[浅论市政桥梁结构裂缝分析及加固技术处理]桥梁加固方法

1、浅论市政桥梁结构裂缝分析及加固技术处理桥梁加固方法 摘要:本文主要探讨了市政桥梁结构中出现裂缝的原因,然后又针对原因指出了一些加固的处理技术。关键词：市政桥梁；结构裂缝；加固技术前言：市政桥梁在我国的运输体系中扮演着极其重要的角色，它的安全性也广受人们关注。在桥梁结构中出现裂缝是目前最为普遍的一种通病，如何进行桥梁的加固也成为了人们研究的重点。1 市政桥梁结构裂缝问题产生的原因1.1 市政桥梁自身的应力会造成裂缝的产生这种类型的裂缝主要可以分为桥梁收缩引起的裂缝和温度差异引起的裂缝两种，桥梁收缩引起的裂缝问题实际上是因为砼在进行凝固的时候内外的收缩不均匀而出现了桥梁的裂缝。另外，混凝土硬化以后

2、，混凝土表面的泌水会逐渐蒸发，温度也会下降，这时候混凝土的体积会减小，所以会出现缩水干缩的情况。温度差异引起的裂缝实际是砼在水泥的凝固过程中放热、太阳光的强烈照射、电弧进行焊接时引起的温度变化，在这些温度的变化下，能够引起收缩和膨胀的情况发生，导致温度应力超过砼所能承受的强度，从而出现桥梁裂缝。每年的温度均存在很大的差异，但是温度的变化一般来说比较缓慢，对桥梁的主要影响是导致其纵向出现位移。桥梁的面板和主要支柱、桥身侧面受到太阳的直射后，局部温度要比其他地方的温度高得多。这样就导致桥梁自身受到约束，桥梁被晒的局部拉应力相对较大，这样就出现了裂缝。1.2 桥梁荷载作用下产生的裂缝荷载裂缝一般是指

3、混凝土桥梁在常规的动静状态荷载以及桥梁的次应力下产生的裂缝。荷载裂缝主要分为直接应力裂缝和次应力裂缝，直接应力裂缝就是指桥梁在物体的直接荷载下引起的外部应力产生的裂缝。这种裂缝主要是桥梁表面的荷载超过了它所能承受的应力。次应力裂缝是指桥梁在外部荷载的基础上所引发的次生应力所产生的裂缝。2. 桥梁结构裂缝的加固方法和施工工艺桥梁裂缝加固主要技术包括灌缝处理、粘贴钢板或钢筋加固、体外预应力加固以及碳纤维片粘贴加固等。现通过高架连续箱梁裂缝加固施工对桥梁检测和加固方法进行阐述。高架桥为 406040 m 连续箱梁，该高架为一高速公路路段，正式通车约 10 年，车流量大、大型客货车比较多，特别存在部分

4、超载车辆的行驶。日常排查数据整理中发现，部分箱梁梁体在正常行车时挠度值远大于设计挠度值，经初步分析梁体受到一定程度的损伤。通过现场外观调查，主要检查连续梁体受弯、受剪大的区域，如箱梁梁体跨中底板、支座位置顶板以及支点到 1/4 梁体腹板等，高架桥发现梁体多处存在裂缝，特别是梁底板跨中及腹板裂缝明显，最大裂缝宽度超过1 mm。采用钻芯取样检查砼强度、静载试验等方式确认具体损伤情况，再通过轻轻敲击底板预应力管道位置的混凝土，检查出部分预应力管道压浆不密实，由设计院制定灌缝处理、粘贴钢板或钢筋加固、体外预应力加固以及碳纤维片粘贴加固的补强方案。对于所有检查出的裂缝先进行灌缝处理，腹板受剪裂缝采用钢板

5、加固，底板受弯裂缝采用体外预应力束与碳纤维片相结合的加固方法。以下分项详细介绍各方案施工工艺。2.1灌缝处理。腹板、顶板以及底板清理干净后，对裂缝进行详细检查，并做好标示。再用磨光机对裂缝表面打磨，吹除粉尘，观察裂缝的宽度，根据宽度等级选用不同的修补方法。裂缝宽度 f0.2 mm, 用环氧树脂或水泥浆采取表面封闭处理。当 f0.2 mm，宜采用环氧树脂浆液灌缝。一般可采用自动低压注入法灌缝。当 f1.0 mm 时，可用微膨胀水泥浆液修补。对于大面积缺损、蜂窝、孔洞等，宜采用 12 的水泥砂浆或不低于同级标号的细石子硅进行修补。对于宽度 f0.2mm 的裂缝处理是灌缝加固的重点，处理得当可以使梁

6、体满足通车要求，不当将会导致损伤进一步扩大。其工艺流程如下：裂缝表面处理。沿缝打磨，刷去油污，清除灰尘。粘接灌胶底座。注意选择合适位置，并粘接牢固。封闭裂缝。灌胶底座之间的裂缝要用封缝胶完全封闭，以免灌缝树脂泄漏。注入灌缝材料。将低粘度环氧灌缝胶，注入镶有橡胶膜及注入口的灌胶底座的注入口内，并控制压力不要过高，以免树脂胀破封缝而泄漏。结构表面清理，灌缝后养护约 24小时，待灌缝胶固化后，清除灌胶底座及封缝胶，然后使表面平顺。2.2 处理腹板上的 450 受剪裂缝采用粘贴钢板加固，腹板裂缝灌缝处理结束后，在垂直于裂缝方向准备粘贴若干钢板，钢板宽度为 15 cm 左右，每块之间间距 5-10cm，

7、裂缝区域全部粘贴。2.3 体外预应力加固。体外预应力加固的原理是在需要加固的梁体下缘或梁侧下部增设预应力筋，并张拉锚固，借施加预应力后对梁体产生的负弯矩，以抵消部分恒载产生的正弯矩，从而达到提高梁体承载力的要求。常用在原设计承载力不足或预应力损失严重的梁体加固。2.4碳纤维片粘贴加固。碳纤维片是用抗拉强度极高的碳纤维丝“拉拔”成型，单向排列，并经环氧树脂预浸而成的结构增强复合材料（片材）。将它用粘结树脂沿受力方向或垂直于裂缝方向，粘贴于受损构件表面，使其与原有砼构件共同受力，从而可以提高构件的抗弯，抗剪或抗拉承载能力。cfrp 有着其巨大的优势。cfrp材料具有强度高（30004000 mpa）、弹性模量高（可达 2.31053.9105 mpa）、重量轻、厚度薄、可塑性强等特点 。 江阴高架桥在体外预应力束张拉结束后，在箱梁底板跨中纵向 25 m范围内进行打磨，并用环氧树脂粘贴 3层碳纤维片，以增加梁体底板的抗弯强度。有效抑制旧裂缝的发展和新裂缝的生成，从而提高结构的整体刚度。 cfrp 加固工艺的关键在于保证使碳纤维片粘贴紧密、牢固，保证与原砼结构