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1某橋梁混凝土結(jié)構(gòu)裂縫普查情況

某總長(zhǎng)度784．09m的橋梁，其結(jié)構(gòu)分別由三孔應(yīng)力混凝土連續(xù)箱梁、三孔18m預(yù)應(yīng)力混凝土空心連續(xù)板和多孔16m預(yù)應(yīng)力混凝土空心連續(xù)板組成，凈跨35m。然而，由于混凝土施工質(zhì)量控制不當(dāng)，包括邊跨跨中、中跨跨中、支座位置、預(yù)留槽口位置等，出現(xiàn)了不同類型的裂縫。譬如在邊跨跨中位置，存在最大寬度0．29mm的縱向裂縫;中跨跨中位置，存在最大寬度0．4mm的縱向裂縫和最大寬度0．16mm的橫向裂縫;支座位置存在最大寬度0．24mm的縱向裂縫。為進(jìn)一步防治這些混凝土結(jié)構(gòu)裂縫，筆者對(duì)橋梁結(jié)構(gòu)裂縫的成因進(jìn)行了全方面剖析，發(fā)現(xiàn)施工荷載、使用荷載、溫度應(yīng)力是裂縫形成的主要原因，在施工荷載和使用荷載的作用下，橋梁結(jié)構(gòu)產(chǎn)生橫向應(yīng)力，當(dāng)結(jié)構(gòu)混凝土的抗拉強(qiáng)度低于該應(yīng)力，則可能被拉裂，形成縱向裂縫;另外混凝土結(jié)構(gòu)對(duì)溫度較為敏感，本工程橋梁混凝土結(jié)構(gòu)內(nèi)外溫度為20℃，在出現(xiàn)溫差后，混凝土的變形受到約束，由此產(chǎn)生的橫向應(yīng)力與荷載產(chǎn)生的橫向應(yīng)力，大于混凝土結(jié)構(gòu)本身的抗拉強(qiáng)度，也是縱向裂縫產(chǎn)生的主要原因。尤其是在橋梁箱梁底板預(yù)留槽口位置，底板位置應(yīng)力集中，再加上各種荷載和變形的共同作用，使得結(jié)構(gòu)縱向拉應(yīng)力遠(yuǎn)遠(yuǎn)超過混凝土抗拉強(qiáng)度，導(dǎo)致橋梁的底板存在嚴(yán)重的開裂現(xiàn)象，而且開裂的部位，鋼筋已經(jīng)出現(xiàn)不同程度的銹蝕，鋼筋的有效斷面面積不斷縮小，難以形成混凝土的支撐體，其銹蝕成分甚至?xí)粩嗲治g混凝土內(nèi)部結(jié)構(gòu)，降低混凝土的性能水平。除此之外，混凝土凍脹與橋梁所在區(qū)域的氣候條件因素息息相關(guān)，尤其是在氣候變化幅度比較大或者氣候相對(duì)較冷的地區(qū)，凍脹現(xiàn)象尤為明顯，對(duì)橋梁混凝土產(chǎn)生極大的負(fù)面影響。

2橋梁施工技術(shù)案例的應(yīng)用建議

2．1施工準(zhǔn)備工作為保證工程順利施工，在施工之前，需要做好材料、機(jī)械設(shè)備和工藝技術(shù)等方面的準(zhǔn)備工作，基于相關(guān)橋梁施工的技術(shù)經(jīng)驗(yàn)，筆者對(duì)該工程相關(guān)的準(zhǔn)備工作進(jìn)行如下歸納:

1)材料準(zhǔn)備工作。案例工程施工所需的材料主要有鋼筋、水泥、石子、砂、摻合料、外加劑幾種，其中鋼筋在品種、級(jí)別、規(guī)格等方面必須符合國(guó)家規(guī)定的質(zhì)量標(biāo)準(zhǔn)，譬如冷軋帶肋鋼筋網(wǎng)片，應(yīng)根據(jù)《冷軋帶肋鋼筋》的規(guī)定，檢查其合格證、質(zhì)量證明書等，檢驗(yàn)其剛度和穩(wěn)定性是否達(dá)標(biāo);水泥適宜選用硅酸鹽水泥，強(qiáng)度至少為32．5級(jí)，可按照《硅酸鹽水泥、普通硅酸鹽水泥》的標(biāo)準(zhǔn)檢查水泥是否合格;石子建議選擇粒徑5mm～20mm、含泥量至多為1%的碎石或者礫石，進(jìn)場(chǎng)時(shí)，應(yīng)要求出具堿活性報(bào)告，以及分批檢驗(yàn)其質(zhì)量;摻合料選用Ⅰ，Ⅱ級(jí)粉煤灰，Ⅰ級(jí)粉煤灰的細(xì)度不大于12%，燒失量不大于8%，需水量不大于95%，二氧化氯含量不大于3%，Ⅱ級(jí)粉煤灰細(xì)度不大于20%，燒失量不大于8%，需水量不大于105%，二氧化硫含量不大于35%;外加劑按照《混凝土外加劑》的規(guī)定，重點(diǎn)檢驗(yàn)材料中有害物質(zhì)和堿的含量，并以此明確合理的摻量。

2)機(jī)具準(zhǔn)備工作。本工程所選用的主要機(jī)具主要有混凝土鋪裝機(jī)具、浮漿清理機(jī)具、材料加工機(jī)具、養(yǎng)護(hù)機(jī)具、拉毛機(jī)具、切縫機(jī)具、計(jì)量檢測(cè)用具，其中混凝土鋪裝機(jī)具必須保證滿足混凝土預(yù)拌、現(xiàn)場(chǎng)拌制、振搗等施工需求，建議選用自卸翻斗車、振搗梁、混凝土泵車、汽車吊、料斗;浮漿清理以人工和機(jī)械相結(jié)合方式，因此應(yīng)選用鑿毛錘、空壓機(jī)和高壓水槍。至于其他機(jī)具，均可在施工前，結(jié)合施工實(shí)際所需檢驗(yàn)其功能是否正常。

3)其他準(zhǔn)備工作。在技術(shù)方面，本工程在會(huì)審圖紙之后，編制完善的施工方案，并組織施工人員進(jìn)行施工方案的交底，同時(shí)在橋面梁板頂面清理鑿毛完畢后，根據(jù)設(shè)計(jì)標(biāo)準(zhǔn)檢查梁板板面高程的最小厚度，協(xié)同設(shè)計(jì)人員對(duì)高程的偏差進(jìn)行調(diào)整;在作業(yè)條件方面，應(yīng)保證施工方案和開工報(bào)告審批通過，以及在鋪裝橋面之前，嚴(yán)格驗(yàn)收橋面排水口、護(hù)欄滲水管、止水帶等橋面預(yù)埋件的施工狀況，確保施工質(zhì)量。

2．2界面處理首先是強(qiáng)力清掃，在防水粘結(jié)層施工前，借助強(qiáng)力清掃機(jī)，將橋面上的雜土、碎石等清除干凈，再用空壓機(jī)、水泵抽水沖刷干凈橋面，以此確保橋面的平整度，而在施工期間，從中央分隔開開始，向橋面兩側(cè)緩慢清掃灰塵，避免灰塵聚集在行車帶外側(cè)邊緣。其次是銑刨，銑刨的施工目的是提高橋面的抗滑能力，期間需要借助銑刨機(jī)處理水泥混凝土表面，但需要控制好銑刨的深度，尤其是局部位置，常見銑刨深度超標(biāo)或者銑刨不到位的情況，適時(shí)根據(jù)橋面的平整度和預(yù)拱度，靈活調(diào)節(jié)銑刨方向，本工程的銑刨厚度至少為7mm，最深則不能超過10mm，這樣才能夠避免路面錯(cuò)臺(tái)現(xiàn)象。再次是噴砂打毛，該工序主要機(jī)具為噴射機(jī)，目的是改善路面的微觀結(jié)構(gòu)，增強(qiáng)路面與加鋪層之間的粘結(jié)能力，使用該方法時(shí)，應(yīng)控制噴射的速度和密度，如果橋面狀況不明，可在施工前檢查后，調(diào)整噴射的角度、距離和時(shí)間，降低機(jī)械操作的危險(xiǎn)系數(shù)和提高施工的效果。

2．3混凝土施工技術(shù)結(jié)合案例鐵路橋梁混凝土裂縫的情況與成因，對(duì)該橋梁的混凝土結(jié)構(gòu)裂縫進(jìn)行防治，需要根據(jù)裂縫防治的基本要求，一方面控制現(xiàn)澆混凝土裂縫，另一方面采用合適的加固方法修補(bǔ)裂縫。

1)裂縫防治的基本要求。首先是結(jié)構(gòu)耐久性改善的高標(biāo)準(zhǔn)要求，出于橋梁用途特殊性的考慮，應(yīng)該盡量減少橋梁結(jié)構(gòu)的維修頻率，在設(shè)計(jì)和施工的時(shí)候，對(duì)結(jié)構(gòu)的耐久性進(jìn)行改善，除了需要合理布局橋梁結(jié)構(gòu)和相關(guān)細(xì)節(jié)，而且還要確保施工的質(zhì)量水平。其次是施工立模標(biāo)高的確定，為避免橋面出現(xiàn)起伏情況，在澆筑懸臂的時(shí)候，要掌握準(zhǔn)備澆筑箱梁節(jié)段底板和前端標(biāo)底板的設(shè)計(jì)標(biāo)高、施工預(yù)拋高、發(fā)生豎向彈性變形的掛籃主桁架對(duì)豎向撓度影響值、混凝土澆筑后的徐變、橋梁運(yùn)營(yíng)期引起豎向變形的靜活載等，從而確定待澆筑箱梁節(jié)段底板兩端前端的混凝土收面控制標(biāo)高。再次是主梁結(jié)構(gòu)穩(wěn)定性的控制，主梁的穩(wěn)定性，可能造成橋梁的失穩(wěn)，甚至導(dǎo)致坍塌事故，譬如加拿大的魁北克大橋，由于懸臂一側(cè)的下弦桿發(fā)生屈曲破壞，從而導(dǎo)致橋梁懸臂的墜落。為了控制好主梁的穩(wěn)定性，在施工的時(shí)候需要準(zhǔn)確掌握主梁的變形和內(nèi)部應(yīng)力狀態(tài)，尤其是懸臂施工，需要嚴(yán)格控制主梁整體和局部的穩(wěn)定性水平。

2)現(xiàn)澆混凝土裂縫控制技術(shù)。

a．合理控制混凝土攤鋪厚度，根據(jù)振搗器作用深度和混凝土和易性，確定具體的攤鋪厚度，因而需要根據(jù)是否采用泵送混凝土方式，確定攤鋪厚度小于0．6m或者0．4m。

b．后澆帶施工，針對(duì)橋梁的大體積混凝土塊體結(jié)構(gòu)，工程采用后澆帶施工的方法，即通過分析計(jì)算確定分層澆筑塊的長(zhǎng)度，并控制好間隔澆筑的時(shí)間和處理好澆筑的施工縫。

c．層間澆筑間隔時(shí)間控制，在第一層混凝土初凝之前，需要完成第二層混凝土澆筑作業(yè)，因此要求盡可能縮短層間澆筑的間隔時(shí)間，間隔時(shí)間不小于第一層混凝土初凝時(shí)間，如果間隔時(shí)間超出，則需要根據(jù)要求處理施工縫。

d．二次振搗，出于混凝土強(qiáng)度改善和抗裂性能提升的考慮，在混凝土澆灌后，并在達(dá)到振動(dòng)界限之前，進(jìn)行二次振搗。二次振搗的目的是排除混凝土粗骨料和水平鋼筋下方的泌水和間隙，增強(qiáng)混凝土和鋼筋之間的握裹程度。

e．保溫養(yǎng)護(hù)，在混凝土澆筑完畢之后，進(jìn)行持續(xù)性的保溫養(yǎng)護(hù)，時(shí)間至少為15h，養(yǎng)護(hù)的要點(diǎn)是保持混凝土表面的潤(rùn)濕程度，并覆蓋好土工布等等，并且根據(jù)溫控指標(biāo)要求，為混凝土養(yǎng)護(hù)營(yíng)造有利的環(huán)境條件。

3)橋梁裂縫修補(bǔ)技術(shù)。首先是表面處理法，表面處理法主要針對(duì)橋梁的微裂縫，即寬度在0．2mm以內(nèi)的裂縫，直接在裂縫位置填料后，涂抹防水材料，就可以提高修補(bǔ)位置的防水性，并阻止裂縫表面的進(jìn)一步擴(kuò)大。在使用這種施工方法時(shí)，由于沒有辦法將防水材料嵌填到裂縫內(nèi)部，未能保證裂縫在混凝土結(jié)構(gòu)內(nèi)部的繼續(xù)延伸，因此需要通過對(duì)裂縫走勢(shì)的判斷，根據(jù)實(shí)際情況選擇這種方法。其次是注漿法，注漿法主要針對(duì)裂縫寬度比較大，并且有內(nèi)部縱向延伸趨勢(shì)的裂縫，其施工方法是將樹脂、水泥類材料等，以手動(dòng)方式或者借助輸液泵，注入到裂縫當(dāng)中，注入時(shí)，需控制好注漿量和注漿速度。除此之外，環(huán)氧樹脂粘度的調(diào)整，也是保證注漿效果的關(guān)鍵，譬如延伸性的裂縫，普通環(huán)氧樹脂的漿液難以注入到裂縫深處，可選用可撓性環(huán)氧樹脂，與鋼抓釘并用，有效防止裂縫的繼續(xù)擴(kuò)展延伸。再次是填充法，當(dāng)裂縫寬度超過0．5mm，可選用填充法，具體的施工方法是沿著裂縫方向，鑿出一條深槽，將水泥砂漿、環(huán)氧砂漿、環(huán)氧樹脂混凝土、瀝青、化學(xué)補(bǔ)強(qiáng)劑等，嵌補(bǔ)到深槽內(nèi)。在填充施工之前，需檢查裂縫位置裸露的鋼筋是否銹蝕，如果鋼筋沒有發(fā)生銹蝕，可沿著裂縫10mm的位置，將深槽鑿成U形，然后將密封材料填入深槽內(nèi);如果鋼筋已經(jīng)發(fā)生銹蝕，則需要將銹蝕位置周圍的混凝土鑿除，然后進(jìn)行鋼筋除銹處理，并將防銹漆涂抹在裸露鋼筋上，最后再填充密封材料。最后是表面噴涂法，裂縫表面鑿毛處理之后，直接將高粘度的水泥砂漿噴射在裂縫表面，形成裂縫保護(hù)層。在噴射混凝土之前，需將混凝土結(jié)構(gòu)表面剝離的混凝土去除干凈，然后利用清水清洗鋼筋，在表面接近干燥之前，開始噴漿加固，必要時(shí)可將基層濕潤(rùn)后，再進(jìn)行噴漿。

3結(jié)語

文章通過研究，基本明確了案例橋梁工程施工技術(shù)的應(yīng)用方法，其中要求在做好施工技術(shù)準(zhǔn)備工作的基礎(chǔ)上，進(jìn)行橋梁界面處理，最后根據(jù)橋梁結(jié)構(gòu)混凝土裂縫的防治要求，提出相應(yīng)的裂縫控制技術(shù)和裂縫修補(bǔ)技術(shù)，但鑒于不同橋梁工程施工條件和要求的差異性，因此以上方法在實(shí)際工程中的應(yīng)用，還需要結(jié)合具體工程施工的情況，予以靈活參考借鑒。

作者：張小平單位：山西平陽路橋有限公司