混凝土桥梁裂缝检测技术探析

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1、混凝土桥梁裂缝检测技术探析摘要：混凝土桥梁是目前桥梁构造的基本，由于时间、天气、地理位置及超负荷承载、收缩、地基地形的改变等客观因素的影响，各地桥梁裂缝的现象普遍存在。本文主要针对这一现象的检测技术及修补方法进行探讨研究。关键词：混凝土桥梁；裂缝；检测中图分类号：U448.33文献标识码：A文章编号：一、荷载裂缝控制问题与桥墩裂缝检测分析1•荷载裂缝控制问题荷载裂缝一般指结构在工作年限内由于荷载作用下，包括静荷载，动荷载，移动荷载作用下结构受压，受拉，弯曲,剪切变形引起的各种裂缝，也称第一类荷载裂缝。在我国，由

2、于近几年国民经济快速发展，对铁路运输提出了较高要求。早期修建的铁路在运力和速度方面不能满足现时经济发展要求。个别桥梁混凝土强度设计偏低，配筋量不足导致墩身出现裂缝。某些桥梁由于经济条件所限，曲线半径偏小,裂车提速后产生过大的离心力，使桥梁产生水平振动，导致顶帽开裂。2、桥墩与托盘顶帽裂缝检测分析实例荷载裂缝的产生主要是外荷引起的桥梁结构裂缝，如某桥墩墩身由于动荷载作用下，交变荷载和移动荷载引起墩身弯曲应力使墩身主筋受力变形与混凝土保护层变形不协调而产生沿主筋方向开裂的竖向裂缝问题，如图1所示。又如某桥由于初期设

3、计的线路中，隧道出口与桥梁轴线形成一定夹角，使线路在此处形成一定的曲线半径。随着国民经济的发展，车速的不断提高，过高车速与过小的曲线半径不相适应而引起桥梁水平振动，其振动水平拉应力使墩身托盘顶帽生开裂，如图2所示。通过检测分析，认为应该通过必要的强度验算，选择合适厚度的钢板粘贴补强措施对托盘顶帽进行加固处理。其次是针对过小的曲线半径，采取降低车速，减小列车通过时引起的桥梁振动。图1某桥墩身裂缝分佈示意图图2某桥托盘顶帽裂缝分佈示意图3•裂缝预防与加固对桥墩采用粘贴碳纤维加固技术，采用专门的树脂将碳纤维粘贴于混凝

4、土结构表面，碳纤维与原结构形成新的受力整体，碳纤维和原钢筋共同承受上部荷载，可降低钢筋应力,使结构达到加固补强效果。粘贴碳纤维加固技术的主要特点是：几乎不增加结构自重和截面尺寸，不改变净空高度，施工方便。对原结构不造成新的损伤，具有良好的耐腐蚀性、耐久性和抗疲劳性。根据受力分析可多层粘结补强。对托盘顶帽裂缝进行环氧树脂胶封闭处理，以防雨水进一步侵蚀。并按混凝土加固有关规程进行必要的强度检算，采用粘贴钢板方法加固。粘贴钢板法是采用特制的结构胶粘剂，将钢板粘贴在钢筋混凝土表面。达到加固和增强原结构的强度和刚度，提高

5、结构的抗拉，抗扭性能。二、大体积混凝土裂缝控制与桥梁承台裂缝检测分析1.大体积混凝土裂缝控制理论分析大体积混凝土一般指几何尺寸大于3m的钢筋混凝土结构，这种结构一般混凝土标号较高，水泥用量较大，收缩变形较大，常出现收缩裂缝。掌握温度收缩作用是控制裂缝的主要因素。其次，控制裂缝还必须考虑钢筋的作用，一般大型结构混凝土配筋率均在0.5%以上。钢筋在温度作用下的变形与混凝土的温度变形不协调。水化热温升较高，降温散热较快，收缩与降温共同作用下是引起混凝土裂缝的主要因素。大体积混凝土裂缝控制问题一般属温度裂缝问题。一些学

6、者对温度裂缝控制做过不少研究，如文献作者研究发现，大体积混凝土浇注过程中，混凝土由初始温度升温，中心温度较高，两侧温度由于冷却而降低，里外温差为T0,则冷却状态的温度分佈曲线为：T(y)=T(l-)在边界上T(y)y二h二0在中心处T(y)y-O=TO根据弹性理论平面应力分析，可得混凝土温度应力：-)根据格林菲斯断裂力学理论，当x(Y)超过混凝土抗拉强度R(t)时便引起垂直裂缝，对温度裂缝控制进行了数值模拟。通过模拟得到了裂缝形成的机理，裂缝形成扩展与温度关系。指出早期混凝土温升较快，存在混凝土开裂风险。2、某

7、桥梁承台裂缝检测分析图3为某桥梁承台浇注拆模后出现的裂缝。由于该承台于冬季施工，施工后混凝土表面的防寒保温措施不到位。使混凝土凝固初期内外温差过大，在混凝土表面形成张开裂缝。图3承台表面的张开裂缝3.降低混凝土温度应力，防止裂缝产生的措施在大体积混凝土中，温度变化引起的应力对结构具有重要影响。有时温度应力往往超过普通静力及动力荷载引起的应力。因此，掌握温度应力的变化规律尤为重要。控制温度应力，防止裂缝开展是技术上的关键问题，通过降低温度应力和提高混凝土的极限拉伸强度。在浇注前要避勉材料过热，浇注后保温，降低温度

8、应力。具体方法可采取保温及缓慢降温方法减少混凝土表面的急剧热扩散，延长混凝土散热时间，防止形成过大的温差而引起表面裂缝。其次要提高混凝土的极限拉伸，缓慢降温可充分发挥混凝土的应力松驰效应，提高抗拉性能。另外要严格控制砂石质量，限制含泥量,正确选用混凝土级配，适当掺用添加剂，减少用水量，改进浇注工艺，提高混凝土强度等措施。针对上述大体积混凝土裂缝问题，建议在用料上进一步优化，最好采用普通