预应力混凝土桥梁会受到施工因素的影响而产生裂缝,这就无法满足公路工程的建设要求,对公路桥梁的应用性能和质量都会产生较大的影响。所以,公路预应力混凝土桥梁裂缝的检测工作是非常有必要的。裂缝产生原因和裂缝的性质是不同的,在对桥梁裂缝进行处理的过程中,也需要考虑到桥梁结构的整体性和承载能力,科学选择加固方法,保证加固技术的作用充分发挥出来,保证公路桥梁工程整体结构的安全性和稳定性。
一、公路预应力混凝土桥梁裂缝检测方法
1、超声波裂缝检测法
超声波法检测裂缝属于无损检测。这种方法的原理就是以超声波为媒介,通过对发出和接受的声波信号进行分析,从而得到结构的内部信息。这一方法无论是在医疗诊断、钢材探伤,还是在诸如鱼群检测等等领域中都已有着广泛的应用。超声波检测主要应用于预应力混凝土裂缝深度的测定,常规做法就是将发射探头和接收探头,布置在混凝土同一面上的裂缝附近,所选用波形在遇到裂缝时胜诉、频率和相位等性质会发生变化,以此测定裂缝的深度。由于预应力混凝土结构的材料密度不均匀,存在不同材料的组合,所以检测效果一般。
2、冲击弹性波裂缝检测技术
弹性波,即传播于弹性体内的波。弹性波分为广义的弹性波法和冲击弹性波。广义的弹性波是指人工把在弹性体内发射弹性波,从而实现对弹性体内状态的探测。实际上,无论是冲击弹性波,还是超声波法,他们的原理都基础是一致的,都属于裂缝的无损检测,但弹性波法所测定裂缝深度的范围要远大于超声波探测法。冲击弹性波法一个不足就是仅可以对裂缝扩展方向与表面呈直角,且无分支的单纯裂缝进行检测。
3、声发射裂缝检测法
声发射检测法是一种以弹性波为基础,基于声学的裂缝检测方法。这种检测方法原理和弹性波检测法大致一致,根本区别在于仅可以对正在开展的裂缝进行检测,对于那些已经发生的旧裂缝则无能为力。声发射检测法可以检测正在发生的裂缝的开展位置、裂缝大小、扩展情况、种类及裂缝深度等。
4、摄影裂缝检测法
摄影检测法主要是利用摄影设备对裂缝进行观察和拍摄,核心的检测设备不仅包括普通相机、摄影机,还包括放射线、红外线等等。
5、传感仪器裂缝检测法
采用这种方法,首先要将仪器埋设在混凝土仪器之中,再实现对裂缝的监测。卡尔逊式或弦式测缝计是这一方法最常用的两种检测仪器,其控制范围仅0.12-1,属于点式检测。通过这种方法所检测得到的结果不仅非常准确,而且稳定可靠。但另一方面,因为裂缝的出现是具有很强空间随机性的,但埋设仪器位置不能变动,所以存在的不足就是往往出现漏检情况,为了不会遗漏的监测裂缝,必须大范围、连续的布设传感器,即所谓的全分布监测。
二、预应力混凝土桥梁裂缝的加固
1、粘钢加固法
粘钢加固法就是直接加固法,这种加固法在应用的过程中是对混凝土桥梁结构进行直接加固,会根据预应力混凝土桥梁结构的应用性能,将混凝土钢板用专用胶直接粘在混凝土构件的表面,将混凝土构件与混凝土钢板相连接,形成一个整体,在混凝土钢板的作用,预应力混凝土桥梁结构整体的承载力也得到了提升。
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对于桥梁结构中承受作用力比较大的位置,可以采用直接加固法来增加该部位的高度和承受能力,增加混凝土构件的受力面积,在实际应用的过程中可以提高构件的抗压能力,对以往混凝土构件的刚度和抗剪力进行改善,增强整体结构的牢固性。
2、表面封闭法
表面封闭法也是公路预应力混凝土桥梁加固中比较常用的一种方法,通过对混凝土构件的而表面进行密封,避免外界环境对混凝土结构内部造成影响,从而对裂缝问题的有效控制,实现对整体结构进行加固。表面封闭法的种类有很多,主要有以下几种:第一,表面涂抹,这种方法比较适用于混凝土结构中较小的裂缝处理,将树脂保护膜时涂抹在裂缝中,对裂缝进行填补,保证结构的完整性,从而起到加固的作用。如果裂缝宽度比较大,可以应用其他材料对裂缝进行填补,确保应用的材料具有良好的跟踪性,可以适应裂缝宽度的变化;如果混凝土构件中的裂缝比较多,也可以采用涂抹保护膜的方式对混凝土桥梁进行加固。第二,对于V型槽口或U型槽口裂缝,采用填充修补的加固方式。这类裂缝无法通过表面涂抹的方式进行加固,因为裂缝的深度比较深,而且面积大,需要对其内部进行填充修补。首先要沿着裂缝的边缘凿出V型槽口,然后使用专用的材料对槽口进行填充,这样可以保证该部位结构的稳定性,起到加固的作用。第三,表面喷砂,该方法是先将裂缝表面进行凿毛处理,然后再将一层水泥砂浆保护层喷射其上,由于水泥砂浆保护层密实度好、强度高,因此修补裂缝的效果也比较好。在选择喷砂方法的过程中,要结合裂缝的实际情况进行针对性的选择,要进行多方面因素的考虑。
3、间接加固法
间接加固法主要是通过预应力钢绞线拉杆对公路预应力混凝土桥梁结构进行加固。预应力钢钢绞线拉杆的应用可以改变桥梁结构内部预应力的分布情况,可以保证桥梁结构在应用的过程中内部应力的均匀分布,实现各个部位的共同作业,这样就可以提升整体结构的承受能力,避免裂缝现象的发生。
在应用间接加固法的过程中,预应力混凝土桥梁结构中的预应力和外部作用力会共同作用,在这种状态下,预应力钢绞线会产生一定的作用力,通过拉杆将作用力传递到公路桥梁的混凝土结构中,混凝土构件内部就受到一定的作用力,其可以与外部作用力相抵,避免混凝土构件出现变形的情况,提升混凝土构件的承载能力。另外,预应力混凝土桥梁裂缝在预应力钢绞线拉杆的作用下,可以提升整体的抗剪力,使用间接加固法可以对桥梁裂缝进行有效控制。
结语:科学技术的快速发展,建筑工程的结构和应用技术都发生了改变。混凝土桥梁结构的跨度越来越大,各方面施工都向着较为复杂的方向,在这一过程中,对混凝土材料进行有效控制,避免桥梁裂缝问题的出现也是非常重要的。想要对裂缝问题的有效防治,在施工之前一定要做好设计工作,在施工的过程中还要做好质量控制,实际施工过程中采取有效的技术手段,避免裂缝的产生,提升预应力混凝土桥梁结构的应用质量。
参考文献:
[1]裴飞鹏.预应力混凝土桥梁裂缝成因分析及加固措施研究[J].内蒙古公路与运输,2017(1):18-20.
[2]李卫青.公路预应力混凝土连续箱梁桥裂缝分析及加固设计[J].北方交通,2014(9):28-31.
论文作者:李海源
论文发表刊物:《中国西部科技》2019年第4期
论文发表时间:2019/4/22
标签:裂缝论文; 混凝土论文; 预应力论文; 桥梁论文; 结构论文; 弹性论文; 构件论文; 《中国西部科技》2019年第4期论文;