3 橋梁加固誤區(qū)之三----發(fā)現(xiàn)裂縫就封堵
中交路橋技術(shù)有限公司總工程師鮑衛(wèi)剛在談到“注意各加固方法的使用環(huán)境和條件”時,指出“目前有一種值得進(jìn)一步商榷的現(xiàn)象,即混凝土結(jié)構(gòu)一旦出現(xiàn)一些裂縫,不論其是結(jié)構(gòu)性裂縫還是非結(jié)構(gòu)性裂縫,就想方設(shè)法地優(yōu)先考慮采用粘貼纖維復(fù)合材料方法將其封閉起來,實則留下了更大的安全隱患”。
“發(fā)現(xiàn)裂縫就封堵”，猶如庸醫(yī)看病“發(fā)現(xiàn)體溫升高就吃退燒藥”。體溫升高是反映身體疾病的重要特征,引起體溫升高的原因是極其復(fù)雜的,如果不分清紅皂白的“發(fā)現(xiàn)體溫升高就吃退燒藥”,不但治不好病,還可能誤疹,嚴(yán)重時是會害死人的。裂縫是反映混凝土結(jié)構(gòu)病害的晴雨表,引起裂縫原因是極其復(fù)雜的,如果不加分析研究，“發(fā)現(xiàn)裂縫就封堵”不僅達(dá)不到預(yù)期的效果，還可能潛藏著突發(fā)性事故的危險。筆者認(rèn)為：處理裂縫首先要了解裂縫,只有對裂縫的性質(zhì)和危害有較深地理解, 才能做“對癥下藥”, 有針對應(yīng)地制定處理方案, 達(dá)到預(yù)期加固效果。
3.1混凝土結(jié)構(gòu)裂縫類型和成因[4]
混凝土結(jié)構(gòu)的裂縫是由材料內(nèi)部的初始缺陷、微裂縫的擴(kuò)展而引起的。引起裂縫的原因很多，可歸納為結(jié)構(gòu)性裂縫（又稱為荷載裂縫）非結(jié)構(gòu)性裂縫（又稱非荷載裂縫）兩大類：
(1) 結(jié)構(gòu)性裂縫
結(jié)構(gòu)性裂縫是由于結(jié)構(gòu)受到外荷載的作用，導(dǎo)致混凝土內(nèi)部產(chǎn)生的拉應(yīng)力達(dá) 到混凝土極限拉強(qiáng)度，使混凝土產(chǎn)生的裂縫。對于橋梁工程中大一量采用受彎構(gòu)件而言，結(jié)構(gòu)性裂縫主要表現(xiàn)為彎曲裂縫和剪切裂縫兩種形式：
① 彎曲裂縫
彎曲裂縫是指在彎矩作用下，因拉應(yīng)力過大而產(chǎn)生的裂縫。一般出現(xiàn)在承受 彎矩較大梁段的受拉區(qū)，如簡支梁跨中梁段下緣受拉區(qū)，連續(xù)梁跨中梁段下緣和支座處上緣的受拉區(qū)。對縱向受力鋼筋配置較少的個別部分，也有可能因拉應(yīng)力過大產(chǎn)生彎曲裂縫。對板梁橋（實心板梁，空心板梁）而言，由拉應(yīng)力過大而產(chǎn)生的彎曲裂縫，一般表現(xiàn)為在板的跨中梁段底面出現(xiàn)若干條大致平行分布的橫橋向裂縫。對T梁橋（或箱梁橋）而言，由拉應(yīng)力過大而產(chǎn)生的彎曲裂縫，一般表現(xiàn)為在梁的跨中梁段的腹板（梁肋）上出現(xiàn)若干條大致平行布置，且與底面貫通的豎直裂縫.豎直裂縫在腹板（梁肋）上的延伸長度一般不超過梁高的一半。圖中①所示的跨中截面附近下緣受拉區(qū)由拉應(yīng)力引起的豎向裂縫，是最常見的結(jié)構(gòu)性彎曲裂縫。在正常設(shè)計和使用情況下，裂縫寬度不大，間距較密，分布均勻。
② 剪切裂縫
剪切裂縫是指在剪力或剪力與彎矩共同作用下，因主拉應(yīng)力過大在腹板（梁肋）兩側(cè)產(chǎn)生的斜裂縫，一般出現(xiàn)在承受剪力較大的支點附近截面及同時承受剪力和彎矩均較大的梁段。另外，梁的抗剪配筋薄弱處也可能出現(xiàn)剪切斜裂縫。
剪切斜裂縫的特征是在腹板（梁肋）兩側(cè)基本上對稱布置，傾斜角度為30～50°，傾斜方向與主壓應(yīng)力跡線方向一致（即與斜筋布置方向相垂直）,大致在梁高一半處裂縫寬度最大�？拷c附近截面的斜裂縫向下延伸長度不大，一般不與底面貫通�？鐝絻�(nèi)梁段，受彎 矩的影響較大，斜裂縫向下延伸長度較大，有可能與底面貫通，形成彎剪斜裂縫。
(2)非結(jié)構(gòu)性裂縫
混凝土的非結(jié)構(gòu)性裂縫根據(jù)其形成的時間可分為：混凝土硬化前裂縫、硬化過程裂縫和完全硬化后裂縫。非結(jié)構(gòu)性裂縫的產(chǎn)生受混凝土材料組成、澆筑方法、養(yǎng)護(hù)條件和使用環(huán)境等多種因素影響。工程中常見的非結(jié)構(gòu)性裂縫有：收縮裂縫、溫度裂縫、銹脹裂縫和堿骨料反應(yīng)引起的裂縫等。
調(diào)查資料表明[27]，在兩類裂縫中以變形引起的裂縫占主導(dǎo)的約占80%，以荷載引起的裂縫占主導(dǎo)的約占20%，有時兩類裂縫融在一起兩類裂縫有明顯的區(qū)別，危害效果也不相同。
3.2裂縫分析是裂縫危害性評定、裂縫修補(bǔ)和加固的依據(jù)。
對裂縫原因的分析是裂縫危害性評定、裂縫修補(bǔ)和加固的依據(jù)，若對裂縫不經(jīng)分析研究就盲目進(jìn)行處理，僅達(dá)不到預(yù)期的效果，還可能潛藏著突發(fā)性事故的危險。
混凝土結(jié)構(gòu)裂縫分析是非常復(fù)雜的問題。首先應(yīng)區(qū)分結(jié)構(gòu)性裂縫與非結(jié)構(gòu)性裂縫，對結(jié)構(gòu)性裂縫的判斷，應(yīng)以結(jié)構(gòu)受力分析為基點，綜合考慮結(jié)構(gòu)設(shè)計、施工和養(yǎng)護(hù)管理情況的影響，找出產(chǎn)生裂縫的受力機(jī)理；對非結(jié)構(gòu)性裂縫的判斷，應(yīng)綜合考慮結(jié)構(gòu)施工和使用期間環(huán)境因素影響和材料組成分析及構(gòu)造細(xì)節(jié)處理情況。在實際工程中有些裂縫是由多種因素綜合作用產(chǎn)生的，應(yīng)特別注意綜合考慮具體分析。
(1)結(jié)構(gòu)性裂縫的處理
對結(jié)構(gòu)性裂縫的處理,首先應(yīng)依據(jù)裂縫的危害程度,采取不同的處理方法。眾所周知,對鋼筋混凝土結(jié)構(gòu)而言,在使用荷載作用下,出現(xiàn)規(guī)則的結(jié)構(gòu)性裂縫是正常的,只要裂縫寬度小于規(guī)范規(guī)定的限值是允許的，對于這種情況一般可不做處理。鋼筋混凝土結(jié)構(gòu)出現(xiàn)的結(jié)構(gòu)性裂縫寬度過大,預(yù)示結(jié)構(gòu)的承載力不足；預(yù)應(yīng)力混凝土結(jié)構(gòu)出現(xiàn)的結(jié)構(gòu)性裂縫,預(yù)示結(jié)構(gòu)的預(yù)應(yīng)力不足,結(jié)構(gòu)抗裂性和承載力下降。對于這種情況,首要的問題是如何進(jìn)行加固補(bǔ)強(qiáng),提高結(jié)構(gòu)承載力,確保結(jié)構(gòu)的安全運(yùn)營。對寬度較大的結(jié)構(gòu)性裂縫單純采用粘貼碳纖維布方法進(jìn)行封堵,對提高結(jié)構(gòu)承載力的作用是十分有限的,解決不了承載力不足問題, 更為嚴(yán)重的是后粘貼碳纖維布掩蓋了裂縫的發(fā)展,潛藏著生發(fā)突性事故的危險。
(1)非結(jié)構(gòu)性裂縫的處理
加固工程中常見的非結(jié)構(gòu)性裂縫有：收縮裂縫、銹脹裂縫和堿骨料反應(yīng)引起的裂縫等。
① 混凝土收縮裂縫處理
混凝土收縮裂縫是不可避免的,但是其危害程度是可以通過采用構(gòu)造和施工措施加以控制的。對己出現(xiàn)的收縮裂縫,應(yīng)依據(jù)不同的裂縫寬度采用不同處理方法:對寬度大于0.4mm的裂縫和局部破損，可采用含有水泥基滲透結(jié)晶型防水材料的半干料團(tuán)（可添加適當(dāng)?shù)牧Ａ希┨顫M裂縫和局部缺陷空穴壓，然后再在其上涂刷一遍防水涂料;對于裂縫寬度小于0.4mm的裂縫，可采用局部涂刷水泥基滲透結(jié)晶型防水涂料的辦法進(jìn)行封堵。
② 銹脹裂縫處理
銹脹裂縫是指鋼筋腐蝕后，由于腐蝕體積物體積膨脹作用產(chǎn)生的順筋裂縫。對銹脹裂縫的處理,首先應(yīng)對造成鋼筋腐蝕的原因進(jìn)行判斷分析, 應(yīng)特別注意從造成鋼筋腐蝕的源頭上采取措施，預(yù)防此類問題的再發(fā)生。
過渡墩柱和蓋梁鋼筋銹脹裂縫處理的基本思路是:從改進(jìn)伸縮縫設(shè)計入手,采用綜合措施，從源頭上解決鋼筋腐蝕問題。主要措施是：
① 除銹封縫處理 鑿除裂縫周邊的破損混凝土,清除鋼筋上的浮銹,在鋼筋上涂抹阻銹劑,然后用含有水泥基滲透結(jié)晶型防水材料的半干料團(tuán)（可添加適當(dāng)?shù)牧Ａ希┨顫M裂縫和局部缺陷空穴。
②改進(jìn)伸縮縫的結(jié)構(gòu)設(shè)計，提高伸縮縫的止水性，必要時在伸縮縫的下面設(shè)置引水板，將漏水引到蓋梁和墩柱的外面。
③ 過渡墩蓋梁頂面設(shè)置防水層，并設(shè)置雙向排水橫坡，防止水份在蓋梁頂面 堆積。在蓋梁臺帽的底面設(shè)置“滴水”(或擋水板)，防止漏水沿墩柱表面流敞。
結(jié) 束 語
上述橋梁加固中存在的三個問題帶有普遍性,特別是擔(dān)負(fù)大量中、小橋養(yǎng)護(hù)、維修與管理的基層單位,技術(shù)力量薄弱,存在的問題更為嚴(yán)重。解決這一問題，必須從加強(qiáng)對橋梁加固設(shè)計特殊性的認(rèn)識和加固作用機(jī)理分析入手，提高工程技術(shù)人員和領(lǐng)導(dǎo)決策層的理論認(rèn)識水平。理性認(rèn)識才能認(rèn)清事物的本質(zhì)，清晰而明確的解決問題的思路是科學(xué)決策的基礎(chǔ)。
寄希望那些有遠(yuǎn)見卓識的領(lǐng)導(dǎo)者、企業(yè)家和工程技術(shù)人員的共同努力，把我國橋梁加固事業(yè)提高到更加理性化的新水平。
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