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【工程分享】桥梁裂缝病害的检测及其修补措施!


一、混凝土桥梁裂缝的特点及其成因

1.1、裂缝的特点

混凝土是当今桥梁结构中使用最广泛,应用量最大的一种材料。不仅仅是因为它可以配制成不同强度、性能、形状的各种混凝土结构物,而且具有较好的耐久性。除非受到侵蚀性环境的化学腐蚀或者遭到物理破坏,混凝土几乎具有无限的生命潜力。混凝土桥梁裂缝的类型和成因具有其普遍性和特殊性,其构造物开裂,是混凝土作为力学间断面,主要承力结构的损伤达到危险程度的集中表现.裂缝检测应是桥梁结构安全监测的首要项目,它对评价桥梁状况、保障安全、避免垮桥事故具有重要作用。


1.2、裂缝的成因

混凝土裂缝的表现形态多种多样,这是由于混凝土的组成材料、施工工艺以及环境等,都会对混凝土的结构性能产生影响,因此其成因也是由于多种因素所影响。按裂缝起因可以概括 为如下几种:原生微裂缝、约束变形的裂缝、化学反应裂缝、结构受力裂缝、塑性裂缝以及由于施工工艺引起的裂缝。混凝土桥梁构造物开裂是由多方面原因形成的,从裂缝形成的机理上可分为受力裂缝和非受力裂缝,它们既有因设计失误而引起的结构开裂,也有在施工期因工艺水平、施工控制失误而形成的开裂,若在运行期间桥梁裂缝多数是由各种荷载作用所形成的。桥梁的裂缝直接影响其耐久性。下面对常见的普通钢筋混凝土梁、预应力钢筋混凝土梁和墩台常见裂缝及原因作一分析。网状裂纹:其特点是裂纹多属表面龟裂,无固定规律,其深度不触及钢筋;下缘受拉区的细短裂纹:这类裂纹在跨中分布较密,到梁两端逐渐减少,缝间距大,这种裂缝在我国早期按标准图设计的普通钢筋混凝土梁中较常见,一般是由于梁受力产生挠曲形成;腹板上竖向裂缝:它是桥梁运行期间最常见最严重的一种病害,其特点是梁的跨度越大,裂缝越宽越长。在T型梁中一般以外梗外侧为多,当外梗外侧裂缝宽度超过0.2~0.3mm时,其内侧均有相应裂纹,裂纹在混凝土灌注后二三个月陆续发生,经荷载作用裂发展,数量增多,又随梁的使用时间的增长而逐渐停止发展。形成原因是:混凝土收缩和外力作用的综合产物,混凝收缩为主。


二、裂缝的无损检测与监测技术

2.1、超声波检测。此法用于非破损检测,即以超声波为媒介,获得物体内部信息的一种方法。超声波能很好地传播,对其内部缺陷及其位置等都能准确地检测出来。这种方法是将发射探头和接收探头,布置在混凝土同一面上的裂缝附近,但由于所选用的波形种类纵波、横波及表面波和声学参数声速、频率、相位等的不同,已有许多种具体方法。

2.2、冲击弹性波法。弹性波即弹性体内传播的波的总称,为用人工发射弹性波到弹性体内,探测弹性体内的状态,是广义的弹性波探测法。冲击弹性波法与超声波法的原理是一样的,但远比超声波测定的裂缝深度深,冲击弹性波法只能检测扩展方向与表面成直角,没有分支的单纯裂缝。


2.3、传感仪器监测。用埋设在混凝土中的仪器进行裂缝监测,常规技术是利用卡尔逊式或弦式测缝计,其控制范围仅属点式检测,由于裂缝出现的空间随机性,因此往往漏检,为了及时无遗漏地监测裂缝,必须实施大范围的、连续、分布式监测,即所 谓全分布监测。

2.4、声发射检测法。此法也是利用弹性波进行声学检测的具体检测方法检测裂缝,和其他方法最大的不同是只能检测正在发生的裂缝,不能检测已发生的旧裂缝,对正在发生的裂缝可检测裂缝发生位置声发射源定位,裂缝的大小,扩展情况和种类,以及裂缝的深度等。

2.5、光纤传感网络监测。光纤传感以其独特优势居于中心地位,它灵巧、精度高、抗电磁干扰,且可靠耐久,易于光纤传输 组成自动化遥测系统。


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