高速公路橋梁梁板裂縫的原因及處治措施

【關(guān)鍵詞】公路橋梁；梁板裂縫；成因；處治措施 

　　1 前言 

　　近年來，隨著公路橋梁使用年限的增加，超限超載車輛的上路行駛和各種自然災(zāi)害等因素影響，各種病害逐步顯現(xiàn)，而梁板裂縫作為公路橋梁較為常見的病害形式之一，它的存在對(duì)梁體的安全構(gòu)成了很大的隱患，嚴(yán)重的會(huì)危及橋梁的結(jié)構(gòu)承載力和長期使用性能。因此，分析公路橋梁梁板裂縫的類型及其成因，并提出科學(xué)合理的處治措施，對(duì)提高橋梁的整體安全有著重要的意義。 

　　2 橋梁梁板裂縫的類型及其成因 

　　2.1 腹板上的豎向裂縫 

　　腹板上的豎向裂縫是最普遍也是較為嚴(yán)重的一種裂縫。當(dāng)梁跨徑>12m時(shí)，裂縫多處于薄腹部分，寬度一般在0.15～0.3mm左右。梁跨度越大，經(jīng)荷載作用后，裂縫會(huì)越寬越長，并向上下兩端延伸，向上至腹下翼緣梁肋處。當(dāng)梁跨徑<10m時(shí)，裂縫細(xì)小，多數(shù)裂縫系由梁肋向上越細(xì)，上端到腹板頂部。 

　　究其原因，主要有以下兩種：（1）混凝土配合比有缺陷，水泥用量偏大導(dǎo)致水化熱偏大，則導(dǎo)致其出現(xiàn)裂縫。（2）由于溫差的影響，砼內(nèi)部存在水化熱，砼外部氣溫較低，使得砼內(nèi)部收縮發(fā)展慢，砼外部收縮發(fā)展快，導(dǎo)致混凝土出現(xiàn)拉應(yīng)力，從而出現(xiàn)溫度裂縫；加上養(yǎng)生不及時(shí)、養(yǎng)生方式不恰當(dāng)?shù)龋�加劇了溫度裂縫的產(chǎn)生。 

　　2.2 腹板上的斜裂縫 

　　腹板上的斜裂縫也稱主拉應(yīng)力裂縫，多在跨中兩側(cè)，離跨中越遠(yuǎn)，傾斜角度越大，離跨中越近，傾斜角較小，傾角約在15°-45°之間。斜裂縫一旦出現(xiàn)，應(yīng)注意觀測，其如果發(fā)展至受壓區(qū)，或是迅速向跨中發(fā)展，則視為是嚴(yán)重的，必須采取處治措施。 

　　究其原因，主要有：（1）出現(xiàn)裂縫的區(qū)域的主拉應(yīng)力超過了該處的預(yù)應(yīng)力束和普通鋼筋的抗剪及混凝土的抗拉強(qiáng)度，或是混凝土拆模過早，混凝土尚未達(dá)到其設(shè)計(jì)抗拉強(qiáng)度。（2）混凝土未達(dá)到拆模、張拉的齡期。（3）腹板的非預(yù)應(yīng)力普通鋼筋網(wǎng)的鋼筋間距過大，不能滿足抗裂要求。（4）施工時(shí)臨時(shí)荷載超載或在作用點(diǎn)產(chǎn)生過大的集中應(yīng)力。（5）施工時(shí)，由于不夠重視豎向預(yù)應(yīng)力張拉，或是張拉了豎向預(yù)應(yīng)力，但未及時(shí)進(jìn)行管道壓漿，致使豎向預(yù)應(yīng)力筋銹蝕，或減少了豎向有效預(yù)應(yīng)力，從而導(dǎo)致其出現(xiàn)裂縫。 

　　2.3 下緣受拉區(qū)的裂縫 

　　下緣受拉區(qū)的裂縫多發(fā)生于梁跨中部，自下翼緣向上開展，至翼緣與梁肋相接處。一般，裂縫寬度約為0.3mm-0.1mm；跨度小于10m的梁，其裂縫寬度在0.3mm以下。其原因一般是由于混凝土收縮和梁撓曲而導(dǎo)致裂縫的出現(xiàn)。 

　　2.4 梁底面縱向裂縫 

　　裂縫主要分布在梁底面中央及兩側(cè)，位置為預(yù)應(yīng)力鋼筋（束）所在處，裂縫形態(tài)為沿預(yù)應(yīng)力鋼筋分布縱向通長或斷續(xù)通長裂縫。究其成因，由于施工原因，預(yù)應(yīng)力鋼筋（束）保護(hù)層偏低、橫向構(gòu)造鋼筋較弱；或是因?yàn)樵O(shè)計(jì)和施工不當(dāng)，致使底板橫向抗彎承載力不足，這些都會(huì)導(dǎo)致梁底面產(chǎn)生縱向裂縫。 

　　2.5 網(wǎng)狀裂縫 

　　網(wǎng)狀裂縫發(fā)生在各種跨度的梁上，裂縫細(xì)小，寬度約為0.03～0.05mm，無固定規(guī)律。究其原因，主要是因?yàn)榛炷�土收縮而引起的表面龜裂。 

　　3 公路橋梁梁板裂縫的處治措施 

　　3.1 灌漿修補(bǔ)裂縫法 

　　灌漿修補(bǔ)裂縫法，即是將一定比例的漿液以適當(dāng)?shù)膲毫�灌入梁板的裂縫中，作充填、膠結(jié)的防滲或加固處理。其施工要點(diǎn)如下： 

　�。�1）先測量好裂縫的位置、長度和寬度，然后用鋼絲刷將裂縫周圍的油污清除干凈，并用吹風(fēng)機(jī)吹干凈裂縫處的灰塵，并使其保持干燥狀態(tài)。 

　�。�2）根據(jù)裂縫寬度標(biāo)注好膠底座位置后，即用縫封膠涂抹于膠底座，以封閉裂縫。要求縫封膠的涂抹寬度宜為2～3cm，厚度以2mm為宜。涂抹好縫封膠后應(yīng)養(yǎng)護(hù)12h以上。 

　　（3）封閉了裂縫后，則開始調(diào)和注膠底座粘結(jié)膠，并將其涂抹在注膠底座下底面，然后開始粘貼注膠底座，并對(duì)其施加一定的壓力，以使其完全粘合。 

　�。�4）待上述工作全部施工完畢后，就可采用裂縫加固環(huán)氧樹脂灌漿材料，嚴(yán)格按配合比進(jìn)行稱量并進(jìn)行充分?jǐn)嚢韬螅�用專用的手�?dòng)或腳踏式壓力泵，在其上套上灌注嘴，通過推拉壓力泵上的閥門逐漸加壓進(jìn)行灌注了。一般，灌漿壓力為0.2～0.6MPa，待橡膠膜內(nèi)膠液不再減少或漿液從裂縫冒出時(shí)，則視為裂縫已灌注飽滿，此時(shí)仍須保持壓力繼續(xù)灌注15～20min后才結(jié)束灌漿，封住出漿口。 

　　（5）灌縫完畢后，應(yīng)按規(guī)定時(shí)間進(jìn)行養(yǎng)護(hù)，并待灌縫膠液固化后，進(jìn)行表面清理，使混凝土構(gòu)件表面平滑。 

　　3.2 粘貼碳纖維布法 

　　粘貼碳纖維布法，即是將抗拉性能優(yōu)良的碳纖維布用粘結(jié)材料貼到梁體底 面或箱梁內(nèi)壁上，使其與原結(jié)構(gòu)內(nèi)布置的鋼筋一道共同承受拉力，從而約束混凝土表面裂縫，并改善梁體的受力狀態(tài)，提高舊橋的承載能力。其施工要點(diǎn)如下： 

　�。�1）先將梁板上需要粘布的部位進(jìn)行打磨，鑿除表面剝落、疏松、蜂窩、腐蝕等劣化混凝土，露出混凝土新鮮層，然后將混凝土表面鑿毛。對(duì)于轉(zhuǎn)角粘貼處，應(yīng)將其打磨成圓弧狀，要求圓弧半徑不小于20mm。 

　�。�2）打磨好梁板上的粘布部位后，即在凹陷位置涂刷環(huán)氧樹脂基液。待其干后則用修平膠修平。修平時(shí)應(yīng)控制其坡度的平整度，使粘貼碳纖維布時(shí)能平整地與其結(jié)合。 

　�。�3）涂刷碳纖維布配套的環(huán)氧樹脂膠，要求其厚度不超過1mm。涂刷時(shí)，不得漏刷，也不得出現(xiàn)氣泡。待底層樹脂膠固化后，用角磨機(jī)磨平表面的凸起部分。 

　�。�4）對(duì)梁板表面凹凸的混凝土表面用找平膠進(jìn)行局部找平，然后待其固化后，用鏟刀鏟除涂刷底膠及找平后產(chǎn)生的棱角，并保持基面干凈、干燥。 

　　（5）粘貼碳纖維布：1）配置好浸漬膠后，用滾筒將其均勻涂抹在粘布區(qū)混凝土基面上，且其涂刷厚度應(yīng)大于2mm。2）涂刷5m左右的浸漬膠后開始粘貼碳纖維布，然后用滾筒、刮板在碳纖維布表面進(jìn)行反復(fù)滾動(dòng)、刮動(dòng)，使浸漬膠充分浸透碳纖維布，以去除氣泡，并將多余的膠刮出，使其密無空洞。3）多幅碳纖維布一起粘貼時(shí)，要求其縱向搭接不得小于10cm，橫向搭接不得小于5cm。 

　�。�6）粘貼好碳纖維布后，應(yīng)進(jìn)行表面防護(hù)，即先涂刷浸漬膠，再植入碎石顆粒，最后噴涂不低于M15的環(huán)氧水泥膠砂，并使其施工后的顏色與原梁體的顏色保持一致。 

　　除以上所論述的兩種處治方法外，梁板裂縫的加固及處治措施還有：加大主梁截面和配筋加固法、粘貼鋼板法、體外預(yù)應(yīng)力加固梁式橋梁法、環(huán)氧樹脂修補(bǔ)法等，文章由于篇幅關(guān)系，就不一一進(jìn)行詳細(xì)論述。 

　　4 結(jié)束語 

　　總而言之，由于公路橋梁使用年限的增加及行車荷載的作用下，梁板出現(xiàn)裂縫在所難免。一旦出現(xiàn)裂縫，不宜采用直接更換梁板的辦法，而應(yīng)根據(jù)裂縫產(chǎn)生的原因而采取相對(duì)應(yīng)的處治措施。實(shí)踐證明，采用灌漿修補(bǔ)法、粘貼碳纖維布法等措施修補(bǔ)裂縫，可很好地封閉裂縫，阻止裂縫的發(fā)展，并改善梁體的受力狀態(tài)，從而達(dá)到加固補(bǔ)強(qiáng)的目的。當(dāng)然，在橋梁建設(shè)階段，就從設(shè)計(jì)、施工、監(jiān)理和養(yǎng)護(hù)等環(huán)節(jié)加以預(yù)防，才是解決公路橋梁梁板出現(xiàn)裂縫的根本之道。 

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