摘要:桥梁结构中,裂缝问题是时常出现的问题,同时是影响工程质量的关键因素。裂缝的出现,不仅会对桥梁的外观造成一定影响,严重时还有诱发各种安全隐患。新时期,桥梁施工工作不断的发展,施工技术的不断进步,与此同时,使得裂缝问题的出现几率大大降低,但是依然存在高发的风险。当前,保障出相安全,提高桥梁的安全稳定性,降低裂缝问题对桥梁工程的影响,是相关业内人士关注的问题。基于此,文章对桥梁结构裂缝的维护与加固进行了分析和探究,旨在通过探究,能够为相关工作的进行起到一定参考作用。
关键词:桥梁结构裂缝;维护;加固
引言
随着我国交通事业的发展,桥梁建设工作朝着大型化、复杂化的方向发展,人们对于桥梁的质量提出了更高的要求。长期以来,桥梁结构裂缝问题始终是困扰桥梁质量的通病,结合各工程实例能够发现,裂缝对于桥梁结构来说是不可避免,或多或少均会存在,但是裂缝是能够通过有效的维护与加固去缓解和避免的,对其进行有效控制,保证桥梁的耐久力。
一、桥梁结构裂缝出现的原因
(一)荷载原因
该情况下,裂缝多是由于荷载作用所出现,无论是动荷载还是静荷载,均可能对其产生不利影响。设计时,荷载计算错误、模型不科学、配筋不当等因素均有可能导致实际受力和理论受力间存在误差,一旦这个应力超出混凝土所能承受的极限值,则易导致裂缝出现。施工过程不符合规定、顺序错误,影响了结构受力模式,容易产生结构开裂。同时桥梁受到撞击、地震等问题的出现,会出现裂缝[1]。
(二)温度变化原因
温度变化可能导致混凝土内部应力出现变化,在大气作用和水化热影响下,混凝土桥梁内部温度明显升高,但温度下降时,垫层易对混凝土造成约束,在混凝土内部产生一定的拉应力,待拉应力大于混凝土的抗拉强度够,裂缝就会出现。温差、日照、气候骤然变化、水化热等问题均会导致问题出现。
(三)混凝土冻胀原因
待桥梁所处的环境温度在0℃以下时,混凝土的饱和水会结冰,液态转变成固体,体积涨大,膨胀应力增强,膨胀应力大于混凝土的强度后,即有裂缝出现。为改善该现状,施工时往往会应用电气加热法、暖棚法、蒸汽加热法、掺防冻剂等措施,避免裂缝出现。
(四)材料质量与施工工艺
混凝土材料以及施工工艺均会对桥梁结构裂缝造成影响。首先,混凝土中水泥、骨料等材料质量,均会影响裂隙发育,任何材料有质量问题,均会导致裂缝高发。钢筋长期经过风化产生锈蚀,会影响其有效断面面积,降低桥梁承载力。
施工过程中存在一些不确定因素,混凝土浇筑、拆模、运输、堆放、拼装等各个环节均需要结合具体规范进行,任何环节存在不合理之处,均可能导致裂缝出现。
二、桥梁结构裂缝的维护和加固
(一)严格监测,做好裂缝综合养护工作
实际混凝土制作时,相关施工人员需对整个过程做好监测,严格监测混凝土的制作标准、制作过程以及制作质量,同时,还需对混凝土相关变形数据以及收缩数据等做好收集与监测,并对数据进行充分的分析,保证能够及时发现问题,迅速采取措施。对于已经出现的裂缝,应该及时上报,盡早采取措施,以免酿成更严重问题,最大程度降低安全隐患。
日常需结合桥梁构造实际情况,制定科学完善的养护措施,结合具体的计划,科学进行维护工作。日常需保障桥梁结构面清洁完整,遇到表面风化等问题,要及时采取措施;其次要保持排水设备始终处于一个良好运行的状态,及时排出水管中存在的泥土,避免其长期存在并产生侵蚀现象;经常检查桥梁的运行状态,一旦发现其存在裂缝、孔洞、剥落、缺角、钢筋外露等局部缺陷以及表面损伤情况时,应做好维修工作;同时注意做好桥梁的防腐防锈工作,通过涂抹油漆等方式做好预防。另外,一定要定期检查桥梁结构,明确其具体的承载力,掌握其运行状况以及损坏程度,一旦其结构出现异常,要及时掌握问题出现的原因,判断会对正常运行使用造成怎样的影响,并及时采取有效的解决对策[2]。
裂缝维护可以选择表面封闭法、压力注胶法等方式进行及时维护。在使用表面密封法时,可选择自然渗透法直接用胶辊或滚筒刷胶,促进其更好的吸收。首先,可使用钢丝刷沿裂缝方向清理混凝土表面5cm宽位置,及时去除水泥浮渣、灰尘等。若是混凝土表面质量差,可扩大清理宽度,之后使用钢锤在两侧松散混凝土块与砂粒上进行钻孔,露出混凝土表面,之后用酒精擦拭,去除油污、灰尘。干燥后,间隔5分钟涂刷一次。
压力注胶法同样需先进行清理工作,之后使用充填嘴埋置。使用一个加注喷嘴时,其他加注喷嘴起到排气作用。固定喷嘴于预定位置,在喷嘴周围与外部应用建筑结构胶密封与黏合喷嘴。密封是为了可以形成一个较为封闭的空腔,封孔质量影响着灌浆胶的质量,需做好封孔工作。最后进行密封胶检查。
另外,还可以选择灌浆修补法进行修补。能够较好的获得封闭裂缝、改善修复桥梁混凝土结构耐久性的作用。该方式更适合修补加固裂缝宽度超过0.15mm的桥梁裂缝。
(二)桥梁的加固改造技术
在桥梁内置的主要受力钢筋截面不足的情况下,难以较好满足抗弯承载能力实际要求,可通过增加纵向主钢筋的方法做好补强加固,用于加固的主钢筋选择焊接工艺和梁内原主钢筋相连接。
增大截面加固法其原理主要是由于通过增大混凝土结构面积的方式,以获得提高结构承载能力的作用。施工比较简单,多应用于梁、板、桩、柱等结构的加固。但是时间较长,要进行有区别性选择。
外包钢加固法即将型钢安装于构件周围,依靠其发挥作用,对构件起到约束作用。且该方式相对较为简单,整体的受力比较简单可靠。但应注意其传力至柱上的节点处理比较复杂,选择的外包钢材,还可能出现锈蚀,需要做好防腐防锈处理。外包钢加固可选择干式外包、湿式外包两种,其灌注材料存在差异,且湿式的加固效果更好一些[3]。
粘贴钢板加固法即对桥梁的部分薄弱区粘贴钢板,使得钢板与桥体变为一个整体进行受力,具体粘贴材料可选择环氧树脂作为材料。依靠做好结构加固,不断的优化桥梁受力状态,提高强度与刚度,避免持续进行裂缝发育。同时应用时施工工期比较短。
锚栓-钢板加固法是可以采取的一种方式,但该方式不适合在风化严重或是轻质结构的位置进行应用,其通过在桥梁上设置铆钉、锚栓等,将结构物和钢板变为整体。粘贴高强复合纤维加固法即应用碳纤维去做加固。其适合不同构件形状,可随着结构外形变化而出现变化,施工比较简便,成本和工期有保障,且不会对原结构造成影响,或是出现新损伤,结构的抗弯、抗剪、承载力等性能,均能获得较好的提升[4]。
结语
综上所述,桥梁结构的质量,与经济社会的发展以及群众生命财产安全之间有着非常密切的联系,基于桥梁裂缝可能造成的不良影响,一定要采取有效维护与加固措施,对裂缝进行有效控制,这需要相关施工单位重视该问题,提高对于桥梁结构裂缝的防控意识,结合相关标准做好施工,明确可能造成裂缝高发的因素,采取有效措施进行改善,提高桥梁结构的质量,创造更高的效益,维护人们的生命财产安全。
参考文献
[1]杜敏.混凝土桥梁结构裂缝分析及处理方法研究[J].黑龙江交通科技,2021(10):108-109.
[2]梁小俊.道路桥梁裂缝成因及施工防治技术[J].科技创新与应用,2021(16):133-135.
[3]范世标,王金.桥梁结构裂缝及加固处理技术[J].交通世界,2020(31):87-88.
[4]毛建灿,徐光来,毛育庆.试论桥梁结构裂缝的维护与加固[J].黑龙江科技信息,2011(04):281.