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混凝土桥梁裂缝的检测方法与处理策略

         随着当前公路交通量的剧增,桥梁裂缝的检测和处理的重要性日益提高。而随着检测技术的不断更新和提高,混凝土桥梁裂缝的检测方法、处理方法也日趋完善和多样化。 

  1、裂缝检测方法 
  1.1长度检测 
  检测方法主要是尺量,使用普通的卷尺即可达到要求。当需要检测裂缝是否有所发展时,可以在裂缝首尾两端垂直于裂缝做标记,若长度继续发展,则在标记处可以清楚的看到。 
  1.2 宽度检测 
  检测方法因所用材料和仪器的不同可以有多种:裂缝测宽仪。这是目前使用较多的一种仪器。它实际上就是一把带有放大镜的刻度尺,可以直观方便地读出裂缝宽度,可精确到 0.01 mm千分表。主要在荷载试验过程中使用,用来检测是否出现新裂缝,原有裂缝是否开展。安装时要保证千分表垂直于裂缝布置表脚一定要牢固。检测裂缝宽度是否增大,还可以采用以下方法:将中部画有 V形槽的细条玻璃,用胶凝材料垂直于裂缝粘贴保证槽口断面与裂缝相齐,由于槽口处玻璃断面较小,而且玻璃是不抗拉的脆性材料,只要裂缝有发展,玻璃就会断裂。 
  1.3 深度检测 
  裂缝分为浅裂缝和深裂缝。浅裂缝局限于结构表层,开裂深度不大于 500 mm,深裂缝开裂深度大于 500 mm 。 对浅层裂缝可以采用凿开法。方法是:在裂缝中注入浓度为1%的酚酞酒精溶液,然后小心凿至变色与未变色的界线处,测量其深度。产生界线的原因是裂缝处的混凝土已发生碳化。但这种方法对混凝土造成了破坏,建议采用超声波无损检测法。 
  超声波无损检测法。超声法是使用超声波仪,利用超声波对裂缝进行检测,通过对声速、波幅和主频测量值进行分析计算,从而得出裂缝深度。 
  浅裂缝检测可以分为平测法和双面斜测法。当结构的裂缝部位只有一个可测平面,可采用平测法。平测时应在裂缝的被测部位以不同的测距同时按跨缝和不跨缝布置测点进行声时测量利用线性回归方法和相应计算公式计算出裂缝深度。当结构的裂缝部位具有两个相互平行的可测平面时,可采用双面斜测法根据波幅和频率的变化,可以检测裂缝深度,还可以判定裂缝是否在平面方向贯通。 
  深裂缝检测可以采用钻孔测裂缝深度的方法。在所测裂缝两侧钻孔,孔轴线要保持平行。超声波仪的换能器以相同高程等 间距由上至下同步移动,逐点读取声时、波幅和换能器深度,绘制 深度一波幅坐标图,波幅达到最大并基本稳定的位置对应的深度 即为裂缝深度。检测时,宜在裂缝同一侧钻一个比较孔,供声学 参数的对比判别用。 
  2、裂缝处理策略 
  2.1 表面封闭法 
  此法适用于宽度小于0.2 mm的裂缝。具体方法有:1)表面 涂抹。通常是在混凝土裂缝表面涂抹树脂保护膜,在宽度可能变 化发展的裂缝,可采用环氧树脂等材料。在裂缝多且密集的混凝 土表面可大面积涂抹保护膜。2)表面喷浆。喷浆修补是在经凿毛处理的裂缝表面,喷射一层密实而且强度高的水泥砂浆保护层来封闭裂缝的一种修补方法。根据裂缝的部位、性质和修补要求与条件,可采用素喷,锚喷等处理方法。3)加箍封闭。此法适用于桥梁墩、台或桩基等下部结构出现裂缝且可能导致承载能力下降时。当钢筋混凝土产生主应力裂缝时,可在结构表面包箍钢筋网,然后重新浇筑混凝土。这种方法可以和结构的加固处理同时进行,既封闭了裂缝又提高了结构承载力。 
  2.2 灌浆法 
  此法适用于宽度大于0.2 mm小于 l mm 的裂缝。具体步骤如下:1)灌浆前裂缝处理:用钢丝刷等工具,清除裂缝表面的灰尘、白灰、浮渣及松散层等污物,然后再用毛刷蘸酒精等有机溶液,把沿裂缝两侧 20 mm ~30 mm处擦洗干净并保持干燥;2)埋设灌浆嘴:在裂缝交叉处、较宽处、端部以及裂缝贯穿处、钻孔内均应埋设灌浆嘴,在一条裂缝上必须有进浆嘴、排气嘴、出浆嘴。 
  埋设时,先在灌浆嘴的底盘上抹一层厚约 1 nm 的环氧胶泥,将灌浆嘴的进浆孔骑缝粘贴在预定的位置上;3)封缝:抹环氧树脂胶泥时应防止产生小孔和气泡,要刮平整,保证封闭可靠。裂缝封闭后应进行压气试漏,检查密闭效果;4)灌浆:根据裂缝区域大小,可采用单孔灌浆或分区群孔灌浆;5)封口:待缝内浆液达到初凝而不外流时,可拆下灌浆嘴,再用环氧树脂或渗入水泥的灌浆液把灌浆嘴处抹平封口。 
  2.3 粘贴加固法 
  1)粘贴钢板。若混凝土表面平整,在混凝土表面及钢板表面各涂上 1 mm~2 mm厚的环氧树脂,然后利用已固定在混凝土中的锚杆把钢板压紧在混凝土面上,随着环氧树脂被挤出,粘贴面之间的空气也被排出。用这种方法几乎不会残留气泡,粘结效果也好。若混凝土表面不平整,则可在混凝土表面与钢板之间加垫块等使两者之问保持一定空隙,并用环氧树脂胶泥封闭四周,而后从注入口注入环氧树脂,同时排出空隙中的空气。施工时一定要确保密实。广东东莞八一立交桥即采用此种方法封闭裂缝和提高桥梁承载力。2)粘贴碳纤维布。粘贴碳纤维布修补技术是一种新型的技术,它是利用树脂类粘结材料将碳纤维布粘贴于混凝土表面,利用其良好的抗拉性能达到修补裂缝,提高结构承载力的目的。这种修补方法基本不增加原结构的自重及尺寸。 
  3、实例分析 
  广东东莞八一立交桥西南匝道上部结构为 2孔现浇板+ 3-13 m空心板 +3-20 m预制 T梁 +3-17.151 m现浇弯梁 + 7-20 m预制 T梁+3―14.115 m现浇弯梁。桥面布置为净 8.4 m+ 2×0.75 m。设计荷载:汽一20级,挂一l00,人群荷载 3 kN/m2。 
  经过现场桥梁外观检查和荷载试验检测,该桥西南匝道桥况稍差。具体情况为:第 3孔~第 5孔空心板板底存在横向结构裂缝,板侧存在竖向结构裂缝,铰缝开裂、勾缝混凝土脱落,个别板的裂缝宽度已超过限值;第 6孔~第 21孔上部 T梁结构腹板有竖向裂缝,横向联系较差,个别孔 T梁腹板裂缝 已超过限值。该桥西南匝道 13 m空心板和 20 m预应力混凝土 T梁结构的承载能力不能满足汽一20级、挂一100的原设计荷载标准。 
  鉴于桥梁现状,我站出具了加固方案,建议维护管理单位对该桥进行粘贴钢板加固。根据我站提供的检测数据和加固方案,对该桥进行了维修加固,我站对加固后的桥梁又进行了桥梁检测。经检测,加固后结构承载能力能够满足汽一20级、挂一l00的原设计荷载标准,原有裂缝等病害得到了有效的封闭和控制,加固效果比较明显。 
  4、结语 
  随着科学技术的进步,桥梁结构的设计方法和设计理论都有了根本性变化,然而影响桥梁工程质量的各种因素仍然存在。桥梁在施工和使用过程中,在多种因素影响下,不可避免的会出现裂缝。裂缝的检测和处理越来越引起人们的重视。 
  以上裂缝检测和处理方法是笔者在多年桥梁检测和维修中,根据实际情况总结的经验方法,具有一定的可行性。但在使用时要综合考虑裂缝的实际情况,根据裂缝相应的数据参数慎重选用,具体情况要具体分析。 
  参考文献: 
  1.魏晓红.混凝土桥梁裂缝成因综述.广东公路交通,2009年第2期 
  2.白涛.预应力混凝土桥梁裂缝的检测、评估技术.黑龙江交通科技,2008年第31卷第8期 
  3.章凯,秦爱红,李红万.预应力混凝土桥梁的裂缝检测及加固.山西建筑,2007年第33卷第13期 
  4.艾奇.浅议混凝土裂缝产生的原因及处理方法.技术与市场,2010年第17卷第8期 

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