鋼筋混凝土箱梁結(jié)構(gòu)的加固設(shè)計(jì)與施工
2016-02-29
1. 鋼筋混凝土箱梁裂縫成因
混凝土是否出現(xiàn)問題，首先就是看混凝土當(dāng)中是否產(chǎn)生了裂縫，因?yàn)榱芽p的有無可疑直接反應(yīng)出混凝土的結(jié)構(gòu)是否有問題，是否收到了損傷，可以說有無裂縫是混凝土結(jié)構(gòu)好壞的一個(gè)特征。因此，在對(duì)混凝土進(jìn)行結(jié)構(gòu)損傷檢測時(shí)，就可以查看該結(jié)構(gòu)當(dāng)中是否存在裂縫問題。而讓混凝土結(jié)構(gòu)產(chǎn)生裂縫的原因有很多，比如因?yàn)槌霰旧砗奢d能力、或者是溫度的變化、地基發(fā)生了形變，此外，也有可能是由于本身的鋼筋出現(xiàn)銹蝕、凍脹、施工質(zhì)量差問題等等。基本上，出現(xiàn)裂縫的原因可以分為如下兩類：
第一類：由于受力超過荷載能力而產(chǎn)生的裂縫，也可以稱之為是結(jié)構(gòu)性裂縫，這類裂縫的情況主要是與外部的受力情況有關(guān)，一旦出現(xiàn)這種裂縫，那么就可以認(rèn)為是該結(jié)構(gòu)的承載能力出現(xiàn)了問題，或者是可能存在其他更為嚴(yán)重的問題。
第二類：由于鋼筋、地基、溫度變化或者是混凝土自身出現(xiàn)變形等問題而產(chǎn)生的裂縫，這類的裂縫也可以稱之為是非結(jié)構(gòu)性裂縫，當(dāng)在這些因素作用下，混凝土的變形受到限制時(shí)，其拉應(yīng)力就會(huì)影響到內(nèi)部的結(jié)構(gòu)，這個(gè)拉應(yīng)力超過混凝土的最大抗受能力時(shí)，就會(huì)出現(xiàn)裂縫，一旦裂縫出現(xiàn)，那么變形就產(chǎn)生，進(jìn)而拉應(yīng)力也就隨著不見了。
這兩類裂縫產(chǎn)生的原因不相同，自然他們之間就存在著明顯的區(qū)別，產(chǎn)生的危害也是有著天壤之別的，不過，有時(shí)可以把這兩類的裂縫融合在一起。根據(jù)相關(guān)數(shù)據(jù)顯示，約有八成的裂縫是由于形變而產(chǎn)生的，其余的兩成則是由于超荷載能力而產(chǎn)生的。如何對(duì)一個(gè)裂縫的危害性進(jìn)行評(píng)定，主要就是看這個(gè)裂縫是怎么產(chǎn)生的，并且，知道了裂縫產(chǎn)生的原因，也就知道了如何去修補(bǔ)或者是加固這個(gè)裂縫，如果不去仔細(xì)分析裂縫產(chǎn)生的原因就隨意處理，那么不但會(huì)浪費(fèi)人力物力，達(dá)不到修補(bǔ)的效果，還有可能產(chǎn)生更為嚴(yán)重的事故。
2. 鋼筋混凝土箱梁結(jié)構(gòu)的加固設(shè)計(jì)
第一，計(jì)算裂縫寬度，這類裂縫是由于預(yù)應(yīng)力而導(dǎo)致鋼筋混凝土出現(xiàn)的，在相關(guān)的設(shè)計(jì)規(guī)范（JTG62-2004）中有明確定義：鋼筋混凝土構(gòu)件的裂縫寬度在Ⅰ類和Ⅱ類環(huán)境下要小于等于0.2mm，而在Ⅲ、Ⅳ類環(huán)境下則不能大于0.15mm。最小裂縫寬度的計(jì)算公式如下所示：
如果還要考慮長期的超荷載或者是長期車載問題時(shí)，那么較大裂縫的計(jì)算公式就如下面的公式所示：
結(jié)合上荷載實(shí)驗(yàn)報(bào)告，在最不利的試驗(yàn)荷載情況下，利用箱梁去測試截面，進(jìn)而得到實(shí)際測量的最差結(jié)果，然后對(duì)加固工作做好充分的準(zhǔn)備。
通過分析上面的相關(guān)公式，以及計(jì)算、測量的結(jié)果，可以得出設(shè)計(jì)方案來對(duì)鋼筋混凝土箱梁結(jié)構(gòu)進(jìn)行加固。
根據(jù)上面的相關(guān)數(shù)據(jù)，可以得到三種加固的設(shè)計(jì)方案：底板粘貼玄武巖纖維、掛網(wǎng)錨噴混凝土以及底板粘貼碳纖維布。在實(shí)際情況當(dāng)中，需要根據(jù)不同的問題來選擇不同的加固方案。
3.鋼筋混凝土箱梁結(jié)構(gòu)的加固施工
3.1裂縫封閉
1)如果裂縫是在02mm范圍內(nèi)的，那么就可以在線在裂縫的上口出開一個(gè)V形槽，寬度控制在20mm以內(nèi)，槽面最好保持平整。
2)對(duì)開好的槽，首先做的工作就是清理，可以用竹刷或者是鋼絲刷，清掃出殘?jiān)?，?duì)于灰砂，可以利用氣管進(jìn)行吹，清理完畢后，需要用紅外燈進(jìn)行烘干。裂縫的外部最好不要用清水洗，一般都是采用丙酮或者是二甲苯，然后用紗頭進(jìn)行擦洗，最為關(guān)鍵的就是要保證表面沒有灰塵或者是其他雜物。
3)裂縫周圍涂抹上環(huán)氧漿液，如果裂縫比較深，也可以灌注。
4)最后一個(gè)工序就是嵌入環(huán)氧砂漿，然后用工具處理好表面，保持地面平整，等到環(huán)氧樹脂完全硬化后就額可以使用了。在養(yǎng)護(hù)的整個(gè)過程中，一定要保證干燥、不能出現(xiàn)震動(dòng)。
3.2 裂縫灌漿
（1）處理縫隙
1) 對(duì)于需要處理的縫隙，首先要對(duì)其進(jìn)行開槽，鑿出一個(gè)寬不大于6mm，深小于4mm的O型槽；
2) 將表面的一些雜物剔除掉，可以利用壓縮空氣清除槽內(nèi)的塵埃；
3) 如果有暴露在外部的鋼筋，那么就需要對(duì)鋼筋表面進(jìn)行除銹，如果是有斷裂的，那么還需要進(jìn)行焊接工作；
4)利用丙酮對(duì)縫隙進(jìn)行洗刷、擦清表面。
（2）埋設(shè)灌漿嘴
處理完裂縫的清理工作后，將灌漿嘴埋設(shè)到相應(yīng)位置，一般灌漿嘴的位置要距離縫長35-40cm最好，如果縫隙比較寬，那么可以排的稀疏些，如果縫隙比較窄，那么就要排列的緊湊，但要保證每個(gè)裂縫都有一個(gè)排氣孔和進(jìn)漿孔。
?。?） 封縫
為了防止出現(xiàn)跑氣或者是跑膠等問題，就需要在對(duì)裂縫進(jìn)行封閉時(shí)要保證同步性?？梢韵妊刂p隙涂抹一層基液，然后抹上膠泥，此時(shí)再除去氣泡并修平，等到膠泥稍微凝固后就可以刷第二層的基液了。
（4） 密封檢查
等到封縫完全結(jié)束后，就要對(duì)密封性進(jìn)行檢測，首先在沿縫處抹上肥皂水，然后往灌漿嘴中充入壓縮氣體，然后查看是否出現(xiàn)漏氣現(xiàn)象。
（5）灌漿
為了達(dá)到實(shí)際的性能要求，就要根據(jù)現(xiàn)場的實(shí)際情況配置化學(xué)灌漿，在灌漿之前，要用壓縮空氣對(duì)管道以及裂縫進(jìn)行吹氣清理。灌漿時(shí)要遵從自上而下的原則，從一端灌注到另一端，控制好壓力。
3.3 粘貼玄武巖纖維布
粘貼玄武巖纖維布施工步驟：處理構(gòu)件基底、涂抹底層涂料、環(huán)氧膩?zhàn)有扪a(bǔ)、粘貼玄武巖纖維布以及防護(hù)表面。
?。?） 施工準(zhǔn)備
首先應(yīng)該對(duì)施工圖進(jìn)行仔細(xì)閱讀，根據(jù)實(shí)際情況制定相關(guān)的施工方案與計(jì)劃。對(duì)于要使用的一些工具、材料等要提前做好準(zhǔn)備。
1)在施工前，首先要對(duì)需要處理的位置進(jìn)行一些檢測，比如環(huán)境溫度、含水率。如果含水率大于4%或者是環(huán)境溫度小于5°，那么就需要采取一定的措施來改善施工條件，此外，還要按照施工圖紙進(jìn)行畫線來定位。
2) 將表面的疏松部位進(jìn)行清理，直到暴露出混凝土結(jié)構(gòu)。假如有裂縫，那么首先對(duì)裂縫進(jìn)行修補(bǔ)、平整，在此過程中，要保證混凝土的厚度不超過15mm，對(duì)于粘貼部位的混凝土，假如表面很堅(jiān)固，那么就需要除去表面的油污或者是其他雜物，然后打磨平整，直到暴露出集料新面，而且，這個(gè)過程當(dāng)中的平整度也是要達(dá)到5mm/m這個(gè)標(biāo)準(zhǔn)的；構(gòu)件轉(zhuǎn)角的位置處要打磨出半徑大于20mm的一個(gè)圓弧，待打磨完畢后，就要用吹風(fēng)器清理表面雜物。在受力方向上，玄武巖纖維片材的長度要大于100m，如果是利用多條或者多層材料進(jìn)行加固時(shí)，還要保證材料的搭接位置要相互錯(cuò)開。
3)如果要求要涂刷底膠時(shí)，那么在進(jìn)行玄武巖纖維材料粘貼時(shí)就要按照說明書當(dāng)中的配制進(jìn)行操作。在涂抹底膠前，要先用丙酮把地面處理干凈，然后再用毛刷或者其他特制工具進(jìn)行涂抹，而且調(diào)好的底膠應(yīng)該盡快使用完。
4)粘接劑供應(yīng)商已經(jīng)給出了配比以及操作步驟，相關(guān)人員只需要按照說明進(jìn)行操作即可。在稱量時(shí)，要放到容器中進(jìn)行操作，調(diào)膠也是要使用低速攪拌棒進(jìn)行均勻攪拌，保證沒有汽包產(chǎn)生，在此過程中，要保證沒有灰塵落入。樹脂的含量需要根據(jù)現(xiàn)場的實(shí)際溫度而定，并且粘接劑應(yīng)該在規(guī)定的時(shí)間內(nèi)使用完。
?。?）玄武巖纖維片材的粘貼
1)玄武巖纖維布要按照設(shè)計(jì)的要求僅此剪裁；
2)對(duì)于漫漬樹脂，應(yīng)該按照產(chǎn)品供應(yīng)商所提供的信息進(jìn)行制作，并且在涂抹時(shí)要保證均勻；
3)為了防止產(chǎn)生氣泡，應(yīng)該按照纖維的方向進(jìn)行滾壓，使玄武巖纖維布與浸漬樹脂能夠充分結(jié)合，除此之外，在滾壓時(shí)千萬不能損傷到玄武巖纖維布；
4)如果是多層粘貼，那么只要重復(fù)上面的步驟即可，但是一定要保證在第一層徹底干燥后再進(jìn)行下一層的工作。
5)纖維方向要與加固的方向一樣，其受力方向的搭接也要大于100mm；
6)在進(jìn)行這些步驟之前，一定要進(jìn)行劃線定位。
3.4 施工期間交通組織
為了保證工程質(zhì)量與效果，在施工時(shí)一定要進(jìn)行交通管制，因此，這就要求施工部門要與交通部門協(xié)調(diào)好，假如不對(duì)交通進(jìn)行管理，那么工程的質(zhì)量就會(huì)大打折扣。
4 結(jié)語
預(yù)應(yīng)力鋼筋混凝土箱梁結(jié)構(gòu)中，如何加固和施工成為了目前比較熱門的一個(gè)話題，本文從鋼筋混凝土結(jié)構(gòu)當(dāng)中出現(xiàn)裂縫問題著手，進(jìn)而提出一些加固方案，最后對(duì)如何施工進(jìn)行了詳細(xì)闡述，以此來給加固設(shè)計(jì)以及施工提供了一些必要的參考和理論價(jià)值。
