2015年荐丰城洪豪湖大桥预应力混凝土空心板裂缝的处治.docVIP

丰城洪豪湖大桥预应力混凝土空心板裂缝的处治 曾义城，李 江 （江西省宜春市交通局,江西 宜春 336000） 摘 要：针对丰城洪豪湖大桥其上部结构预应力混凝土空心板底部出现较大范围纵向裂缝病害 情况，在仔细研究裂缝产生原因基础上，借鉴国外科技成果，提出压浆、碳纤维封闭、喷涂渗 透阻锈剂三合一裂缝处治措施。 关键词：桥梁工程;混凝土;裂缝;处治 0 前 言 裂缝是桥梁施工及使用中比较普遍的病害之一，如不及时处理，将影响桥梁的结构强度和稳定性，缩短其使用寿命。 裂缝的类型甚多，按产生的原因有：外荷载（包括施工和使用阶段的永久荷载、可变荷载）引起的裂缝；物理因素（包括温度、湿度变化、不均匀沉降、化学反应膨胀等）引起的裂缝；施工操作（如脱模撞击、养护等）引起的裂缝。按裂缝的方向、形状有：水平裂缝、垂直裂缝、纵向裂缝、横向裂缝、斜向裂缝等；按裂缝深浅有：表面裂缝、深进裂缝和贯穿性裂缝等。 裂缝存在是钢筋混凝土桥梁工程的隐患，例如表面细微裂缝，极易吸收侵蚀性气体或水分。当气温低于-3℃时，水分结冰体积膨胀，会进一步扩大裂缝宽度和深度。如此循环扩大，将影响桥梁工程的安全；较深、较宽的裂缝，受水分和气体侵入，会直接锈蚀钢筋，锈点膨胀体积比原体积胀大7倍，会加速裂缝的发展，将引起保护层的剥落，使钢筋不能有效地发挥作用；深进的裂缝会使结构整体受到破坏。总之，裂缝的存在会明显地降低预应力混凝土空心板构件的承载力、持久强度和耐久性，有可能使已建的桥梁在未到设计使用年限之前就造成破坏。 混凝土裂缝对桥梁工程的危害这么大，预防和处治混凝土裂缝就成了确保桥梁工程耐久性的两个重要方面。本文将结合工程实际，对预应力混凝土空心板板底纵向裂缝采取的处治方法进行总结，作为日后解决类似问题的借鉴。 1 裂缝概况 丰城市洪豪湖桥，桥宽20m，4跨，桥长85.08m。上部结构为4×20m预应力混凝土空心板，中板：高度900㎜，底宽1240㎜，顶宽104㎜（跨中断面）；边板：高度900㎜，底宽1240㎜，顶宽114㎜（跨中断面）。桥面连续，桥台处设置DF-80（B）型伸缩缝。下部构造采用柱式桥墩，墩基础采用钻孔灌注柱，桩径140㎝；两端桥台采用埋置式柱式台身，台基采用钻孔灌注桩，桩径140㎝。 2007年10月建成，2008年5月对该桥进行过一次外观检查，发现几乎每一孔沿预应力混凝土空心板底部表面均出现长度50mm-150mm，形状接近直线，长短不一，互不连贯，宽度0.2mm-0.5mm，深度10mm-15mm纵向裂缝多处，裂缝较浅，类似干燥的泥浆面，尚属表面裂缝。当时，其对空心板的有害影响较小，可暂不处理。但是，考虑在车辆长期作用下，裂缝会继续发展与扩大，表面裂缝会成深进裂缝，不连贯裂缝会成连贯裂缝。这就是决定对其进行处治的理由。 2 裂缝产生的原因 经分析，混凝土设计配合比不合理，原材料及施工现场控制不严是裂缝产生的主要原因。车辆的长期作用，裂缝必然继续发展。 2.1 混凝土配合比不合理 本桥上部结构所用的20m预应力混凝土空心板，混凝土设计强度等级为C40，混凝土配合比为水泥：砂：碎石：水：减水剂=1：1.3：2.3：0.31：0.01。42.5R水泥用量为485kg/m3，接近规范要求的最高限，是普通混凝土水泥用量的1.5～2倍。由于在混凝土强度生成过程中水泥水化作用而引起体积收缩而导致出现的裂缝的机率大于普通混凝土；同时在硬化过程中，水化产生大量热量，将加大混凝土内外温差，从而使混凝土的温度收缩应力加大，在叠加其他因素的影响下，很可能导致温度收缩裂缝。另外，在高强度混凝土硬化早期由于水分蒸发引起的干缩也将大于普通混凝土。因而水泥用量过大是混凝土表面产生裂缝的主要原因之一。 2.2 原材料控制不严 通过试验，该桥预应力混凝土空心板所用的水泥中含碱量高，水泥中当量Na20含量为0.8%，超过0.6%；所用集料（含活性SiO2），属高碱活性集料。经分析，水泥中的碱类和集料的活性物质发生化学反应，使混凝土产生不均匀膨胀，是预应力混凝土空心板裂缝产生的又一主要原因。 2.3 现场施工控制不严 2.3.1混凝土拌制 拌和设备是500L强制式混凝土搅拌机。规范规定混凝土最短搅拌时间为1.5min，施工中混凝土拌和时间为1min左右，时间过短影响混凝土的均匀性。浇注地点混凝土坍落度检测数值为35mm，也偏大，由此拌和出的混凝土实际水灰比超过设计值。 2.3.2混凝土振捣 施工采用插入式振捣棒进行混凝土的振实工作。可是没有按规定，两侧同时振捣；且充气橡胶芯模也固定不牢，振捣时芯模左右移动或下沉，从而出现空心板底板厚度偏薄，是裂缝产生和发展的又一个原因。 2.3.3混凝土养生 本桥预应力混凝土空心板预制时间正处七、八月份，这是一年