现,大部分市政桥梁铺装厚度都介于10~25mm之间,受到主梁限制以及高速行车过程中的冲击、磨耗与天气因素影响后,会出现受力状况不断改变的情况,从而引起桥面铺装的损坏。第四类是桥梁伸缩缝发生破坏,相对于其它裂缝情况,此时形成伸缩缝裂缝后会降低桥梁梁板与盖梁的安全性与耐久性,引起主体结构的破坏,显著提高了危害程度。
二、市政桥梁结构裂缝的形成原因
市政桥梁结构裂缝对于桥梁安全性具有明显影响;为保证有效控制桥梁使用的安全性,需对裂缝形成原因实施精确分析,并才有可靠的应对防范措施。从总体上看可以将市政桥梁产生裂缝的原因分成如下几类:
(1)钢筋锈蚀
钢筋属于市政桥梁的一个重要约束因子,通过实践分析发现,如果没有对桥梁结构采取合理的保护层施工方式或实际使用的砼材料质量不达标时,将极易受到二氧化碳的侵蚀而方式碳化的结果,引起砼结构碱性的降低;这种情况下,空气内的氯离子将被大量吸引而发生钢筋表面聚集的现象,导致钢筋氧化膜稳定性发生明显降低,并进一步引起钢筋表面发生氧化锈蚀。受上述因素的影响,桥梁受到钢筋的约束作用明显减弱,并且由于受到氢氧化铁的影响而引起内部体积发生膨胀的现象,此时砼结构将形成较大的膨胀压力,引起保护层开裂甚至剥落的结果,从而对桥梁结构安全造成不利影响。
(2)荷载裂缝
桥梁的受力状态引起裂缝的关键因素,根据应力的不同类型可将其分为直接应力与次应力两种情况引起的裂缝。其中,直接应力是由表层荷载产生的,基本都是通过不同物体之间的直接接触形成的,包括车辆冲击与磨耗等原因。次应力荷载裂缝是受到外部荷载的间接作用后形成的应力裂缝。通过分析桥梁裂缝形成原因可知,桥梁结构对于荷载裂缝的形成存在明显影响,由此可见必须对桥梁体态进行合理设计。
(3)塑性裂缝
塑性裂缝的产生原因包括下述两种情况:第一,进行混凝土市政桥梁施工时会在浇筑阶段发生大量水化反应,在不断反应生成分子链的过程中水分不断蒸发,引起失水收缩,从而导致市政桥梁产生塑性裂缝。第二,市政桥梁混凝土施工阶段因为受到自重的影响导致混凝土骨料发生下沉,当该过程受到钢筋阻挡后,将形成和钢筋走向相同的裂缝。同时还需注意,在混凝土发生硬化的时候,如果没有形成均匀的沉实结构,将导致梁腹板与梁翼缘或顶板的相交部位产生裂缝,极大降低了市政桥梁的使用安全性。
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(4)干缩裂缝
市政桥梁施工完成后,原先桥梁结构内的水分持续挥发,因此整体结构将发生不断缩小,但在实际施工期间,桥体结构存在约束应力作用而生成干缩裂缝。同时还应注意,混凝土市政桥梁各部位具有不同的水分损失速率,由此引起不均匀的收缩变形,更易形成干缩裂缝。根据实践分析可知,市政桥梁铺装层的厚度过小是引起干缩裂缝的关键因素。
考虑到市政桥梁通常都是在室外进行应用,受到不同季节温差的改变与湿度差异影响后,桥梁将发生局部膨胀与收缩的情况,形成拉应力后便会使桥梁产生结构裂缝。
三、市政桥梁结构裂缝的加固处理措施
随着城市化进程的不断发展,要求市政桥梁达到更高的质量要求;因此必须进一步做好桥梁加固处理措施。根据现有应用情况可知,通常可以采用表面处理、灌浆、结构补强三种方法来实现对市政桥梁结构裂缝加固的效果。
1.表面处理法
表面处理法已经成为众多市政桥梁结构处理的一种常规工艺,主要包括表面涂抹与表面补贴两种模式。通常情况下,当市政桥梁具有长度较小的裂缝,并且其宽度也很小时,则应该选择表面涂抹的形式对其实施控制;而对于具有较大尺寸的裂缝,则需要利用补贴的方法来达到防渗堵漏的效果。采用表面处理法可对小规格与易损坏的简单市政桥梁结构裂缝发挥良好的加固效果,由此实现整体结构的安全性。
2.灌浆法
水泥浆、化学浆液、石灰浆、沥青浆液都属于灌浆法的应用模式。利用灌浆法可以使市政桥梁形成更充实的内部结构,从而使整体结构达到良好稳定性并具备完整结构。应用灌浆法的过程中需注意下述几点内容:第一,要全面去除桥梁结构裂缝发生脱离的部分,并充分清洗喷浆部位使其达到湿润状态;第二,精确测定裂缝宽度与长度,在确定修补规格的情况下,合理设定浆液的类型、浓度、压力;第三,保证灌浆可以和桥梁部分形成良好粘合状态。进行灌浆处理时,实际加固质量受到浆液浓度的显著影响。由于石灰浆需要经桥梁结构孔眼进行灌入;当桥梁结构形成不同内部压力时,将会形成不同尺寸的孔眼,如果形成很高浓度的石灰浆,将引起灌入难度的明显提高,导致加固修补质量的降低。这就要求在加固处理的阶段施工人员需使灌浆浓度和裂缝规格形成良好匹配的状态。
3.结构补强法
该方法属于市政桥梁裂缝加固的一种使用广泛的方法,可将其分成如下四类:第一,新增截面补强,通常可以选择新增主筋与提高混凝土截面的方式来实现结构裂缝加固的作用。目前使用较多的是新增主筋的方法,通过控制断续双面焊接方法,把新主筋与原箍筋形成牢固焊接连接状态,充分发挥链接箍筋的作用以实现桥梁结构的保护功能。第二,采用构件加固方式,相对于其它加固方法,利用构件实施补强时需满足严格的限制条件,对于较低的地基承载能力并不适用。第三,提高粘贴力度补强法。可以利用该方法对桥梁薄弱部位与拉应力边缘区域进行加强,通过钢筋、钢板、玻璃钢形成粘贴的状态来加固桥梁的缝隙,使整体结构具备良好稳定性。第四,体外应力加固方法。采用该方法时,可以通过改变桥梁受力状态使桥梁形成均衡的受力荷载,从而对裂缝扩展起到明显抑制作用,使桥梁结构达到更稳定的状态。
结语
随着城市化建设工作的不断推进,市政桥梁也获得了快速发展,通过对桥梁裂缝进行有效防治与加固,可以促进桥梁结构达到更稳定的状态,从而显著提升工程项目的社会价值与经济效益。对于工程建设人员来说,应对桥梁结构裂缝危害性形成深刻认识,并深入分析各类形成原因,采取科学的加固措施,最终促进市政工程的快速发展。
参考文献:
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[2]孙榴.浅谈市政桥梁施工混凝土裂缝成因及其防治措施[J].智能城市,2018,4(02):151-152.
论文作者:王岁红
论文发表刊物:《基层建设》2019年第17期
论文发表时间:2019/9/5
标签:裂缝论文; 桥梁论文; 市政论文; 结构论文; 应力论文; 发生论文; 混凝土论文; 《基层建设》2019年第17期论文;