一、桥面铺装层裂缝的主要类型
1. 承受荷载过大引起的裂缝
在施工图纸中进行荷载设计时, 结构计算常常会忽略和粗心大意漏掉某一部分, 以及模型假设不合理而引起配筋过少或钢筋布置错位或利用钢筋型号大小的错误。因而, 结构安全系数不够和结构刚度不符合要求。在实际施工过程中, 混凝土使用材料不按照合理比例配制, 并且随便搅拌、搬运、起吊、填料, 安装框架和模板不规范, 对振动机器也不做严格检查, 混凝土的振动力度不够, 导致里面含有空隙。在使用期间, 过桥车辆载重超出设计承载。一定时间内, 通过车辆数有时也远远超过设计理论值。在无经意中过往的船舶与桥梁发生接触和碰撞, 以及自然状态下, 地震和地震后的余震、爆炸的振动等影响, 日积月累, 自然而然会出现裂缝。
2. 温度差异引起的裂缝
在自然界中, 热胀冷缩是普遍存在的现象。由于一年四季温度差异, 热胀冷缩导致混凝土发生变形。在外界条件约束下, 混凝土内部结构会产生拉应力。由于混凝土抗拉性弱, 当拉应力过大时, 就会产生裂缝。
3. 地基基础发生变形引起的裂缝
我国的地形复杂多样, 有山地、平原、丘陵、地沟等。由于地形凹凸不平, 起伏相对较大。再加上土体软硬程度不同, 基础会出现沉降不均匀或水平方向位移的变化, 致使混凝土结构开裂。
4. 钢筋锈蚀引起的裂缝
在混凝土质量较差或保护不够严密的情况下, 空气中二氧化碳侵入混凝土, 直至钢筋表面, 与混凝土中一些水接触, 使混凝土碱度降低。因为咸水介入, 氯离子含量就会增多, 从而引起钢筋表面氧化膜破坏, 钢筋就会锈蚀, 最终会断裂, 混凝土也会沿着钢筋纵向裂开。
5. 施工材料质量引起的裂缝
混凝土主要由于水、水泥、砂、集料以及外加剂混合配制而成, 材料的质量固然会影响混凝土结构的好坏。水泥的强度等级、砂石级配、水灰比、外加剂的类型, 都会不同程度影响混凝土的强度。
二、浇注式沥青混凝土铺装病害原因
1. 材料性能达不到要求
使用混凝土收缩性较高的矿渣水泥、快硬水泥、低热水泥及水泥标号低或水灰比高均易产生裂缝。
2. 粘结层粘结力不足
防水层与沥青混凝土面层和桥面层间粘结力不足而发生剪切破坏。
3. 设计不当
理论设计值对桥面铺装层的分析精确度接近于零, 而在实际操作中是控制在大概某个值, 工程界一直沿用某个理论几十年, 直到出现大问题, 需要修改才会改变。随着科技发达和经济发展, 交通量不断增大, 现行的铺装与重型、超重型汽车的增多和车速的增快已不相适应。桥面铺装层直接承受车轮荷载的冲击, 因设计的承重板件厚度太小, 刚度减弱, 板中受拉钢筋和受压混凝土应力增大, 桥面铺装部分或全部参与了主梁结构的变形, 致使板件出现穿透性裂缝。
4. 施工工艺达不到要求
铺装层厚度偏小。由于桥梁上部结构在施工中支架的沉降及预应力反拱难以准确地预测, 或由于施工工艺限制, 施工中主梁顶面标高与设计值相符是比较困难的。柔性防水层的强度与主板和铺装层的强度的差异对桥面防水层的影响, 它的存在使上部结构按模量形成刚—柔—刚的板体受力体系, 中间柔性夹层会增大桥面板板中部的板底拉应力。另外, 防水层的使用使铺装层发生剪切破坏的机率大大提高。混凝土的搅拌、运输、浇灌、振实各道工序中的缺陷和疏漏, 模板构造不当, 漏水、漏浆、支撑刚度不足、支撑的地基下沉, 过早拆模等都有可能造成混凝土开裂。
三、裂缝处理方案及实施
1. 处理方案
裂缝处理→粘贴注胶底座→封缝→配胶→灌胶→成品保护。
2. 方案实施
(1) 裂缝处理可用钢丝刷清除混凝土裂缝表面的灰尘、浮渣等污物, 然后用压缩空气吹出裂缝内的灰尘。
(2) 粘贴注胶底座对于有裂穿通缝的大桥面板, 当厚度大于120 mm时, 需两面分别粘贴注胶底座。当厚度小于120 mm时, 只需在一面粘贴底座。将一层封缝胶底座均匀涂抹底部周边, 千万不能把底座的胶孔堵住。将底座出胶孔对准裂缝, 粘贴安装, 间距控制200~300 mm。
(3) 封缝用小铲刀将MAX500封缝胶刮抹到裂缝上, 厚度1 mm左右, 宽度20~30 mm。抹胶时应防止产生小孔和气泡, 要刮平整, 保证封闭严密可靠。
(4) 配胶按照说明书提供配比和所需用量, 先提取A料和B料分别搅拌, 以消除任何沉淀物。然后把A料和B料倒进混合容器, 混合搅拌至颜色均匀, 最后使用。一次配胶量不宜过多, 以70~80分钟用完为宜。
(5) 灌胶将配制好的灌缝胶装入注射器, 竖向裂缝按从下向上顺序, 水平裂缝按从一端向另一端顺序。灌胶时, 从第一个底座开始注入, 待第二个注胶底座流出胶后为止。用后堵将第一个底座进胶嘴堵死, 再从第二个注胶底座注入, 如此顺序进行。最后一个注胶底座为排气用, 可不注胶。
(6) 成品保护灌胶结束后, 在24 h内不得扰动注胶底座, 3~5天后可拆除底座。
综上所述, 桥梁裂缝的危害有着很大的结构安全技术问题。只有通过了解实际情况和桥梁裂缝产生的原因并将作为重点来详细分析, 结合工程实践经验, 总结出沥青混凝土铺装病害原因, 最后采取处理方案并且实施方案, 使轻微损伤的桥梁得以修补加固, 才能保证其能够继续正常使用。