橋梁加固 橋梁空心板裂縫處理方案
裂縫出現(xiàn)的原因分析
㈠、結(jié)構(gòu)原因
空心板梁屬于空心薄壁構(gòu)件，其底板厚度較薄(本橋?yàn)?2cm)。薄壁結(jié)構(gòu)在縱向受力時(shí)其截面將發(fā)生畸變變形，同時(shí)在底板上下緣產(chǎn)生畸變彎曲應(yīng)力，當(dāng)畸變拉應(yīng)力超過混凝土的抗拉強(qiáng)度時(shí)，勢(shì)必底板產(chǎn)生縱向開裂。故從結(jié)構(gòu)上來看，由于空心板底板厚度較薄，實(shí)際施工中其砼不易控制，當(dāng)?shù)装屙挪涣紩r(shí)，則極易產(chǎn)生縱向裂縫。
㈡、預(yù)應(yīng)力工藝本身的原因
本橋的20m空心板為預(yù)應(yīng)力砼結(jié)構(gòu)。正常狀態(tài)下施加預(yù)應(yīng)力時(shí)，預(yù)應(yīng)力將對(duì)截面產(chǎn)生軸向壓力和彎矩，由于混凝土材料的泊松效應(yīng)，在軸向壓力作用下，底板將產(chǎn)生橫向拉應(yīng)力，此應(yīng)力與截面的畸變應(yīng)力組合后往往大于混凝土的抗拉強(qiáng)度，這也可能是產(chǎn)生縱向裂縫較為普遍的原因之一。另外，預(yù)應(yīng)力管道如果定位不牢，預(yù)應(yīng)力鋼束在澆筑混凝土中出現(xiàn)水平向的橫移，則張拉鋼束時(shí)預(yù)應(yīng)力的徑向力也可能底板出現(xiàn)局部開裂。
㈢、施工原因
1、砼配合比的原因
砼配料不準(zhǔn)確，水灰比過大，凝結(jié)后產(chǎn)生干縮裂縫。
2、砼下料的原因
空心板芯腔范圍內(nèi)的底板局部鋼筋集中交叉處鋼筋凈距小，致砼粗骨料難以下去，混合料中細(xì)骨料和砂漿集中，含水量偏大，故砼凝結(jié)后產(chǎn)生較多的橫向干縮裂縫。
3、砼養(yǎng)護(hù)的原因
梁板砼澆筑完成后，芯腔未及時(shí)進(jìn)行封閉并充水養(yǎng)護(hù)，致梁體水分蒸發(fā)較快而產(chǎn)生干縮裂縫。
4、支座安裝的影響
本橋空心板采用兩端四個(gè)支座四點(diǎn)支撐的受力，當(dāng)四個(gè)板式橡膠支座中的一個(gè)或多個(gè)出現(xiàn)局部脫空、整體脫空時(shí)，則梁體的受力偏移設(shè)計(jì)意圖，空心板梁約束扭轉(zhuǎn)內(nèi)力加大，在約束扭轉(zhuǎn)的作用下截面同樣產(chǎn)生畸變彎曲應(yīng)力，這也可能是引起空心板梁底板縱向裂縫的原因之一。
㈣、方面的原因
目前公路上的車輛普遍存在超載的問題，這也可能是引起空心板梁底板縱向裂縫的原因之一。
裂縫修復(fù)處理方案
根據(jù)本工程位于沿海地區(qū)的實(shí)際情況，在參考有關(guān)文獻(xiàn)資料及有關(guān)專家的基礎(chǔ)上，本工程梁板的裂縫寬度限值取為0.15mm。根據(jù)裂縫寬度的不同，分別采用不同的進(jìn)行處理。
㈠、施工
1、環(huán)氧樹脂膠涂刷封閉法
此法用于裂縫寬度＜0.15mm的裂縫處理，
具體做法為：首先沿裂縫處剔除疏松不實(shí)之部位，擦凈表面浮尖并保持干燥；再按配合比（環(huán)氧樹脂: 固化劑=100:3）調(diào)配封閉膠（以環(huán)氧樹脂為主，配以多種復(fù)合性能的固化劑、改性劑等材料混合而成）并攪拌均勻；再用膩?zhàn)拥裙ぞ?，將封閉膠均勻涂刮于裂縫處，砼有缺損處應(yīng)填滿、壓實(shí)、刮平；沿裂縫涂刮時(shí)，一般寬度≮5cm、厚度≮3mm,中心部位略厚，刮向兩邊漸薄。
2、、壓力灌漿 粘貼碳纖維布法
此法用于裂縫寬度≥0.15mm的裂縫處理，
裂縫清理→粘貼注漿嘴和封閉裂縫→試漏→配制注漿液→壓力注漿→二次注漿→清理表面
1. 正確觀察裂縫寬度；
2. 基層處理：裂縫表面的灰塵,油污；
3. 確定注入口：一般按20～30cm距離設(shè)置設(shè)一個(gè)注入口,注入口位置盡量設(shè)置在裂縫較寬,開口較通暢的部位,貼上膠帶,預(yù)留；
4. 封閉裂縫：采用午晟智造®快干型封縫膠,沿裂縫表面涂刮,留出注入口；
5. 安設(shè)塑料底座：揭去注入口上膠帶,用封縫膠將底座粘于注入口上；
6.安設(shè)灌漿器：將配好的灌漿樹脂注入軟管中,把裝有樹脂的灌漿器旋緊于底座上；
7.灌漿：松開灌漿器彈簧,確認(rèn)注入狀態(tài),如樹脂不足可補(bǔ)充再繼續(xù)注入；
8.注入完閉：待注入速度確認(rèn)不再進(jìn)膠后,可拆除灌漿器,用堵頭將底座堵死；
9.樹脂固化后敲掉底座及堵頭,清理表面封逢膠。
2、粘貼碳纖維布
為了裂縫的進(jìn)一步擴(kuò)展，采用橫向跨縫粘貼碳纖維布的進(jìn)行加固。碳纖維布采用午晟智造®300g/m2級(jí)；寬度為100cm，騎縫設(shè)置；粘貼長(zhǎng)度與裂縫同步；粘貼層數(shù)為一層。
①、施工工藝流程
表面處理→涂刷底膠→修補(bǔ)找平→膠料配制→粘貼碳纖維→表面防護(hù)→檢驗(yàn)
②、施工
a.基面處理：由于使用碳纖維布材的目的在于改進(jìn)結(jié)構(gòu)構(gòu)件，應(yīng)確?；嫫秸麖亩ＷC能將荷載從布料傳遞至結(jié)構(gòu)表面。處理部分有尖銳棱角的構(gòu)件并打磨成圓角，較小內(nèi)徑為20mm。粘貼部位混凝土表面浮漿、油污、雜質(zhì)，若表面有蜂窩、裂縫，應(yīng)進(jìn)行修補(bǔ)，使結(jié)構(gòu)本體后，吹凈，并用擦凈。碳纖維材料擦除表面浮灰。
b.涂刷底膠：把按比例充分?jǐn)嚢枵{(diào)制后的底膠，均勻涂布在砼表面。
c.修補(bǔ)找平：完成上述工序后，砼表面若有凹凸，用修補(bǔ)膠涂抹找平。
d.膠料配制：按稱量比例調(diào)制粘結(jié)膠，調(diào)制前對(duì)甲、乙兩組分別攪拌，混入后再充分?jǐn)嚢琛?br />
e.粘貼碳纖維：按設(shè)計(jì)要求的尺寸裁剪碳纖維，將配制后的粘結(jié)膠均勻涂抹粘貼部位的混凝土面上。將裁剪好的碳纖維敷設(shè)在涂好粘結(jié)膠的基層上，并用滾筒沿碳纖維纖維方向多次滾壓，使粘結(jié)膠充分浸透纖維中。
f.表面防護(hù)：在粘貼的碳纖維較后一層均勻涂抹一道粘結(jié)膠。
g.檢驗(yàn)：粘貼碳纖維完工經(jīng)固化后，檢驗(yàn)粘貼部位密實(shí)度，對(duì)局部不密實(shí)處進(jìn)行修補(bǔ)。
