浅谈桥梁温度裂缝分析及加固浅谈桥梁温度裂缝分析及加固

我国桥梁大部分为建国后所建，桥龄一般为40年左右。由于各种原因，在修建和营运过程中经常出现病害，其中有一种常见病害就是裂缝。桥梁裂缝产生的原因复杂、种类繁多，其中温度裂缝是最为常见的。为此，本文主要以钢筋混凝土结构的温度裂缝分析为基础,研究桥梁的温度裂缝原因及碳纤维加固桥梁增强技术。
一、桥梁的温度裂缝分析 
1.外部原因：日照；骤然降温。 
2.内部原因：常见的施工中引起温度裂缝主要有以下情况： 
（1）基础约束。当大体积混凝土基础浇注在坚硬基岩或厚大的老混凝土表层时，因结构整体性要求没有或不能采取隔离层等放松约束的措施，混凝土在大气温度及其水化热温度的作用下，混凝土内部温度很大，当混凝土因降温的收缩变形受到岩石地基或老混凝土垫层的约束时，将会在混凝土内部出现很大的拉应力而产生约束裂缝。这类裂缝常在混凝土浇注后2～3个月或更长的时间出现，裂缝较深，有时是贯穿性的。 
受坚硬基岩及老混凝土约束是大体积混凝土产生严重裂缝的主要原因。因此，基础部分混凝土浇注时必须严格控制温度。 
（2）基岩不平整。基岩不平整也能引起的裂缝，浇注在高低相差较大的基岩面上的大体积混凝土块（如桥墩基础）易发生这种裂缝。因在混凝土浇注后，内部温度较高，降温过程中受基岩约束作用，基岩表面有突变，则容易在该处形成应力集中而开裂。 
二、桥梁裂缝加固技术 
在裂缝修补中，充填法是最为常见的施工方法，这是一种适合于修补较宽裂缝（0.5mm以上）的方法，具体做法是沿裂缝凿一条深槽，然后在槽内嵌补各种粘结材料。对钢筋混凝土结构而言，这种修补方法视钢筋是否锈蚀而异。当钢筋未锈蚀时，沿裂缝处以大约10mm左右的宽度将混凝土凿成U型或V型，在开槽处充填密封材料以修补裂缝；当钢筋已经锈蚀时，将混凝土凿除到能够充分处置已经生锈的钢筋部分，先对钢筋除锈，然后在钢筋上涂抹防锈底涂料，再充填密封材料。 
桥梁加固增强可以采用各种不同的方式，主要视桥梁的实际情况，承载能力的减弱程度以及今后的使用要求而异，一般来说，主要采取扩大原结构构件截面，以提高结构的强度和刚度；以新的结构代替旧的抗力不足的结构；改变原结构的受力体系，使控制截面弯矩的峰值减小；对原结构施加预应力，改变原结构的受力，以达到提高桥梁刚度和强度的目的。桥梁加固增强技术研究逐渐向新材料新工艺方向发展，碳纤维加固法已经取得了一定的成果。 
碳纤维加固法以其强度高、重量轻、耐腐蚀、施工简便等优良特性受到土木工程界的普遍关注，是一项极具发展潜力的施工方法。碳纤维抗拉强度、弹性模量和钢材相比具有同等以上的优良特性，可满足承载力要求；而重量仅为钢材的15，容易搬运，不受施工场所狭窄限制，具有良好的可操作性；且耐腐蚀、不生锈，对受盐害和腐蚀物质影响的混凝土结构物有良好的保护效果。桥梁加固中用到的碳纤维片是以碳纤维为组分，以环氧树脂为基体，通过一定的成型方法，形成单向排列的碳纤维的复合片材。 
用环氧树脂粘结剂沿受拉方向或垂直于裂缝方向粘贴在要补强的结构上，形成一个新的复合体，使增强贴片与原有钢筋混凝土共同受力，增大结构的抗拉或抗剪能力，提高强度、刚度、抗裂性和结构的延性。
作者：上海加固
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