淺談橋梁溫度裂縫分析及加固
發布時間:2014-07-15
我國橋梁大部分為建國後所建,橋齡一般為40年左右。由於各種原因,在修建和營運過程中經常出現病害,其中有一種常見病害就是裂縫。橋梁裂縫產生的原因複雜、種類繁多,其中溫度裂縫是最為常見的。為此,本文主要以
鋼筋混凝土結構的溫度裂縫分析為基礎,研究橋梁的溫度裂縫原因及
碳纖維加固橋梁增強技術。
一、橋梁的溫度裂縫分析
1.外部原因:日照;驟然降溫。
2.內部原因:常見的施工中引起溫度裂縫主要有以下情況:
(1)基ji礎chu約yue束shu。當dang大da體ti積ji混hun凝ning土tu基ji礎chu澆jiao注zhu在zai堅jian硬ying基ji岩yan或huo厚hou大da的de老lao混hun凝ning土tu表biao層ceng時shi,因yin結jie構gou整zheng體ti性xing要yao求qiu沒mei有you或huo不bu能neng采cai取qu隔ge離li層ceng等deng放fang鬆song約yue束shu的de措cuo施shi,混hun凝ning土tu在zai大da氣qi溫wen度du及ji其qi水shui化hua熱re溫wen度du的de作zuo用yong下xia,混hun凝ning土tu內nei部bu溫wen度du很hen大da,當dang混hun凝ning土tu因yin降jiang溫wen的de收shou縮suo變bian形xing受shou到dao岩yan石shi地di基ji或huo老lao混hun凝ning土tu墊dian層ceng的de約yue束shu時shi,將jiang會hui在zai混hun凝ning土tu內nei部bu出chu現xian很hen大da的de拉la應ying力li而er產chan生sheng約yue束shu裂lie縫feng。這zhe類lei裂lie縫feng常chang在zai混hun凝ning土tu澆jiao注zhu後hou2~3個月或更長的時間出現,裂縫較深,有時是貫穿性的。
受堅硬基岩及老混凝土約束是大體積混凝土產生嚴重裂縫的主要原因。因此,基礎部分混凝土澆注時必須嚴格控製溫度。
(2)基岩不平整。基岩不平整也能引起的裂縫,澆注在高低相差較大的基岩麵上的大體積混凝土塊(如橋墩基礎)易yi發fa生sheng這zhe種zhong裂lie縫feng。因yin在zai混hun凝ning土tu澆jiao注zhu後hou,內nei部bu溫wen度du較jiao高gao,降jiang溫wen過guo程cheng中zhong受shou基ji岩yan約yue束shu作zuo用yong,基ji岩yan表biao麵mian有you突tu變bian,則ze容rong易yi在zai該gai處chu形xing成cheng應ying力li集ji中zhong而er開kai裂lie。
二、橋梁裂縫
加固技術
在裂縫修補中,充填法是最為常見的施工方法,這是一種適合於修補較寬裂縫(0.5mm以上)的方法,具體做法是沿裂縫鑿一條深槽,然後在槽內嵌補各種粘結材料。對
鋼筋混凝土結構而言,這種修補方法視鋼筋是否鏽蝕而異。當鋼筋未鏽蝕時,沿裂縫處以大約10mm左右的寬度將混凝土鑿成U型或V型,在開槽處充填密封材料以修補裂縫;當dang鋼gang筋jin已yi經jing鏽xiu蝕shi時shi,將jiang混hun凝ning土tu鑿zao除chu到dao能neng夠gou充chong分fen處chu置zhi已yi經jing生sheng鏽xiu的de鋼gang筋jin部bu分fen,先xian對dui鋼gang筋jin除chu鏽xiu,然ran後hou在zai鋼gang筋jin上shang塗tu抹mo防fang鏽xiu底di塗tu料liao,再zai充chong填tian密mi封feng材cai料liao。
橋
梁加固zengqiangkeyicaiyonggezhongbutongdefangshi,zhuyaoshiqiaoliangdeshijiqingkuang,chengzainenglidejianruochengduyijijinhoudeshiyongyaoqiueryi,yibanlaishuo,zhuyaocaiqukuodayuanjiegougoujianjiemian,yitigaojiegoudeqiangduhegangdu;以新的結構代替舊的抗力不足的結構;改變原結構的受力體係,使控製截麵彎矩的峰值減小;對原結構施加預應力,改變原結構的受力,以達到提高橋梁剛度和強度的目的。橋
梁加固增強技術研究逐漸向新材料新工藝方向發展,
碳纖維加固法已經取得了一定的成果。
碳纖維加固法以其強度高、重量輕、耐腐蝕、施工簡便等優良特性受到土木工程界的普遍關注,是一項極具發展潛力的施工方法。碳纖維抗拉強度、彈性模量和
鋼材相比具有同等以上的優良特性,可滿足承載力要求;而重量僅為
鋼材的15,容易搬運,不受施工場所狹窄限製,具有良好的可操作性;且耐腐蝕、不生鏽,對受鹽害和腐蝕物質影響的
混凝土結構物有良好的保護效果。橋
梁加固中用到的碳纖維片是以碳纖維為組分,以環氧樹脂為基體,通過一定的成型方法,形成單向排列的碳纖維的複合片材。
用環氧樹脂粘結劑沿受拉方向或垂直於裂縫方向粘貼在要補強的結構上,形成一個新的複合體,使增強貼片與原有
鋼筋混凝土共同受力,增大結構的抗拉或抗剪能力,提高強度、剛度、抗裂性和結構的延性。
三、實例分析
滄州市南運河橋是一座梁式橋,跨度37m,跨中梁底麵距水麵約4.5m,為拚裝式等截麵斜腿剛架橋形式,橋麵兩端簡支,斜腿上端與橋麵剛接。建於1987nian。zaishiyonghou,chuxianlehenduojiegouliefeng,bingjingzhamingjunshuyuwenduliefeng,xianduigaiqiaojinxingshigongjiagu。youyugaiqiaoliangsuozaihedaoshiyunhe,rucaiyongchuantongdezhan
鋼板加固,則必須在河道中央搭建滿堂腳手架,需征得水運部門意見,工期較長.同樣采用外包增大構件截麵尺寸將影響運河水上通過也不適用,故考慮采用碳纖維材料對橋梁結構進行加固。
本次加固采用的碳纖維共有兩種類型:一種是板狀材料,其質地較硬,可以粘貼在構件的表麵。適用於梁的抗彎加固,用於提高抗彎承載力;另一種絲狀材料,其質地較軟,用於纏繞或製作U型(xing)箍(gu),膠(jiao)水(shui)能(neng)自(zi)動(dong)透(tou)過(guo)表(biao)麵(mian),使(shi)纖(xian)維(wei)更(geng)好(hao)地(di)粘(zhan)貼(tie)在(zai)混(hun)凝(ning)土(tu)上(shang),適(shi)用(yong)於(yu)約(yue)束(shu)混(hun)凝(ning)土(tu),提(ti)高(gao)其(qi)延(yan)性(xing)或(huo)抗(kang)剪(jian)加(jia)固(gu)。粘(zhan)結(jie)劑(ji)采(cai)用(yong)的(de)是(shi)環(huan)氧(yang)樹(shu)脂(zhi)膠(jiao),由(you)膠(jiao)泥(ni)、底膠、麵膠和固化劑組成。
對該橋梁采用如下
加固方案:首先對斜梁腿進行加固,在節點向支座方向50cm範圍內纏繞
碳纖維布,以提高節點處延性;節點向跨中方向200 cm範圍內,沿梁粘貼U型碳纖維,以提高節點的抗剪性能。
然後對梁底進行抗彎加固,采用碳纖維板,每根梁底貼兩條,起點由距支座水平距200cm處開始,一直到另一端距支座水平距200cm處。
南運河橋整個
加固工程隻用4天時間,時間短,通過運營觀測,取得了滿意的加固效果,
碳纖維加固法,隻要注意施工的每個環節,質量可靠,方案是可行的。