论文部分内容阅读
广东华路交通科技有限公司 510550
摘要：钢筋砼连续箱梁梁体出现裂缝已成为营运高速公路钢筋砼连续箱梁桥梁的一种普遍性病害，结合对广东粤东某高速公路多年的检测工作，对该高速公路钢筋砼连续箱梁桥梁梁体出现裂缝所产生的原因进行分析，探讨提出该类病害的处治方法。
关键词：钢筋砼连续箱梁；梁体裂缝；成因分析；处治措施
0 引言
目前在我国的高速公路建设中，钢筋砼连续箱梁已经被广泛应用。然而，随着我国经济的快速发展，高速公路的交通量也越来越大，重载车也随之增多，受荷载冲击等因素的影响，钢筋砼连续箱梁底板、腹板及翼板出现了裂缝，且部分裂缝相连接，形成了“L”型或“U”型裂缝，这对桥梁结构使用的安全性和耐久性造成严重的影响。
广东粤东某高速公路作为广东省通往山区高速公路的重点项目之一，自2003年建成通车以来，随着通车时间增长、交通量的增长以及重载车辆的增加，该高速公路钢筋砼连续箱梁的桥梁梁体出现了不同程度的裂缝，且病害的发展有日益严重化的趋势。
为此，本文在分析钢筋砼连续箱梁病害特征的基础上，结合该高速公路钢筋砼连续箱梁病害处治及处治后的检测工程实践，探讨提出钢筋砼连续箱梁裂缝的处治方法。
1 钢筋砼连续箱梁梁体裂缝特征分析
通过对粤东某高速公路钢筋砼连续箱梁桥梁的检查发现其底板、腹板及翼板均出现不同程度的裂缝，结合检查结果进行分析，产生裂缝的钢筋砼连续箱梁具体以下特征：
（1）在出现裂缝的钢筋砼连续箱梁桥梁中，底板横裂多数分布在梁体的1/4L～3/4L处，裂缝宽度在0.08～0.14mm之间，呈密集断续通长分布，裂缝间距为15～25cm，且靠近腹板侧的裂缝宽度比较大；底板部分裂缝与腹板竖裂或翼板横裂相连，形成“L”型或“U”型裂缝；采用钢筋保护层测试仪对底板的钢筋进行扫测发现出现横向裂缝多数为底板横向钢筋对应处。
（2）腹板竖裂也多数分布在梁体的1/4L～3/4L处，裂缝宽度在0.1～0.26mm之间，裂缝多数呈下宽上窄分布，且跨中附近的裂缝宽度比较大，部分裂缝与底板及翼板裂缝相连。
（3）翼板裂缝分布较为分散，多数位于模板缝附近或是模板缝中部，裂缝靠近腹板顶部附近宽度比较大。
2 钢筋砼连续箱梁无损检测结果
为进一步了解梁体产生裂缝的原因，对产生裂缝的桥梁进行了无损检测，以便根据检测结果对裂缝进行分析，检测结果具体如下：
（1）钢筋砼连续箱梁混凝土设计强度为C30，采用回弹法测量梁体的混凝土强度，其混凝土实测强度均大于设计强度，混凝土强度满足设计要求，但砼强度分布比较不均匀。
（2）测量了箱梁的钢筋分布情况及净保护层，检测结果表明钢筋间距和设计基本吻合，但钢筋净保护层厚度与设计值相比局部略显偏薄。
（3）对混凝土的裂缝深度进行了测量，检测结果表明裂缝深度多数在3～5mm之间，个别裂缝最大深度为10mm，属于结构物的浅表层裂缝。
3 钢筋砼连续箱梁裂缝主要成因分析
3.1 设计方面的原因
（1）该高速公路原设计标准所采用的荷载标准为《公路桥梁设计通用规范》汽车- 超20，挂车- 120 的设计荷载标准值。然而，随着我国经济的快速发展，交通量日益增大，通行于该高速公路桥梁的荷载也越来越大，超载现象时有发生，在不断增大的交通量和超限运输重载冲击作用下，跨中梁底及附近承受较大正弯矩致使梁体出现开裂现象。
（2）由于连续箱梁骨架钢筋多，骨架钢筋的安装位置、箍筋制作、安装等均难达到设计要求，导致箱梁各肋钢筋骨架受力状态存在人为的不均匀与不一致，降低结构的承载能力，同时骨架钢筋内的砼难以振实，箱梁砼强度不均匀是一个比较突出的问题，既影响钢筋与砼粘结力，也影响箱梁的总体刚度，使箱梁的实际承载能力降低[4]。
3.2 施工方面的原因
（1）连续箱梁是通过搭设满堂支架进行现浇施工，施工时未按设计要求对支架采用全段预压就进行浇筑砼，导致支架随着浇筑砼重量的加大而发生不均匀下沉和变形而产生裂缝；在浇筑完后拆除支架的施工阶段中，如控制不到位，会造成跨中弯矩急剧增大，从而导致底板及腹板裂缝的产生，尤其跨中裂缝会居多。
（2）在施工过程中未严格按照设计要求进行绑扎钢筋及布置混凝土垫块，在浇筑混凝土过程中使得钢筋出现下落现象，致使实际钢筋净保护层厚度比设计厚度薄。
3.3 混凝土自身因素影响
钢筋砼连续箱梁浇筑混凝土的顺序为：先浇注底、腹板，再浇注顶板、翼板，此时底板及腹板已完成了早期的收缩和徐变，不再参与后浇混凝土的变形，后浇注的翼板混凝土在干缩过程中受到腹板混凝土的约束而形成横向开裂。
4 裂缝处理及加固措施
4.1 主要处治措施
针对该高速公路钢筋砼连续箱梁梁体产生裂缝的实际情况，结合已有的桥梁加固设计方案，采取的加固措施主要有：
（1）对宽度小于0.15mm的裂缝采用环氧砂浆进行表面封闭处理，具体措施如下：
① 用刷子沿裂缝走向清理宽约5厘米范围的混凝土表面，仔细清除水泥浮渣、灰尘，若混凝土表面质量不良、缝两侧有较多龟裂，则清理至8～10厘米宽。
② 用锤子和钢钎凿除缝两侧疏松的混凝土块和砂粒，露出坚实的混凝土表面。
③ 根据封缝环氧砂浆的配合比，配制好环氧砂浆进行封闭处理。
（2）对宽度大于等于0.15mm的裂缝采用压力注浆法进行灌浆处理，具体措施如下：
① 测量裂缝宽度，同时确定注浆咀的位置，并预先贴上胶布，当裂缝宽度在0.1～1mm时咀间距15～35cm，按裂缝越细间距越小的原则考虑，每条裂缝不少于2个注浆咀。
② 配置封缝用浆，对裂缝进行封闭处理，对贯通的裂缝，要同时对两侧进行封闭。
③ 揭去设咀处的胶布，将注浆咀跨缝粘牢，待粘咀胶硬化后重新在注浆咀及裂缝上再刷一次封缝浆，以达到不露浆的要求。
④ 配制注缝浆，然后对裂缝进行灌注，当相邻的注浆咀流出浆液时说明两咀间裂缝已注满浆。
（3）底板横裂及腹板竖裂多属于钢筋混凝土箱梁的正常受力裂缝，虽然普通钢筋混凝土构件允许带裂缝工作，但考虑到底板裂缝比较密集，故对存在比较密集裂缝的桥跨，采用粘贴钢板进行补强处理，具体措施如下：
① 对混凝土表面进行修补，然后根据设计图纸的要求在被粘结的混凝土表面放出钢板位置大样，并对接合面进行表面处理。
② 根据设计图纸放出钻孔位置，钻孔并植埋螺栓。
③ 配制结构胶，安装并固定钢板，再用胶泥封边处理。
④ 将粘钢灌注胶注入到钢板和混凝土的空隙中，直到所有排气管均有胶液流出，检验确认钢板粘贴固化密实后，对钢板外露面防腐处理。
4.2 施工注意事项
（1）对裂缝表面封闭处理的需清除混凝土表面的油污，灰尘，且封闭裂缝时需刷两遍。
（2）对裂缝进行灌缝处理的每次配浆不宜多配，避免一次用不完粘度变大失效，注浆时应该按从下往上的顺序进行灌水。
（3）粘贴钢板注意事项如下：
① 应对混凝土对接合面进行凿毛，至少凿除6mm 厚表层，直至完全露出新鲜面并用压缩空气除去粉尘。
② 对钢板接合面进行打磨直至露出金属光泽，打磨纹路应与钢板受力方向垂直。
③ 在钻孔前应探明主筋的位置，避免打孔时碰及钢筋。
④ 在注胶过程中，应该用橡皮锤敲打钢板以确认是否灌注密实。
⑤ 钢筋安装后，至灌注粘钢胶时，时间不得超过24小时，以保证钢
摘要：钢筋砼连续箱梁梁体出现裂缝已成为营运高速公路钢筋砼连续箱梁桥梁的一种普遍性病害，结合对广东粤东某高速公路多年的检测工作，对该高速公路钢筋砼连续箱梁桥梁梁体出现裂缝所产生的原因进行分析，探讨提出该类病害的处治方法。
关键词：钢筋砼连续箱梁；梁体裂缝；成因分析；处治措施
0 引言
目前在我国的高速公路建设中，钢筋砼连续箱梁已经被广泛应用。然而，随着我国经济的快速发展，高速公路的交通量也越来越大，重载车也随之增多，受荷载冲击等因素的影响，钢筋砼连续箱梁底板、腹板及翼板出现了裂缝，且部分裂缝相连接，形成了“L”型或“U”型裂缝，这对桥梁结构使用的安全性和耐久性造成严重的影响。
广东粤东某高速公路作为广东省通往山区高速公路的重点项目之一，自2003年建成通车以来，随着通车时间增长、交通量的增长以及重载车辆的增加，该高速公路钢筋砼连续箱梁的桥梁梁体出现了不同程度的裂缝，且病害的发展有日益严重化的趋势。
为此，本文在分析钢筋砼连续箱梁病害特征的基础上，结合该高速公路钢筋砼连续箱梁病害处治及处治后的检测工程实践，探讨提出钢筋砼连续箱梁裂缝的处治方法。
1 钢筋砼连续箱梁梁体裂缝特征分析
通过对粤东某高速公路钢筋砼连续箱梁桥梁的检查发现其底板、腹板及翼板均出现不同程度的裂缝，结合检查结果进行分析，产生裂缝的钢筋砼连续箱梁具体以下特征：
（1）在出现裂缝的钢筋砼连续箱梁桥梁中，底板横裂多数分布在梁体的1/4L～3/4L处，裂缝宽度在0.08～0.14mm之间，呈密集断续通长分布，裂缝间距为15～25cm，且靠近腹板侧的裂缝宽度比较大；底板部分裂缝与腹板竖裂或翼板横裂相连，形成“L”型或“U”型裂缝；采用钢筋保护层测试仪对底板的钢筋进行扫测发现出现横向裂缝多数为底板横向钢筋对应处。
（2）腹板竖裂也多数分布在梁体的1/4L～3/4L处，裂缝宽度在0.1～0.26mm之间，裂缝多数呈下宽上窄分布，且跨中附近的裂缝宽度比较大，部分裂缝与底板及翼板裂缝相连。
（3）翼板裂缝分布较为分散，多数位于模板缝附近或是模板缝中部，裂缝靠近腹板顶部附近宽度比较大。
2 钢筋砼连续箱梁无损检测结果
为进一步了解梁体产生裂缝的原因，对产生裂缝的桥梁进行了无损检测，以便根据检测结果对裂缝进行分析，检测结果具体如下：
（1）钢筋砼连续箱梁混凝土设计强度为C30，采用回弹法测量梁体的混凝土强度，其混凝土实测强度均大于设计强度，混凝土强度满足设计要求，但砼强度分布比较不均匀。
（2）测量了箱梁的钢筋分布情况及净保护层，检测结果表明钢筋间距和设计基本吻合，但钢筋净保护层厚度与设计值相比局部略显偏薄。
（3）对混凝土的裂缝深度进行了测量，检测结果表明裂缝深度多数在3～5mm之间，个别裂缝最大深度为10mm，属于结构物的浅表层裂缝。
3 钢筋砼连续箱梁裂缝主要成因分析
3.1 设计方面的原因
（1）该高速公路原设计标准所采用的荷载标准为《公路桥梁设计通用规范》汽车- 超20，挂车- 120 的设计荷载标准值。然而，随着我国经济的快速发展，交通量日益增大，通行于该高速公路桥梁的荷载也越来越大，超载现象时有发生，在不断增大的交通量和超限运输重载冲击作用下，跨中梁底及附近承受较大正弯矩致使梁体出现开裂现象。
（2）由于连续箱梁骨架钢筋多，骨架钢筋的安装位置、箍筋制作、安装等均难达到设计要求，导致箱梁各肋钢筋骨架受力状态存在人为的不均匀与不一致，降低结构的承载能力，同时骨架钢筋内的砼难以振实，箱梁砼强度不均匀是一个比较突出的问题，既影响钢筋与砼粘结力，也影响箱梁的总体刚度，使箱梁的实际承载能力降低[4]。
3.2 施工方面的原因
（1）连续箱梁是通过搭设满堂支架进行现浇施工，施工时未按设计要求对支架采用全段预压就进行浇筑砼，导致支架随着浇筑砼重量的加大而发生不均匀下沉和变形而产生裂缝；在浇筑完后拆除支架的施工阶段中，如控制不到位，会造成跨中弯矩急剧增大，从而导致底板及腹板裂缝的产生，尤其跨中裂缝会居多。
（2）在施工过程中未严格按照设计要求进行绑扎钢筋及布置混凝土垫块，在浇筑混凝土过程中使得钢筋出现下落现象，致使实际钢筋净保护层厚度比设计厚度薄。
3.3 混凝土自身因素影响
钢筋砼连续箱梁浇筑混凝土的顺序为：先浇注底、腹板，再浇注顶板、翼板，此时底板及腹板已完成了早期的收缩和徐变，不再参与后浇混凝土的变形，后浇注的翼板混凝土在干缩过程中受到腹板混凝土的约束而形成横向开裂。
4 裂缝处理及加固措施
4.1 主要处治措施
针对该高速公路钢筋砼连续箱梁梁体产生裂缝的实际情况，结合已有的桥梁加固设计方案，采取的加固措施主要有：
（1）对宽度小于0.15mm的裂缝采用环氧砂浆进行表面封闭处理，具体措施如下：
① 用刷子沿裂缝走向清理宽约5厘米范围的混凝土表面，仔细清除水泥浮渣、灰尘，若混凝土表面质量不良、缝两侧有较多龟裂，则清理至8～10厘米宽。
② 用锤子和钢钎凿除缝两侧疏松的混凝土块和砂粒，露出坚实的混凝土表面。
③ 根据封缝环氧砂浆的配合比，配制好环氧砂浆进行封闭处理。
（2）对宽度大于等于0.15mm的裂缝采用压力注浆法进行灌浆处理，具体措施如下：
① 测量裂缝宽度，同时确定注浆咀的位置，并预先贴上胶布，当裂缝宽度在0.1～1mm时咀间距15～35cm，按裂缝越细间距越小的原则考虑，每条裂缝不少于2个注浆咀。
② 配置封缝用浆，对裂缝进行封闭处理，对贯通的裂缝，要同时对两侧进行封闭。
③ 揭去设咀处的胶布，将注浆咀跨缝粘牢，待粘咀胶硬化后重新在注浆咀及裂缝上再刷一次封缝浆，以达到不露浆的要求。
④ 配制注缝浆，然后对裂缝进行灌注，当相邻的注浆咀流出浆液时说明两咀间裂缝已注满浆。
（3）底板横裂及腹板竖裂多属于钢筋混凝土箱梁的正常受力裂缝，虽然普通钢筋混凝土构件允许带裂缝工作，但考虑到底板裂缝比较密集，故对存在比较密集裂缝的桥跨，采用粘贴钢板进行补强处理，具体措施如下：
① 对混凝土表面进行修补，然后根据设计图纸的要求在被粘结的混凝土表面放出钢板位置大样，并对接合面进行表面处理。
② 根据设计图纸放出钻孔位置，钻孔并植埋螺栓。
③ 配制结构胶，安装并固定钢板，再用胶泥封边处理。
④ 将粘钢灌注胶注入到钢板和混凝土的空隙中，直到所有排气管均有胶液流出，检验确认钢板粘贴固化密实后，对钢板外露面防腐处理。
4.2 施工注意事项
（1）对裂缝表面封闭处理的需清除混凝土表面的油污，灰尘，且封闭裂缝时需刷两遍。
（2）对裂缝进行灌缝处理的每次配浆不宜多配，避免一次用不完粘度变大失效，注浆时应该按从下往上的顺序进行灌水。
（3）粘贴钢板注意事项如下：
① 应对混凝土对接合面进行凿毛，至少凿除6mm 厚表层，直至完全露出新鲜面并用压缩空气除去粉尘。
② 对钢板接合面进行打磨直至露出金属光泽，打磨纹路应与钢板受力方向垂直。
③ 在钻孔前应探明主筋的位置，避免打孔时碰及钢筋。
④ 在注胶过程中，应该用橡皮锤敲打钢板以确认是否灌注密实。
⑤ 钢筋安装后，至灌注粘钢胶时，时间不得超过24小时，以保证钢