预应力混凝土桥梁上部结构施工裂缝的产生与处治

关键词：预应力箱梁；非结构性；裂缝；处治 

　　近年来，水工建筑物工程中桥梁数量在不断地增加，有些桥梁在施工中却过早地发生损坏，对桥梁的耐久性造成一定的影响，本文结合工程实际研究混凝土桥梁病害发生的原因和处治措施，为今后桥梁的结构设计和施工提供有益借鉴对防止病害的发生、提高桥梁的使用寿命有着重要的意义。 

　　2．工程基本情况 

　　2．1技术标准 

　　桥梁位于南水北调中线，桥梁荷载等级为公路-Ⅱ级。桥宽净-8+2×05米护栏。 

　　该桥采用3跨30m的预应力混凝土箱梁，桥梁斜度70°，全长95m，为中型桥。下部结构型式为桩柱式基础。上部结构为后张法预应力砼组合箱梁，预制箱梁共9片，全部为30m后张法预制箱梁，箱梁采用先简支后连续结构。 

　　2．2材料及施工 

　　预应力混凝土箱梁C50级、钢绞线强度1860Mpa，混凝土坍落度7-9cm，水泥孟电PO.52.5，骨料粒径5-20mm，掺减水剂、引气剂、预应力混凝土箱梁采用后张法施工，混凝土箱梁预制时间2011年3月-6月。桥梁2012年7月安装完工后经检查发现桥梁腹、底板普遍存在裂缝，并提请检测。 

　　3．检测过程及结论： 

　　3．1检测方法 

　　按照《超声法检测混凝土缺陷技术规程》（CECS21：2000）要求，对委托方指定箱梁的裂缝深度使用非金属超声波检测仪进行检测，裂缝宽度用裂缝观测仪直接读取，裂缝所处位置用钢卷尺进行测量。 

　　3．2检测依据 

　　《超声法检测混凝土缺陷技术规程》（CECS21：2000）。 

　　3．3检测仪器 

　　序号 仪器名称 仪器型号 仪器编号 

　　1 裂缝观测仪 SW―LW―101 4101205 

　　2 非金属声波 

　　检测仪 NM―4A 4101201 

　　3 几何测量卷尺 温州50米 4101116 

　　3．4检测时间及检测环境 

　　 2012年6月5日，天气晴朗，温度16℃，适合检测。 

　　3．5检测结果 

　　（1）公路桥，桥梁腹、底板普遍存在横向裂缝，中跨中梁右端存在滴水现象。 

　　（2）预应力混凝土箱梁，桥梁腹板裂缝，裂缝宽度0.12-0.26mm，深度29-17.2cm，长度160-250cm；桥梁底板板裂缝，裂缝宽度0.04-0.26mm，深度19-180mm，长度160-340cm； 

　　4．初步分析及原因 

　　裂缝是由变形引起的为非结构性裂缝，指变形得不到满足，在构件内部产生自应力，当该自应力超过混凝土允许应力时，引起混凝土开裂。引起该类裂缝的原因主要有： 

　　4．1混凝土浇筑后处于塑性阶段，混凝土分层浇注过快，混凝土骨料沉落硬化前沉实不足，硬化前后沉实过大，下沉受钢筋阻挡，沿钢筋方向裂缝。 

　　4．2混凝土凝固过程中因收缩而产生裂缝。 

　　4．3由于温度变化产生的裂缝。结构随着温度的变化受到约束时，在混凝土内部产生应力，当此应力超过混凝土抗裂强度，混凝土便开裂，即产生温度裂缝。 

　　4．4混凝土是一种脆性材料，抗拉强度较低，混凝土浇注后若没有采取有效的措施，降低混凝土内外部温差或采取养护措施不当，使混凝土产生温度收缩裂缝；养护不周，时干时湿，表面干缩变形也会导致裂缝的发生，因此施工中要最大限度的降低温差和减少收缩。 

　　5．处理方案 

　　因裂缝宽度0.04-0.26mm,深度较深，采用丙烯酸酯类或低粘度环氧树脂浆液灌注。 

　　5．1技术规范依据 

　　（1）中国交通部。（JTG H11-2004）公路桥涵养护技术规范。 

　　（2）中国工程建设标准化协会。（CECS25：90）混凝土结构加固技术规范。 

　　（3）中国交通部（JTG/T J22-2008）公路桥梁加固设计规范。 

　　5．2工艺要点 

　　5．2．1材料主要技术性能： 

　　（1）极强的渗透力，黏度低，能注入0.1mm宽的微裂缝。 

　　（2）不含挥发性溶剂，硬化时收缩小。 

　　（3）结构灌缝粘接强度高，韧性及抗冲击性好。 

　　（4）独特的高性能聚合物增韧改性技术，耐冲击、抗疲劳，特别适合于桥梁、码头等动荷载加固。 

　　（5）抗老化性及耐介质（酸、碱及水等）性好。 

　　（6）固化温度范围广，环境温度-5℃以上可很好固化。 

　　（7）配胶比例较宽，便于现场操作。 

　　（8）可操作时间长，使用方便。 

　　5．2．2适用条件 

　　（1）广泛应用于混凝土桥梁、房屋、水利、路面等工程中裂缝注胶修补，混凝土非活动细小裂缝（缝宽0.1～2mm）补强注胶修补。 

　　（2）混凝土内部蜂窝、疏松等缺陷的补强注胶修补。 

　　（3）施工环境干燥、通风，粘贴面洁净、干燥、无油污。 

　　（4）固化环境温度不低于-15℃。 

　　 技术性能要求 

　　丙烯酸酯裂缝修补胶技术性能符合国家标准《混凝土结构加固设计规范》（GB 50367-2006）和交通部行业标准《公路桥梁加固设计规范》（JTG/T J22-2008）要求。 

　　5．2．3使用方法与施工要点 

　　（1）裂缝调查 

　　全面查清裂缝的性质（裂缝的长度、宽度、深度、走向、贯穿及漏水情况），以便确定处理方案。 

　　（2）裂缝处理 

　　对较小的混凝土构件裂缝，用钢丝刷等工具清除混凝土裂缝表面的灰尘、浮渣及松散层等污物，刷去浮灰；用酒精或丙酮沿着裂缝两侧2-3cm范围擦拭干净。 

　　 对稍大的混凝土构件中较深的裂缝，为达到有效封缝，可沿裂缝凿“V”形槽。 

　　 对体积较大的混凝土构件或较深的裂缝，可沿裂缝采取钻孔灌浆，以使浆液进入裂缝有更广的通路。 

　　（3）设置灌浆嘴 

　　在裂缝的交错处、裂缝较宽处及裂缝端部等位置必须设置灌浆嘴。灌浆嘴的间距可根据裂缝大小、走向及结构形式而定，一般灌浆嘴间距为30-50cm。在一条裂缝上必须设置有进浆口、排气口或出浆口。灌浆嘴可先采用裂缝封闭胶粘贴在预定位置，也可在封缝时一同粘贴。应特别注意防止堵塞灌浆嘴。 

　　（4）封缝 

　　 封缝质量的好坏直接影响灌浆效果与质量，应特别予以重视。裂缝的封闭可使用裂缝封闭胶，按推荐配胶比例称取并调配出裂缝封闭胶，用油灰刀沿裂缝往复涂刮后均匀涂抹一层厚约1-2mm、宽不小于30mm的胶泥，注意防止小气泡或密封不严。