桥梁盖梁裂缝原因分析及处理方法

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1、桥梁盖梁裂缝原因分析及处理方法中国二十治集团有限公司王湫 王瑜摘 要：本丈以某高逑公路特大桥为例，阐述了桥梁盖梁裂缝发生的原因和处理方法，为以后类似的工程提供参考。 关镀词：大桥 . 盖梁裂缝 . 原因分析. 处理方法护坡釆用 7.5 #浆砌片石。1x 工程概述墩台悄.立柱釆用C30混凝土 .桩基础均釆用C2 5混凝土,菜爲速公路一座特大桥，桥梁全长 10 14.04m,该桥位于R二3003. 284m的平曲线上，内.外侧 平曲 线由空心板悬臂长度的变化来形成。纵向布置 为 23X20+1 X30+4 X37.5 + 1 X 30+17X20 m;横向布置为 2 X0? 5 m （护栏） +

2、1 1. 0 m （行车 道） +1.0m （护栏） +0. 5 m （分隔带） , 桥面全宽 26. O m,桥面净宽2X11.0 m,分左右两幅，桥面 设单向 2%的横坡。设计荷载为汽车 -超20级、挂车 -1 20 o上部结构釆用 C50 预应力混凝土空心板。桥面 设 10 cm 厚 C25 水泥混凝土和 6 cm 厚沥青混凝 土。桥面连续， 桥台处设有 SG-40 型伸缩缝。鮫缝 . 防撞墙釆用 C25 混凝 土。下部结构采用桩柱式 （3 柱）墩台、钻孔滚注桩基础。2、23#、29#墩盖渠裂缝 在竣工验收前对全线的桥梁进行的定期检查中， 发现 23#、29#墩盖梁有不同程度的裂缝。盖梁

3、侧 面均有较长斜 向裂缝，多数已贯穿盖梁顶面。 其中右 幅 23# 墩有 27 条裂 缝，超限的有7条，最宽1.9 mm;左幅23#墩15条裂缝， 趨限4条，就宽0. 73 m m;右幅29#墩有13条裂缝，超限 4条，最宽3 m m :左幅29#墩有8条裂缝，没有超限。需 对桥梁裂 缝成因进行分析并进行修补。裂缝照片见图 1o（.嚥片1） R23#盖梁开 裂供片2R23#盖畫开裂（奥片3） R29# JL弟大面枳开裂碗损（杭州 *0俄片4）R29#盖桀腔产車开裂（浦东侧）3. 裂缝原因分析3? 1裂缝的类型及发生原因针对裂缝问題，一方面立刻组织技术人员到现场对整个大桥逐桩进行排查，对提出的问

4、题进行现 场确认，同 时组织人员调阅存档的施工原始记录，查阅相关资料，与当时的项目部施工人员进行讨论，分析可能导致盖梁裂缝的原因有如下几种：盖梁较浅的竖向表面短细裂缝一般是由于温差和混凝土收缩引超的，这种裂缝呈中间大两头逐渐变小趁势；宽度较大的竖向深层裂缝是由于局部应力集中造成的竖向劈裂，这种裂缝一般由盖梁顶部 向下发展，裂缝宽度呈 上头大下头逐渐变小趁势。盖梁最大拉应力位于桥墩顶处 上缘.所以盖梁墩顶处 上缘沿纵向裂缝与承受的作用力有关，为受力裂缝。 盖梁上缘其它部位拉应力处于较低的水 平，因此此 类裂缝不是受力裂缝，是由于温差和混凝土收 缩引 起的。此外，在悄梁端头由于受雨水和大气的影响，

5、 使钢筋局部锈蚀，而使混凝土产生一些有规則和无規则裂缝，进而腐蚀粉化影响梁的使用寿命。1）於收缩引起的裂缝；混凝土自身特性是产生裂缝的重要因素。由于混凝土的物理、化学性质决定了早期收缩将导致表面裂缝的发生。进入披化阶段，由于桥墩盖梁混凝 土体积较大，水化 热将使内外产生温差效应，这 是导致盖梁竖向裂缝产生的 一个重要原因。由于养 护不及时，不到位也会使於发生自 身收缩，使盖梁发生裂缝梁交接处，由于空心板侧和现浇箱梁侧盖梁商皮不一，且具体施工时间见下表序号部位腔浇筑时问温V现浇箱梁施工施工时间2）材料和外界环境温厦的影响。水泥的成分变化及以种外加剂如早强剂.减水齐帕勺使 用，以及由于外界环境的变

6、化和影响，有害离子与混凝土骨料之间的反应，更容易造成混凝 土的开裂。腔浇筑后， 水泥水化放热，於温度先升 爲，然后降低，温度降低过程 伴随体枳收缩（热胀冷 缩）。3） 设计方面原因。由于设计规范对桥墩顶帽 局部 受力没有明确的变形裂缝规定，混凝土开裂问 题尚未成为 设计控制指标，并且大多数设计单位普 遍釆用标准图，盖 梁顶面配筋数量不足，导致盖梁 出现裂缝。4）施工工艺质量引起的裂缝施工质量控制不严，标高控制不严，出现支座不 平顺 现象，导致桥墩顶悄受力不均， 将加剧竖向 裂缝的发展。5）荷载作用产生的裂缝在长期运营外力作用下，混凝土的徐变将导致混凝土 的力学性能下降，裂缝的发生和发展也是可

7、能的。外部荷 载的低周长期作用將导致混凝土材料 的低周疲劳条件下 抗拉强度的降低，裂缝更容易发 生。3. 2分析本工程裂缝发生的具体原因通过査阅施工原始记录，23#墩29#墩为现浇箱 梁, 长度为210 m, 1 9#墩？ 23#墩为四跨一联先简 支后连续空 心板，长度为80 m, 29#墩35#墩为6跨一联先简支后连 续空心板，长度为120 m, 1 9#墩和35#墩处设置QMF80 型异型钢伸缩缝，2 3 #墩和29#墩处设置D 1 60型型钢伸 缩缝。出现裂缝 的2 3 #和29#盖梁位于空心板和现浇箱考虑 现浇箱梁侧施工工作面，此处盖梁分两次浇筑於，第 一次浇筑到现浇箱梁施工离度，待现

8、浇箱梁全部施工完成后再浇筑空心板侧剩余盖梁於，2 3#墩和29#墩第一次浇筑盖梁截面尺寸为：1 70cmX130 cm （宽X高），上下主筋是025二 级钢筋，箍 筋为10级钢筋：第二次浇筑盖梁截面尺寸为：59cmX119. 7 cm （宽X商），主筋 是25二级钢筋，腔强 度等级为C3O,现场搅拌站 自行搅拌，二次收浆后开始洒 水覆盖养护，养护时间 不少于7天。现浇箱梁是从23#墩到29#墩顺序施工的，共分 四 段，第一段先施工 23#? 25#,左幅开始安装模 板时间为 2006年1 0月3日，右幅开始安装模板时 间为2006年9 月15日？经过一段时间的支架预压，经现场实际测量，日沉降量

9、小于设计要求后开始安装钢筋。23跨空心板和30 跨空心板釆用汽车吊安装,23跨空心板安装时间为2007 年6月12日，30跨 空心板安装时间为2007年6月13 日，2007年6月16日，距离23#墩和29#墩盖梁第二次 於浇筑时间在7天左右123#墩左補盖梁第一次浇筑牲06. 7. 27室外平均温；t20 C2 3*25#左幅接板安袋2 0 06. 10.3223#墩右血盖婆第一次浇筑牲06. 8. 423跨空心扳安找2007.6. 12329#墩左恼盖淇第一次浇筑腔06. 8.2830跨空心板安菠2007. 6. 1 32007. 6. 16429#墩右幅盂弟第一次浇筑腔06.8 ? 20

10、523#墩左血盖婆第二次浇筑徒07. 6 ? 3室外平均温度2OC623#墩右皿盖婆第二次浇筑徒07. 6. 5729#墩左帕葢梁第二次浇筑徒07? 6.7829#墩右皿盖畫第二次浇筑徒07. 6. 9通过查阅施工原始记录发现.在整个盖梁的施工过程 中，均按照正常的施工工序和过程进行，各项检测项目均合格。从盖梁施工完毕到交工验收整个过程中，都没有裂 缝发生，说明该裂缝为收缩裂缝、 温度裂缝的可能性很小， 检查桥梁支座，支座水平， 不存在受力不均现象。通过观 察裂缝，23#、29 #盖梁两个侧面均有较多斜向裂缝，贯穿 至盖梁底 部，最大缝宽3 mm,且表现为上宽下窄，属于典 型的受力裂缝。经过引

11、发裂缝的原因分析，考虑可能是伸缩缝不能正常伸缩引是，伸缩缝安装是先铺好沥青於路面，再切缝安装伸缩缝，通过现场伸缩缝处检查，盖 梁伸缩缝处塞满 了各种建筑垃圾，通过上面对施工过程的分析和裂缝分布 的分析，推断出盖梁裂缝是 由于建筑垃圾塞满了 L型盖 梁与小箱梁之间预留的 伸缩缝，梁板伸缩收到限制，导致 盖梁开裂，此结论 得到有关专家们的认同。4、裂缝的处理方法首先将引是盖梁裂缝的伸缩缝中杂物淸理干净，确保梁板能正常伸缩，不对盖梁产生水平力，其次分表面细小裂缝和受力裂缝两部分分别进行处理。4. 1表面细小裂缝盖梁表面的细小裂缝(小于0. 2 mm)多是由于 温度 裂缝、水化收缩裂缝以及由于碳化引起

12、的收缩裂缝。这一类裂缝对混凝土的承载力不构成影响，短时间内不会影响其安全性。但对结构的耐久性却 构成危害，通过涂装保护 法来达到保护目的的，对缝 宽小于0. 1 2 mm的裂缝釆用 裂缝修补胶涂刷封闭，缝宽八0.12 mm的裂缝釆用低压滾浆。4. 1.1裂缝封闭施工首先对需进行作业的裂缝位置进行定位，用钢 丝刷 等工具淸除表面灰尘、白灰及松散的浮渣等污 物，再用毛 刷蘸酒精等有机溶剂，把缝两侧 20八3 0 mm处擦弑千净并 保持干燥。然后用环徂树脂胶泥进 行封闭。先在裂缝两侧生小气孔和气 泡,保证封闭可靠(宽2030 mm)涂一层环氧 树脂基液，后抹一层厚1 mm 左右、宽5060 mm的环

13、氧树脂胶泥.抹胶泥时应防止产4. 1. 2 裂缝灌浆施工1) 清缝，打磨裂缝表面，清除缝口表面的松散 杂 物，用 0. 2 MP a 气压压缩空气淸除裂缝打磨范国， 用丙 酮进行清洗，擦淸表面。2) 标注滚胶底座的位置，确定滾胶底座的位置 和 间距，在裂缝端部 . 裂缝交叉处和裂缝较宽处设置 滾胶嘴， 底座间距为 2540 emo3) 埋设滾浆嘴4) 封縫, 裂缝同时封闭，防止裂缝相互贯通而 跑气 跑胶。5) 密封检查， 封缝材料固化后进行检查，从滾浆 眾 中通入气压为 0. 2 MPa 压缩空气 . 检査密封效 果。对漏气 部位进行补封处理。6) 配浆7) 滾浆，观察胶水注入量，加压后前 2

14、 小时每 20 分钟观察一次并做记录，加压 24 小时后拆除注 射器，记 录最终注胶量，取芯检查，判断注胶量是否 到位。8) 养护，养护一昼夜， 若温度过低， 则相应延长 养 护时间。4. 2 受力裂缝这类裂缝是由于结构受力引起，直接影响结构 的安 全性和耐久性。在结构计算的基础上，采用粘贴 钢板(压 力注胶法)与构件混凝土粘接成一体，对结 构进行补强。 4.2? 1 工艺流程：粘钢区域腔表面处理钻孔植埋螺杆待粘贴钢板打孔与表面处理 安装镀锌钢板 封边 灌注结构胶4.2. 2 施工工序1) 表面处理，根据施工图纸的要求并结合现场测量定位，在需粘贴钢板加固於表面放出钢板位置 大样，凿 除需粘贴腔

15、表面的表层砂浆 25 mm, 使粗骨 料外霹，表面 不平的地方凿平，再用钢丝刷淸除表面 浮浆，剔除表层疏 松物，最后用无油压缩空气吹除 表面粉尘，待完全干燥后 用脱脂棉沾丙酮擦拭表面。2) 直埋螺栓，依照设计图纸的要求， 放出需钻孔 的 位置，对照原盖梁图纸，避免姑孔吋碰及钢筋，用 压缩空 气清理孔内浮尘，在用丙酮淸孔，在孔内灌注 2/3 孔深的 结构胶，用丙酮淸洗螺栓，之后安装锚 固螺栓。3) 钢板打孔与表面处理，首先对待粘贴的钢 板进 行下料和打孔，然后对钢板的粘贴面进行除锈 和粗糙处理， 粗糙度越大越好 . 打磨纹路与钢板受力 方向垂直。4) 安裟钢板，将钢板固定在螺栓上， 并保证钢 板

16、与 腔表面的间陳在 3 mm 以上，以确保滾注胶层 的厚度。5) 封边，将注入最粘结在钢板的注入孔上，再 在钢 板角点处及钢板边缘插入排气管，排气管间距 30? 40 cm, 在螺杆上罩上盖婉，然后用钢板封 边胶封闭钢板边缘，完 成封边。6) 漫注结构胶，待封边胶固化后， 用泵将粘钢滾 注 胶从注入嘴滾注至 U 4冈板和腔的空隙中，灌注工作 持续 到所有排气管均有胶液流出。在滚注过程中， 用橡皮锤敲 打钢板以确认是否漫注密实。通过上述处理， 桥梁盖梁裂缝没再继续发展， 恢复了 结构的强度、刚度和稳定性，通过了业主的检 测并顺利通过竣工验收。5. 结语经过以上分析可以得出，在施工过程中特别应 注重 施工原始记录和施工影像资料的收集和保存工 煤孑丈献： 1、 公路桥茉旄工技求规范 (JTG/T F50-2011)3、 钢筋浇疋土桥墩茂加竖向开裂原囚分圻兀加固对寂（宇新乐 .次急娟 ） 扶道建筑. 20074、 桥梁知囲设计施工技术 （刘来君 ?赵小星 ）人氏文通出版社， 2004 作，在本工程实例中正是通过查阅第一手施工资料 . 为 正确找出裂缝原因提供了关键的技术支持。在施 工过程 中，看似细小的部分，对最后整个的施工质量 的影响是 巨大的，所以在施工过程中，必须要加强 管理，严格控 制，以避免类似爭件的再次发生。