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首頁(yè) 精品范文 鋼纖維混凝土技術(shù)論文

鋼纖維混凝土技術(shù)論文

時(shí)間:2023-01-22 08:55:03

開篇:寫作不僅是一種記錄,更是一種創(chuàng)造,它讓我們能夠捕捉那些稍縱即逝的靈感,將它們永久地定格在紙上。下面是小編精心整理的12篇鋼纖維混凝土技術(shù)論文,希望這些內(nèi)容能成為您創(chuàng)作過(guò)程中的良師益友,陪伴您不斷探索和進(jìn)步。

鋼纖維混凝土技術(shù)論文

第1篇

[論文摘要]鋼纖維混凝土是一種新型的復(fù)合建筑材料,其物理和力學(xué)性能優(yōu)于普通混凝土,通過(guò)介紹鋼纖維增強(qiáng)混凝土的基本理論,闡述鋼纖維混凝土在多個(gè)領(lǐng)域工程中的應(yīng)用。

鋼纖維混凝土(SteelFiberReinforcedConcrete,簡(jiǎn)寫為SFRC)是在普通混凝土中摻入適量短鋼纖維而形成的可澆筑、可噴射成型的一種新型復(fù)合材料。它是近些年來(lái)發(fā)展起來(lái)的一種性能優(yōu)良且應(yīng)用廣泛的復(fù)合材料。其中所摻的鋼纖維是用鋼質(zhì)材料加工制成的短纖維,常用的有:切斷型鋼纖維、剪切型鋼纖維、銑削型鋼纖維、熔抽型鋼纖維等。鋼纖維在混凝土中主要是限制混凝土裂縫的擴(kuò)展,從而使其抗拉、抗彎、抗剪強(qiáng)度較普通混凝土有顯著提高,其抗沖擊、抗疲勞、裂后韌性和耐久性有較大改善,使原本屬于脆性材料的混凝土變成具有一定塑性性能的復(fù)合材料。

一、鋼纖維增強(qiáng)混凝土的基本理論

(一)復(fù)合力學(xué)理論

復(fù)合力學(xué)理論是以連續(xù)纖維復(fù)合材料理論為基礎(chǔ),結(jié)合鋼纖維在混凝土中的分布特點(diǎn)形成的。該理論是將復(fù)合材料視為以纖維為一相,基體為另一相的兩相復(fù)合材料。

(二)纖維間距理論。纖維間距理論又稱纖維阻裂理論,是1963年由J.P.Romualdi和J.B.Batson提出來(lái)的。該理論根據(jù)線彈性斷裂力學(xué)理論解釋纖維對(duì)裂縫發(fā)生和發(fā)展的約束作用,認(rèn)為欲增強(qiáng)混凝土這種本身帶內(nèi)部缺陷的脆性材料的抗拉強(qiáng)度,必須盡可能地減少內(nèi)部缺陷的尺寸,提高韌性,降低裂縫尖端的應(yīng)力強(qiáng)度因子、減少裂縫尖端的應(yīng)力集中作用,故在裂縫處用纖維連接,受拉時(shí)跨越裂縫的纖維將荷載傳遞給裂縫的上下表面,使裂縫處材料仍能繼續(xù)承載,這樣,因裂縫的出現(xiàn)孔邊應(yīng)力集中程度就緩和,隨著橋接裂縫纖維數(shù)目的增多,纖維間距越小,緩和裂縫尖端應(yīng)力集中程度越大,對(duì)裂縫尖端產(chǎn)生的反向應(yīng)力場(chǎng)也越大,當(dāng)纖維數(shù)量增加到密布于裂縫時(shí),應(yīng)力集中就會(huì)消失,進(jìn)一步表明纖維的阻裂效應(yīng),即在復(fù)合材料結(jié)構(gòu)形成和受力破壞的過(guò)程中,有效地提高了復(fù)合材料受力前后阻裂引發(fā)與擴(kuò)展的能力,達(dá)到鋼纖維對(duì)混凝土增強(qiáng)與增韌目的。

(三)界面應(yīng)力傳遞的剪滯理論。鋼纖維混凝土中鋼纖維周圍的水泥基體結(jié)構(gòu)與自身結(jié)構(gòu)是不相同的,即在鋼纖維與基體之間存在著界面層。鋼纖維混凝土的性能主要取決于混凝土基體性能、鋼纖維含量以及它們之間的界面特性。假定界面是一層厚度可以忽略的薄層,但具有一定的力學(xué)性能。當(dāng)荷載作用于鋼纖維混凝土?xí)r,荷載一般先施加于低彈性的基體,然后通過(guò)纖維-基體的界面,把一部分荷載傳遞給高彈模的纖維,使纖維和基體共同承擔(dān)荷載,從而起到增強(qiáng)的作用。

二、鋼纖維混凝土的應(yīng)用

鋼纖維混凝土作為一種新型復(fù)合材料,以其優(yōu)良的抗拉、抗彎、阻裂、耐沖擊、耐疲勞、高韌性等物理力學(xué)性能,目前已被廣泛應(yīng)用于建筑工程、水利工程、公路橋梁工程、公路路面和機(jī)場(chǎng)道面工程、鐵路公程、管道工程、內(nèi)河航道工程、防暴工程和維修加固工程等各個(gè)專業(yè)領(lǐng)域。(一)水利工程

鋼纖維混凝土在水利工程中的應(yīng)用比較廣泛,主要將其用于受高速水流作用以及受力比較復(fù)雜的部位,如溢洪道、泄水孔、有壓疏水道、消力池、閘底板和水閘、船閘、渡槽、大壩防滲面板及護(hù)坡等。這些部位對(duì)混凝土材料自身的抗拉強(qiáng)度、抗剪強(qiáng)度以及抗裂性能的要求都比較高,也正發(fā)揮了鋼纖維混凝土的自身優(yōu)勢(shì)。我國(guó)在實(shí)際工程中應(yīng)用的有:三峽工程、小浪底水利樞紐工程、三門峽泄水排砂底孔等工程。以上工程都獲得了較為滿意的效果,并取得了較好的經(jīng)濟(jì)效益。

(二)建筑工程。鋼纖維混凝土在建筑工程中的影響越來(lái)越廣泛,一般應(yīng)用于房屋建筑工程、預(yù)制樁工程、框架節(jié)點(diǎn)、屋面防水工程、地下防水工程等工程領(lǐng)域中。如抗震框架節(jié)點(diǎn)中使用鋼纖維混凝土,能代替箍筋滿足節(jié)點(diǎn)對(duì)強(qiáng)度、延性、耗能等方面的要求,而且還能提供類似于箍筋約束混凝土的作用,并解決節(jié)點(diǎn)區(qū)鋼筋擠壓使混凝土難于澆注的施工問(wèn)題;鋼纖維混凝土還具有良好的抗裂性,可使構(gòu)件在標(biāo)準(zhǔn)荷載下處于彈性階段而不裂,不出現(xiàn)應(yīng)力的重分布;用鋼纖維混凝土制成的自防水預(yù)應(yīng)力屋面板,不僅提高了自防水預(yù)應(yīng)力屋面板的抗裂性能,同時(shí)也減少了縱向預(yù)應(yīng)力筋的配筋率,提高了結(jié)構(gòu)的耐久性。鋼纖維混凝土在建筑中的應(yīng)用實(shí)例有:福州東方大廈、沈陽(yáng)市急救中心站綜合樓、江蘇省丹陽(yáng)市中醫(yī)院、遼陽(yáng)市食品公司辦公樓等工程。

(三)道路和橋梁工程。鋼纖維混凝在道路和橋梁工程方面,主要廣泛應(yīng)用于路面、橋梁、機(jī)場(chǎng)跑道等工程中,包括新建及修補(bǔ)工程。鋼纖維混凝土較普通混凝土有較好的韌性,抗沖擊、抗疲勞性。它可使面層厚度減少,伸縮縫間距加長(zhǎng),使用性能提高,維修費(fèi)用減低,壽命延長(zhǎng)。面層較普通混凝土可減少30-50%,公路伸縮縫間距可達(dá)30-100m,機(jī)場(chǎng)跑道的伸縮縫間距可達(dá)30m。用于路面及橋面修補(bǔ)時(shí),其罩面厚度僅為3-5cm。在實(shí)際工程中有:北京東西環(huán)路立交橋、滬杭高速公路成渝公路、大足朱溪大橋、廣州解放大橋等工程中都采用了鋼纖維混凝土解決工程難題,使用效果較好,經(jīng)濟(jì)效益顯著。

(四)鐵路工程。在鐵路工程方面,鋼纖維混凝土主要用于預(yù)應(yīng)力鋼纖維混凝土鐵路軌枕、雙塊式鐵路軌枕及搶修鐵路橋面防水保護(hù)層中。鐵路工程承受較大的荷載、較高的速度和數(shù)萬(wàn)次的振動(dòng),所以要求混凝土必須具有較高的強(qiáng)度、較高的抗沖擊性及較大的塑性。這正好利用了鋼纖維混凝土的抗沖擊性及較好的塑性。建成的工程有:沈陽(yáng)鐵路局長(zhǎng)達(dá)線維修工程、柳州鐵路局黔桂鐵路鋪設(shè)工程、南昆鐵路隧道工程和西安安康鐵路椅子山隧道等工程土。鋼纖維混凝土的應(yīng)用,使維修工作量大為減少,并提高了線路的使用壽命,效果良好。

(五)港口及海洋工程。鋼纖維混凝土在海洋工程中的使用主要是鋼纖維混凝土的腐蝕問(wèn)題,所以有待進(jìn)一步研究,但在日本和挪威的使用經(jīng)驗(yàn)是令人鼓舞的。日本鋼鐵俱樂(lè)部采用鋼纖維混凝土作鋼管樁防腐層,在海水中浸泡10年,鋼纖維混凝土防腐完好,鋼管表面無(wú)銹蝕,仍有金屬光澤。挪威將鋼纖維混凝土用于北海海底輸氣管道的隧道襯砌、Forsmark核電站海底核廢料庫(kù)的支護(hù)、海洋平臺(tái)后張預(yù)應(yīng)力管道孔的封堵以及碼頭混凝土受海水腐蝕部位的修補(bǔ)等。我國(guó)江蘇石舀港碼頭的軌道梁工程中也使用了鋼纖維混凝土。

除了上述領(lǐng)域外,還有很多鋼纖維混凝土的應(yīng)用的實(shí)例,如承受重級(jí)工作制造工業(yè)廠房和倉(cāng)庫(kù)地面、薄壁蓄水結(jié)構(gòu)、預(yù)制板、離心管、污水井、游泳池、耐火混凝土和耐火材料、抗爆結(jié)構(gòu)、各類建筑物和構(gòu)筑物的修補(bǔ)、補(bǔ)強(qiáng)加固、抗震加固等。

三、結(jié)束語(yǔ)

鋼纖維混凝土具有普通混凝土不具有的優(yōu)點(diǎn),且具有良好的經(jīng)濟(jì)效益,其在民用建筑樓地面、公路路面、預(yù)制構(gòu)件水利工程、港口碼頭、機(jī)場(chǎng)跑道和停機(jī)坪、橋梁隧道以及各種構(gòu)筑物等方面的應(yīng)用前景將是十分廣闊的前景。

參考文獻(xiàn):

第2篇

摘要:鋼纖維混凝土是一種新型的復(fù)合材料,具有較高的抗拉強(qiáng)度和斷裂韌性,抗疲勞等性能,本文通過(guò)對(duì)普通鋼纖維混凝土和自密實(shí)鋼纖維混凝土性能的對(duì)比,闡述鋼纖維混凝土在施工過(guò)程中的拌合工藝;通過(guò)與普通鋼纖維混凝土工藝的對(duì)比,闡述自密實(shí)鋼纖維混凝土在施工過(guò)程的優(yōu)越性。

關(guān)鍵詞:自密實(shí)混凝土 鋼纖維 施工工藝

1.概述

鋼纖維混凝土(Steel Fiber Reinforce Concrete簡(jiǎn)稱SFRC)是在普通混凝土中摻入亂向分布的短鋼纖維所形成的一種新型的多相復(fù)合材料。

自密實(shí)混凝土的應(yīng)用已經(jīng)20年的歷史,在國(guó)內(nèi)的應(yīng)用僅有10多年,特別是最近幾年,自密實(shí)混凝土的應(yīng)用越來(lái)越廣泛,自密實(shí)混凝土是指在自身的重力作用下,能夠流動(dòng)、密實(shí),即使存在致密鋼筋也能完全填充米板,同時(shí)獲得很好的均質(zhì)性,并且不需要附加振動(dòng)的混凝土,因自身具有很多優(yōu)點(diǎn),自密實(shí)混凝土被廣泛的應(yīng)用于工程中。

自密實(shí)鋼纖維混凝土集這兩種混凝土的優(yōu)點(diǎn)于一身,即在混凝土施工澆筑的過(guò)程中利用自密實(shí)混凝土拌合物的易澆筑密實(shí)的特點(diǎn),在混凝土硬化后利用鋼纖維混凝土的力學(xué)與變形能力。

2.鋼纖維混凝土的特點(diǎn)

在普通混凝土之中,以亂向的方式均勻地把一定量的鋼纖維分布其中,再經(jīng)過(guò)硬化從而制得鋼纖維混凝土,這些亂向分布的鋼纖維能夠有效地阻礙混凝土內(nèi)部微裂縫的擴(kuò)展及宏觀裂縫的形成,較之普通混凝土,物理力學(xué)性質(zhì)大多都較高:重量和強(qiáng)度比值增加;抗拉 抗壓及抗彎的極限強(qiáng)度較高;良好的抗沖擊性能;明顯改善的變形性能;顯著提高的抗裂與抗疲勞性能;抗剪性優(yōu)越;對(duì)由于溫度應(yīng)力而造成的裂縫及裂縫的擴(kuò)展的的阻止與抑制能力良好;耐磨與抗凍性能良好。

普通鋼纖維混凝土的纖維體積率在1%—2%之間,較之普通混凝土,抗拉強(qiáng)度提高40%—80%,抗彎強(qiáng)度提高60%—120%,抗剪強(qiáng)度提高50%一100%,抗壓強(qiáng)度提高幅度較小,一般在0—25%之間,但抗壓韌性卻大幅度提高。

自密實(shí)鋼纖維混凝土擁有普通鋼纖維混凝土的特點(diǎn),同時(shí)還具有自密實(shí)混凝土的自密實(shí)性能,主要包括流動(dòng)性、抗離析性及填充。每種性能均可采用坍落擴(kuò)展度試驗(yàn)、V漏斗試驗(yàn)(或T50試驗(yàn))和U型箱試驗(yàn)等一種以上方法檢測(cè)。這種自密實(shí)性能可以保證混凝土良好的密實(shí),不需要振搗,改善混凝土的表面質(zhì)量,不會(huì)出現(xiàn)不會(huì)出現(xiàn)表面氣泡或蜂窩麻面,不需要進(jìn)行表面修補(bǔ);能夠逼真呈現(xiàn)模板表面的紋理或造型。但鋼纖維體積率對(duì)鋼纖維自密實(shí)混凝土的抗壓強(qiáng)度影響不大,但對(duì)劈拉強(qiáng)度和抗折強(qiáng)度影響較明顯,且隨著鋼纖維體積率的增加而增大。

3.鋼纖維混凝土的比較

兩種鋼纖維混凝土比普通混凝土具有以上的特點(diǎn),但是這些特點(diǎn)與鋼纖維有著密切的關(guān)系,在鋼纖維混凝土的制備過(guò)程中,兩種混凝土鋼纖維的選擇要考慮以下幾個(gè)方面:

⑴纖維種類 不同種類的鋼纖維具有不同的力學(xué)性能(主要是抗拉強(qiáng)度、彈性模量、短裂延伸率等),而這些性能與鋼纖維能否在混凝土中起作用有著很大的關(guān)聯(lián)性。

⑵纖維長(zhǎng)度與長(zhǎng)徑比 使用連續(xù)長(zhǎng)鋼纖維時(shí),鋼纖維與水泥基體黏結(jié)較好,因此可充分發(fā)揮鋼纖維增強(qiáng)作用。但如果使用的是短鋼纖維時(shí),則要取決于鋼纖維的臨界長(zhǎng)徑比。鋼纖維臨界長(zhǎng)徑比是鋼纖維的臨界長(zhǎng)度與其直徑d的比值,即①若鋼纖維的實(shí)際長(zhǎng)徑比小于臨界長(zhǎng)徑比,則復(fù)合材料破壞時(shí),鋼纖維由水泥基體內(nèi)拔除。②若鋼纖維的實(shí)際長(zhǎng)徑比等于臨界長(zhǎng)徑比,只有基體的裂縫發(fā)生在鋼纖維中央時(shí)鋼纖維才拉斷。否則鋼纖維短的一側(cè)從基體內(nèi)拔出。③若鋼纖維的實(shí)際長(zhǎng)徑比大于臨界長(zhǎng)徑比,則復(fù)合材料破壞時(shí)鋼纖維可拉斷。

鋼纖維長(zhǎng)度的選擇:鋼纖維的長(zhǎng)度必須與混凝土中粗集料的公稱粒徑相匹配,混凝土粗集料的公稱粒徑應(yīng)為鋼纖維長(zhǎng)度的2/3~1/2,即鋼纖維可以跨越一個(gè)粗集料,并與另外一個(gè)粗集料的1/3搭接,同時(shí)鋼纖維的長(zhǎng)度不可以太長(zhǎng),過(guò)長(zhǎng)的鋼纖維攪拌不均勻,且容易成團(tuán)。

⑶纖維體積率 纖維體積率直接影響到混凝土的工作性能,力學(xué)性能及耐久性能等。纖維摻量過(guò)少時(shí),不能很好發(fā)揮效果,纖維摻量過(guò)多會(huì)使混凝土難以成行,出現(xiàn)“團(tuán)聚”現(xiàn)象。

⑷纖維取向 鋼纖維在混凝土中的取向?qū)ζ淅寐视泻艽笥绊戜摾w維自密實(shí)混凝土攪拌時(shí),宜采用強(qiáng)制式攪拌機(jī),為了使鋼纖維充分分散防止鋼纖維由于一次性加入攪拌機(jī)而出現(xiàn)結(jié)團(tuán)現(xiàn)象,把鋼纖維先經(jīng)過(guò)分散機(jī)然后加入攪拌機(jī),采用先干后濕分級(jí)投料的工藝,將鋼纖維,粗集料,細(xì)集料根據(jù)配合比配制的混合料在攪拌機(jī)先干拌1min,然后再加入水和外加劑進(jìn)行攪拌。

兩種鋼纖維混凝土的施工制作順序和方法類似,但是,在澆筑之后,普通鋼纖維混凝土和一般的混凝土一樣需要振搗,摻入的鋼纖維由于自身的重量在振搗的過(guò)程中會(huì)向著振搗的相反方向聚集,導(dǎo)致混凝土中的鋼纖維分布不均勻,從而影響鋼纖維混凝土的力學(xué)性能。

相反,鋼纖維自密實(shí)混凝土在澆筑之后,由于自密實(shí)混凝土在自身重力作用下能夠流動(dòng)填充模板而不需要振搗,避免了鋼纖維在混凝土中聚集的現(xiàn)象,使得自密實(shí)鋼纖維混凝土的力學(xué)性能得到充分的利用。

鋼纖維自密實(shí)混凝土無(wú)需振搗而能自實(shí)。在實(shí)際施工中消除了澆筑混凝土?xí)r的振搗噪聲,提高了施工速度和質(zhì)量,實(shí)現(xiàn)了混凝土澆筑的省力化,為改善和解決過(guò)密配筋、薄壁、復(fù)雜形體、大體積、有特殊要求、振搗困難的工程施工施工條件帶來(lái)了極大的方便。

決定鋼纖維混凝土力學(xué)性能的最后總要參數(shù)是它的韌性,已經(jīng)有研究結(jié)果顯示鋼纖維自密實(shí)混凝土的韌性要比普通鋼纖維混凝土強(qiáng)的多[1]。

參考文獻(xiàn):

[1]張金強(qiáng)譯.鋼纖維在自密實(shí)混凝土中的應(yīng)用[J].石家莊鐵路工程職業(yè)技術(shù)學(xué)院學(xué)報(bào),2002,1(3):76-80.

[2]程慶國(guó),高路彬等.鋼纖維混凝土理論及應(yīng)用[M].北京:中國(guó)鐵道出版社, 1999.

[3]陳睿,劉真等.自密實(shí)混凝土應(yīng)用研究[A].武漢:無(wú)哈理工大學(xué)學(xué)報(bào),2001

第3篇

混凝土在建筑工程中的影響越來(lái)越廣泛。

(一)一般應(yīng)用于房屋建筑工程、預(yù)制樁工程、框架節(jié)點(diǎn)、屋面防水工程、地下防水工程等工程 領(lǐng)域中。如抗震框架節(jié)點(diǎn)中使用鋼纖維混凝土,能代替箍筋滿足節(jié)點(diǎn)對(duì)強(qiáng)度、延 性、耗能等方面的要求,而且還能提供類似于箍筋約束混凝土的作用,并解決節(jié) 點(diǎn)區(qū)鋼筋擠壓使混凝土難于澆注的施工問(wèn)題;鋼纖維混凝土還具有良好的抗裂性, 可使構(gòu)件在標(biāo)準(zhǔn)荷載下處于彈性階段而不裂,不出現(xiàn)應(yīng)力的重分布;用鋼纖維混 凝土制成的自防水預(yù)應(yīng)力屋面板,不僅提高了自防水預(yù)應(yīng)力屋面板的抗裂性能, 同時(shí)也減少了縱向預(yù)應(yīng)力筋的配筋率,提高了結(jié)構(gòu)的耐久性。

(二)道路和橋梁工程。混凝土在道路和橋梁工程方面,主要廣泛應(yīng)用 于路面、橋梁、機(jī)場(chǎng)跑道等工程中,包括新建及修補(bǔ)工程。鋼纖維混凝土較普通 混凝土有較好的韌性,抗沖擊、抗疲勞性。它可使面層厚度減少,伸縮縫間距加 長(zhǎng),使用性能提高,維修費(fèi)用減低,壽命延長(zhǎng)。鐵路工程方面,混凝土主要用于預(yù)應(yīng)力鋼纖維混 凝土鐵路軌枕、雙塊式鐵路軌枕及搶修鐵路橋面防水保護(hù)層中。鐵路工程承受較 大的荷載、較高的速度和數(shù)萬(wàn)次的振動(dòng),所以要求混凝土必須具有較高的強(qiáng)度、 較高的抗沖擊性及較大的塑性。這正好利用了鋼纖維混凝土的抗沖擊性及較好的 塑性。

(三)港口及海洋工程。混凝土在海洋工程中的使用主要是混凝土的抗腐蝕問(wèn)題,所以有待進(jìn)一步研究,但在日本和挪威的使用經(jīng)驗(yàn)是令人鼓舞 的。日本鋼鐵俱樂(lè)部采用鋼纖維混凝土作鋼管樁防腐層,在海水中浸泡10年, 鋼纖維混凝土防腐完好,鋼管表面無(wú)銹蝕,仍有金屬光澤。

加強(qiáng)混凝土原材料質(zhì)量管理

混凝土的應(yīng)用如此廣泛,為了保證工程質(zhì)量,建筑監(jiān)督部門應(yīng)該采取相應(yīng)的措施,加強(qiáng)混凝土原材料質(zhì)量管理

1.預(yù)拌混凝土企業(yè)及分站應(yīng)加強(qiáng)原材料采購(gòu)管理。應(yīng)當(dāng)建立和完善混凝土原材料的采購(gòu)、使用管理制度。采購(gòu)合同(協(xié)議)應(yīng)當(dāng)以書面形式簽訂并存檔,同時(shí)建立原材料使用臺(tái)。

實(shí)現(xiàn)原材料質(zhì)量的可追溯。

(1)不得采購(gòu)國(guó)家和本市禁止使用的建筑材料,不得采購(gòu)未獲得生產(chǎn)許可證的水泥。水泥類材料的強(qiáng)度和工程性能,是通過(guò)水泥砂漿的凝結(jié),硬化形成的,水泥石一旦受損,混凝土的耐久性就被破壞,因此水泥的選擇需注意水泥品種的具體性能,選擇堿含量小,水化熱低,干縮性小,耐熱性,抗水性,抗腐蝕性,抗凍性能好的水泥,并結(jié)合具體情況進(jìn)行選擇。水泥強(qiáng)度并非是決定混凝土強(qiáng)度和性能的唯一標(biāo)準(zhǔn),如用較低標(biāo)號(hào)水泥同樣可以配制高標(biāo)號(hào)混凝土。因此,工程中選擇水泥強(qiáng)度的同時(shí),需考慮其工程性能,有時(shí),其工程性能比強(qiáng)度更重要。轉(zhuǎn)貼于(2)混凝土工程施工應(yīng)考慮結(jié)構(gòu)耐久性 混凝土的拌制盡量采用二次攪拌法,裹砂法,裹砂石法等工藝,提高混凝土拌合料的和易性,保水性,提高混凝土強(qiáng)度,減少用水量;大體積混凝土的澆筑振搗應(yīng)控制混凝土的溫度裂縫,收縮裂縫,施工裂縫,建立混凝土的澆筑振搗制度,提高混凝土密實(shí)度和抗?jié)B性,重視混凝土振搗后的表面工序,并加強(qiáng)養(yǎng)護(hù),以減少混凝土裂縫。混凝土的施工過(guò)程對(duì)控制構(gòu)件外觀裂縫,施工裂縫至關(guān)重要,應(yīng)加強(qiáng)施工質(zhì)量管理,特殊季節(jié)施工的混凝土結(jié)構(gòu),尚應(yīng)采取特殊措施。(3).做好預(yù)拌混凝土原材料進(jìn)場(chǎng)驗(yàn)收記錄,對(duì)原材料 出廠質(zhì)量證明文件的原件進(jìn)行核驗(yàn),并將復(fù)印件存檔(有條件的可保存原件),加蓋原件存放單 位公章,注明原件存放處,并有經(jīng)辦人簽字和時(shí)間。

加強(qiáng)混凝土實(shí)用技術(shù)的管理

(一)加強(qiáng)預(yù)拌混凝土配合比管理 。預(yù)拌混凝土企業(yè)及分站應(yīng)當(dāng)依據(jù)相關(guān)技術(shù)標(biāo)準(zhǔn)與合同的要求,進(jìn)行混凝土配合比設(shè)計(jì),確保 混凝土質(zhì)量有可靠的保證率(一般應(yīng)不小于 115%)。預(yù)拌混凝土配合比申請(qǐng)單應(yīng)當(dāng)經(jīng)預(yù)拌混凝土 企業(yè)及分站技術(shù)負(fù)責(zé)人審定簽字后方可使用,預(yù)拌混凝土配合比通知單應(yīng)當(dāng)由試驗(yàn)室下發(fā)。預(yù)拌

(二) 混凝土工程施工應(yīng)考慮結(jié)構(gòu)耐久性 。混凝土的拌制盡量采用二次攪拌法,裹砂法,裹砂石法等工藝,提高混凝土拌合料的和易性,保水性,提高混凝土強(qiáng)度,減少用水量;大體積混凝土的澆筑振搗應(yīng)控制混凝土的溫度裂縫,收縮裂縫,施工裂縫,建立混凝土的澆筑振搗制度,提高混凝土密實(shí)度和抗?jié)B性,重視混凝土振搗后的表面工序,并加強(qiáng)養(yǎng)護(hù),以減少混凝土裂縫。混凝土的施工過(guò)程對(duì)控制構(gòu)件外觀裂縫,施工裂縫至關(guān)重要,應(yīng)加強(qiáng)施工質(zhì)量管理,特殊季節(jié)施工的混凝土結(jié)構(gòu),尚應(yīng)采取特殊措施。

參考文獻(xiàn):1. 趙彤謝劍. 《碳纖維布補(bǔ)強(qiáng)加固混凝土結(jié)構(gòu)新技術(shù)》.(天津:天津大學(xué)出版社2001. )

第4篇

關(guān)鍵詞:水泥混凝土路面養(yǎng)護(hù)技術(shù),鹽凍機(jī)理,板底灌漿,預(yù)制拼裝,快速修復(fù)

 

水泥混凝土路面在使用期間, 不僅承受著數(shù)千萬(wàn)計(jì)的輪載作用, 還經(jīng)受著環(huán)境中溫度、濕度等周期性變化的影響, 最終導(dǎo)致各種損壞的出現(xiàn)。近幾年來(lái), 隨著國(guó)民經(jīng)濟(jì)的迅速發(fā)展, 交通荷載逐步向重型化發(fā)展, 不僅交通量大幅增長(zhǎng), 而且超載、超限現(xiàn)象日益嚴(yán)重, 導(dǎo)致路面加速破壞,水泥混凝土路面的養(yǎng)護(hù)任務(wù)日益艱巨。因此, 加強(qiáng)養(yǎng)護(hù)與維修, 延長(zhǎng)水泥混凝土路面的使用壽命, 是公路養(yǎng)護(hù)部門面臨的一項(xiàng)刻不容緩的任務(wù)。

1 鹽凍破壞的影響

天津地處華北地區(qū), 冬季下雪后, 為維持交通安全, 通常在路面上灑鹽融雪除冰, 結(jié)果對(duì)水泥混凝土路面造成了極其嚴(yán)重的破壞, 鹽凍破壞的主要形式是表面砂漿起殼、粉化、剝落或脫落, 并隨著鹽水滲透深度增加, 砂漿成粉酥化向混凝土內(nèi)部發(fā)展, 破壞坑穴最深可達(dá)10cm,使路面橋面的平整度徹底損失,無(wú)法保證行車安全,并有礙路容美觀。在水泥混凝土所有耐久性破損問(wèn)題中, 鹽凍破壞的速度是最快的, 比普通冰凍破壞的速度快約10倍。剛剛建成的水泥混凝土路面或表面結(jié)構(gòu)物, 只要在初次降雪時(shí)灑了除冰鹽, 表面砂漿就會(huì)開始剝落破損。免費(fèi)論文。

研究鹽凍破壞, 有助于解決我市混凝土路面的鹽凍耐久性, 提高使用壽命, 同時(shí)也是事關(guān)水泥路面在我市的推廣和應(yīng)用, 因此具有重要的工程意義。

2 灌漿穩(wěn)板技術(shù)

通常情況下水泥混凝土路面在運(yùn)營(yíng)3~5年后, 路基已基本完成固結(jié)沉降, 產(chǎn)生了差異沉降脫空;同時(shí), 接縫填縫料開始老化、脫落, 使接縫失去防水功能。在重交通作用下產(chǎn)生唧泥、脫空等病害, 面板一旦脫空, 板內(nèi)的荷載應(yīng)力就會(huì)急劇增加, 經(jīng)過(guò)少量的疲勞循環(huán)后, 很快就發(fā)生斷裂破壞。

為了減少水泥混凝土路面板的脫空破壞, 國(guó)內(nèi)外的水泥路面養(yǎng)護(hù)規(guī)范都要求進(jìn)行灌漿處理,并將灌漿技術(shù)作為斷板前積極有效的預(yù)防性養(yǎng)護(hù)措施來(lái)對(duì)待。在我國(guó), 由于大多數(shù)水泥路面的養(yǎng)護(hù)管理單位對(duì)灌漿穩(wěn)板技術(shù)不熟悉, 關(guān)鍵技術(shù)并未掌握, 加上目前非破損脫空檢驗(yàn)技術(shù)上的困難,我國(guó)大多數(shù)水泥混凝土路面的灌漿效果并不理想。主要原因是脫空發(fā)現(xiàn)過(guò)遲, 灌漿時(shí)機(jī)偏晚, 水泥混凝土路面板的殘余疲勞壽命已經(jīng)不多。其次是灌漿技術(shù)不過(guò)關(guān), 一些關(guān)鍵的技術(shù)指標(biāo)即使在《公路水泥混凝土路面養(yǎng)護(hù)技術(shù)規(guī)范》中也不明確, 灌漿穩(wěn)板效果較差。甚至有些水泥混凝土路面在灌漿后, 并未使面板的疲勞壽命得到延長(zhǎng),反而加速了斷裂破壞。

因此, 必須對(duì)灌漿原材料、配合比、漿體與原基層的強(qiáng)度匹配關(guān)系、灌漿壓力等關(guān)鍵工藝指標(biāo)和灌漿質(zhì)量進(jìn)行深入的研究。

3 斷板快速修復(fù)技術(shù)

水泥混凝土路面的快速修復(fù), 是相對(duì)傳統(tǒng)的修復(fù)材料和修復(fù)方法而言的。采用傳統(tǒng)的修復(fù)方式,路面要經(jīng)過(guò)長(zhǎng)時(shí)間的養(yǎng)生才能開放交通, 在一些繁忙的交通要道, 這種修復(fù)方式已不能滿足要求。必須采用快速修復(fù)材料和快速修復(fù)工藝進(jìn)行養(yǎng)護(hù)。針對(duì)這種要求,可以采取兩種方法進(jìn)行試驗(yàn), 一是預(yù)制拼裝形式的斷板快速修復(fù)技術(shù),即將板塊的澆注、養(yǎng)護(hù)等工藝放置后場(chǎng)完成, 現(xiàn)場(chǎng)吊裝并進(jìn)行接縫處理就能開放交通; 二是采用特殊的材料在現(xiàn)場(chǎng)完成澆注、并進(jìn)行短時(shí)間養(yǎng)護(hù)就能開放交通的快速修復(fù)方法, 以滿足12h 內(nèi)達(dá)到通車要求。

4 新技術(shù)研究成果

4.1鹽凍破壞機(jī)理

試驗(yàn)采用剝落量作為評(píng)定水泥混凝土抗鹽凍性的技術(shù)指標(biāo)。當(dāng)30次凍融循環(huán)的剝落量大于1.0kg/m2 時(shí), 就判定該混凝土已嚴(yán)重剝蝕破壞, 為不合格;反之, 則判定該混凝土的抗鹽凍性為合格。

研究表明: 水溶液結(jié)冰產(chǎn)生的膨脹率和膨脹壓隨著鹽濃度的提高顯著降低。但在完全飽水條件下,溶液結(jié)冰產(chǎn)生的膨脹壓均非常高, 例如水和4%NaCl溶液的結(jié)冰壓分別高達(dá)40.3MPa和36.3MPa, 即使是高濃度溶液, 如10%NaCl溶液的結(jié)冰壓也有25.8MPa, 足以使高強(qiáng)混凝土解體破壞。根據(jù)溶液平衡結(jié)冰膨脹率、膨脹壓和毛細(xì)管平衡飽水度的數(shù)據(jù)綜合計(jì)算分析表明, 2%~6%中低濃度鹽溶液產(chǎn)生的結(jié)冰膨脹壓( 即破壞力) 最大。

鹽凍剝蝕最主要的原因是鹽使混凝土內(nèi)部平衡飽水度顯著提高, 且鹽濃度愈高, 飽水度愈大, 這是除冰鹽引起混凝土破壞的最主要原因。

對(duì)處于高鹽或干濕頻繁交替環(huán)境的混凝土, 鹽結(jié)晶產(chǎn)生的膨脹也是其破壞的一個(gè)重要原因。NaCl除冰鹽一般無(wú)化學(xué)侵蝕問(wèn)題, 但CaCl2除冰鹽在一定條件下可形成膨脹性的復(fù)鹽。處于( 10±5) ℃的20%CaCl2 溶液可形成新的水化產(chǎn)物: CaCl2·Ca (OH) 2·H2O復(fù)鹽(2.344, 3.144)。這類復(fù)鹽屬膨脹性產(chǎn)物, 加劇混凝土化學(xué)腐蝕破壞。

試驗(yàn)顯示, 除Na2SO4 外, 各種融雪劑、NaCl、CaCl2、尿素和海水均有不同程度的融冰雪效果。不論其化學(xué)成分是有機(jī)物還是無(wú)機(jī)物, 只要具有融冰雪功能, 就會(huì)產(chǎn)生鹽凍剝蝕破壞, 融雪劑不可濫用。

摻引氣劑和降低水灰比是提高混凝土抗鹽凍性的最主要技術(shù)措施。建議在我市水泥混凝土的路橋施工時(shí)必須摻引氣劑, 按《公路水泥混凝土路面施工技術(shù)規(guī)范》( JTGF30-2003) 規(guī)定, 含氣量應(yīng)控制在5.5%±0.5%的范圍內(nèi), 混凝土水灰比不大于0.40。

建議高抗鹽凍性能混凝土盡可能使用Ⅰ型硅酸鹽水泥或普硅水泥, 禁止使用高摻量磨細(xì)石灰石的水泥。除硅灰外, 應(yīng)少摻或不摻礦渣和粉煤灰等各種摻合料。混凝土粗集料應(yīng)選用碎石, 不宜用卵石。當(dāng)骨料在24h 內(nèi)的吸水率大于2%時(shí), 不宜選用。

試驗(yàn)表明: 由于鋼纖維的熱傳導(dǎo)性極好, 對(duì)氣泡結(jié)構(gòu)有損傷, 鋼纖維混凝土的抗鹽凍性能較差。在相同的含氣量下, 混凝土的抗鹽凍性能隨鋼纖維摻量增加而降低。免費(fèi)論文。

對(duì)于有抗鹽凍性要求的混凝土結(jié)構(gòu), 應(yīng)盡可能采用自然養(yǎng)護(hù)。如果必須采用蒸養(yǎng), 則蒸養(yǎng)溫度宜小于60℃, 蒸養(yǎng)前預(yù)養(yǎng)靜置時(shí)間大于10h。

非引氣的傳統(tǒng)快硬水泥和普硅水泥均不適合于作為鹽凍破壞路面混凝土的修補(bǔ)材料。而新型超快硬高強(qiáng)磷酸鹽水泥基材料具有非常高的抗鹽凍性能,適用于修補(bǔ)因鹽凍引起的道路破壞。

4.2板底灌漿技術(shù)

提出了板底壓漿施工前路面檢測(cè)的內(nèi)容和方法,檢測(cè)內(nèi)容包括板底脫空的判定、板體使用狀況調(diào)查、板縫彎沉檢測(cè)、高程測(cè)量以及鉆芯試驗(yàn)。其中, 板底脫空的判定是調(diào)查的重點(diǎn), 主要通過(guò)外觀判別法、彎沉檢測(cè)法和探地雷達(dá)法進(jìn)行綜合判定。

從壓漿效果、施工可控性、應(yīng)用經(jīng)濟(jì)性等因素考慮, 通過(guò)配合比優(yōu)化實(shí)驗(yàn), 確定混凝土路面板底壓漿漿液配比技術(shù)指標(biāo): 灌漿液水灰比≤0.45、豎直管流動(dòng)度≤140s、水平管流粘度系數(shù)應(yīng)≤49×10- 3Pa·s、灌漿液的泌水率應(yīng)≤1.0%、灌漿液的膨脹率應(yīng)≥3.0%的要求、根據(jù)強(qiáng)度匹配的試驗(yàn), 提出灌漿液的3d 強(qiáng)度應(yīng)滿足≥10MPa。

提出了灌漿施工工藝要求, 包括制漿、布孔、壓漿、清洗、封孔、養(yǎng)生、灌縫、壓漿配套處治措施及安全施工的具體要求。

提出了壓漿后的評(píng)價(jià)指標(biāo), 主要有填充性指標(biāo)、彎沉檢查指標(biāo)、強(qiáng)度和膨脹性指標(biāo)及耐久性指標(biāo)。

填充性指標(biāo)采用鉆孔取芯進(jìn)行檢驗(yàn), 有條件的地方也可采用探地雷達(dá)進(jìn)行論證。要求抽檢5%的壓漿板塊, 合格率應(yīng)達(dá)到90%; 彎沉檢查: 壓漿處治7d 后測(cè)量板縫彎沉, 小于0.1mm 的彎沉值比例應(yīng)大于90%;在壓漿施工過(guò)程中, 每公里取現(xiàn)場(chǎng)施工漿液做抗壓、泌水和膨脹3個(gè)指標(biāo)的試驗(yàn)合格;耐久性指標(biāo): 板底壓漿一年之內(nèi), 不發(fā)生唧泥現(xiàn)象,原有的路面板病害保持穩(wěn)定不進(jìn)一步發(fā)展。

4.3邊角快速修復(fù)技術(shù)

選用道橋修復(fù)材料( 超快硬修補(bǔ)水泥),快硬硫鋁酸鹽水泥及聚醋酸乙烯白乳膠, 分析了5 種不同配比混凝土的彎拉強(qiáng)度、劈裂強(qiáng)度和抗壓強(qiáng)度, 及新舊混凝土的粘結(jié)彎拉強(qiáng)度、粘結(jié)劈裂強(qiáng)度和粘結(jié)抗剪強(qiáng)度。研究了舊混凝土界面潮濕狀態(tài)和界面潔凈程度對(duì)粘結(jié)性能的影響。并結(jié)合路用特性, 比較不同修復(fù)材料的耐磨性。

研究表明: 道橋修復(fù)材和快硬硫鋁酸鹽水泥的早期強(qiáng)度都很高, 且強(qiáng)度發(fā)展快。特別是道橋修復(fù)材, 不僅快硬早強(qiáng), 而且粘結(jié)性能優(yōu)異。

在快硬硫鋁酸鹽水泥中摻入適量的乳膠, 除了可降低混凝土脆性、提高耐磨性外, 混凝土本身的強(qiáng)度和粘結(jié)性能都相應(yīng)降低, 因此, 應(yīng)慎用各類有機(jī)材料, 確實(shí)需要加入時(shí),必須通過(guò)試驗(yàn)確定合理?yè)搅俊1敬卧囼?yàn)結(jié)果表明: 綜合考慮強(qiáng)度、粘結(jié)性能和耐磨性, 乳膠摻量不宜超過(guò)10%。

界面的干濕及潔凈狀態(tài)對(duì)粘結(jié)性能有很大的影響作用, 一般舊混凝土基體處于飽和態(tài)可提高粘結(jié)性能。舊混凝土界面干凈時(shí)粘結(jié)抗剪強(qiáng)度可比界面不做任何處理的高出55%, 粘結(jié)劈裂強(qiáng)度可高出15%。免費(fèi)論文。

提出了適用于高等級(jí)公路和低等級(jí)公路邊角修復(fù)的膠凝材料類型和工程配合比。

4.4預(yù)制拼裝快速修復(fù)技術(shù)

從理論上分析了預(yù)制板彎拉強(qiáng)度和幾何尺寸的確定方法, 闡明了預(yù)制拼裝修復(fù)技術(shù)的各道施工工藝, 并對(duì)預(yù)制拼裝和現(xiàn)澆修復(fù)的經(jīng)濟(jì)性進(jìn)行比較。提出了預(yù)制拼裝修復(fù)技術(shù)應(yīng)用建議。研究表明: 預(yù)制拼裝修復(fù)技術(shù)是目前所有快速修復(fù)技術(shù)中用時(shí)最短、占用道路面積最小、對(duì)道路交通影響最小的一項(xiàng)實(shí)用技術(shù)。路面修復(fù)時(shí)間從面板拼裝至重新開放交通不超過(guò)5h, 是真正意義上的無(wú)阻礙交通快速修復(fù)方法。路面修復(fù)后能達(dá)到新建路面的使用功能。

綜合考慮快速修復(fù)路面的使用性能和施工性能, 預(yù)制拼裝板的設(shè)計(jì)彎拉強(qiáng)度應(yīng)不小于原路面結(jié)構(gòu)的設(shè)計(jì)彎拉強(qiáng)度, 且宜采用2.5m×2.0m 的小板, 面板配筋量以滿足吊裝要求即可。為提高接縫傳荷能力, 減少熱變形破壞, 預(yù)制板塊厚度應(yīng)與舊板厚度一致。

板間接縫采用碎石和環(huán)氧砂漿填塞, 頂面用TST改性瀝青粘結(jié)料密封, 既可實(shí)現(xiàn)良好的荷載傳遞, 又能防止雨水滲透破壞, 使用效果優(yōu)異。

預(yù)制拼裝水泥混凝土路面的修復(fù)成本小于現(xiàn)澆快通水泥混凝土路面, 具有良好的經(jīng)濟(jì)效益, 在養(yǎng)護(hù)修復(fù)工程中極具應(yīng)用前景。

4.5現(xiàn)澆快速修復(fù)技術(shù)

可使用近幾年研究開發(fā)的SBT-K10快速修補(bǔ)劑,摻加了該修補(bǔ)劑的混凝土初凝時(shí)間略大于1h, 坍落度不小于3cm, 能很好地滿足施工要求。且具有早期強(qiáng)度發(fā)展快、后期強(qiáng)度不倒縮、脆性低的優(yōu)點(diǎn),混凝土在標(biāo)準(zhǔn)養(yǎng)護(hù)條件下12h 抗折強(qiáng)度超過(guò)4.5MPa, 抗折強(qiáng)度7d 后基本穩(wěn)定,抗壓強(qiáng)度直至90d 齡期仍能持續(xù)增長(zhǎng)。快速修補(bǔ)混凝土在早期具有微膨脹特性, 彌補(bǔ)了傳統(tǒng)快速修補(bǔ)混凝土收縮大的缺點(diǎn)。

SBT-K10型快速修補(bǔ)劑具有良好的耐久性, 用其配制的混凝土的抗?jié)B、耐磨性能優(yōu)于普通混凝土, 28d 碳化深度小于10mm; 抗凍性能滿足《公路水泥混凝土路面施工技術(shù)規(guī)范》( JTGF30-2003) 中嚴(yán)寒地區(qū)路面混凝土抗凍標(biāo)號(hào)不宜小于F250 的要求。

工程應(yīng)用結(jié)果表明, SBT-K10型快速修補(bǔ)劑與水泥具有良好的適應(yīng)性, 用其修補(bǔ)路面可滿足10h開放交通要求,真正實(shí)現(xiàn)了“隔夜快通修復(fù)”的要求。

5 結(jié)束語(yǔ)

通過(guò)對(duì)鹽凍破壞機(jī)理的研究, 提出高抗鹽凍性水泥混凝土路面等的設(shè)計(jì)施工技術(shù)原則。這對(duì)大幅度提高我市水泥混凝土路面、橋面等結(jié)構(gòu)物的耐久性和使用壽命, 降低維護(hù)費(fèi)用,具有顯著的經(jīng)濟(jì)效益和社會(huì)效益。

確定灌漿原材料的技術(shù)要求; 研究漿液配合比、可灌性; 分析漿體強(qiáng)度發(fā)展規(guī)律及其與原基層的強(qiáng)度匹配關(guān)系; 探索灌漿壓力等關(guān)鍵工藝指標(biāo)和灌漿質(zhì)量的關(guān)系等是灌漿穩(wěn)板研究的主要內(nèi)容。灌漿穩(wěn)板是水泥混凝土路面預(yù)防性養(yǎng)護(hù)中的關(guān)鍵技術(shù)。是保持水泥路面結(jié)構(gòu)完好、保證交通暢通、降低養(yǎng)護(hù)費(fèi)用的必備養(yǎng)護(hù)技術(shù)之一。

采用快硬材料進(jìn)行修復(fù), 重在研究和挖掘。但特種快硬水泥材料在全國(guó)范圍內(nèi)產(chǎn)地、產(chǎn)量有限,不易購(gòu)買, 目前尚未大量普及應(yīng)用, 且價(jià)格昂貴,修復(fù)成本較高, 因此僅能用于少量的應(yīng)急修復(fù)工程。從施工性能及經(jīng)濟(jì)性來(lái)看, 預(yù)制拼裝是水泥路面快速修復(fù)的發(fā)展趨勢(shì)。

加強(qiáng)對(duì)鹽凍破壞修復(fù)方法、板底灌漿技術(shù)、預(yù)制拼裝及現(xiàn)澆快速修復(fù)等養(yǎng)護(hù)新技術(shù)的研究和推廣,將為我市水泥混凝土路面養(yǎng)護(hù)水平的提高提供科學(xué)的理論依據(jù)和實(shí)踐經(jīng)驗(yàn)。

第5篇

關(guān)鍵詞:粘結(jié)機(jī)理;破壞機(jī)理;影響因素

引言

混凝土結(jié)構(gòu)是當(dāng)今世界上用途最廣、用量最大的建筑結(jié)構(gòu)。并已被廣泛應(yīng)用于已建的和在建的水利、交通、工業(yè)民用建筑等大型國(guó)民經(jīng)濟(jì)基礎(chǔ)性設(shè)施和國(guó)防工程中。但同時(shí),它也面臨著嚴(yán)重的耐久性問(wèn)題。工程實(shí)踐證明,在原有建筑形體基礎(chǔ)上對(duì)其進(jìn)行加固和改造,不僅可提高原結(jié)構(gòu)的安全,而且能達(dá)到新建筑使用功能的要求。而這些都會(huì)涉及到新舊混凝土粘結(jié)的問(wèn)題,新舊混凝土粘結(jié)的質(zhì)量直接影響加固改造成果的質(zhì)量。因此,對(duì)新舊混凝土界面的粘結(jié)以及受力性能研究是具有重要的理論研究意義和工程應(yīng)用價(jià)值。

1新舊混凝土界面粘結(jié)機(jī)理

關(guān)于新舊混凝土的粘結(jié)機(jī)理,具有代表性的觀點(diǎn)是:新舊混凝土的粘結(jié)模型分為滲透層、反應(yīng)層和漸變層。滲透層在老混凝土一側(cè),是由老混凝土以及由界面長(zhǎng)入老混凝土的晶體組成;反應(yīng)層是物理化學(xué)變化最復(fù)雜的區(qū)域,主要由界面劑的水化產(chǎn)物以及界面劑與新舊混凝土的化學(xué)反應(yīng)產(chǎn)物組成,該層的晶體較大,孔洞較多,為界面強(qiáng)度的決定因素;漸變層是由反應(yīng)層向新混凝土的過(guò)渡層,主要由新混凝土的水化產(chǎn)物組成,但該層的晶體較新混凝土本體大,孔洞也較多。

2新舊混凝土的結(jié)合面薄弱原因分析

新舊混凝土破壞曲面不是唯一的,大部分情況下,會(huì)在原結(jié)合面附近或沿偏離結(jié)合面的區(qū)域破壞,這一破壞區(qū)域,叫做界面過(guò)渡區(qū),它是新舊混凝土粘結(jié)后的薄弱區(qū)。對(duì)于界面過(guò)渡區(qū)的破壞機(jī)理,主要是下面兩種觀點(diǎn)。其中之一認(rèn)為界面過(guò)渡區(qū)的破壞機(jī)理與整澆混凝土的破壞機(jī)理基本相同,所不同的是其內(nèi)部的潛在缺陷比整澆混凝土更嚴(yán)重。造成這種嚴(yán)重缺陷的原因主要有以下幾點(diǎn):

(1)粘結(jié)面附近舊混凝土的強(qiáng)度劣化及粘結(jié)面鑿毛處理時(shí)對(duì)老混凝土骨料的擾動(dòng);

(2)粘結(jié)界面處新舊混凝土結(jié)合不良;

(3)新混凝土澆筑不實(shí)及新混凝土本身固有的結(jié)構(gòu)組織特性。

另一種觀點(diǎn)則認(rèn)為界面過(guò)渡區(qū)的破壞機(jī)理不同于整澆混凝土,其破壞機(jī)理是由于界面過(guò)渡區(qū)本身的特點(diǎn)以及界面生成物造成的。通過(guò)一些SEM照片可以發(fā)現(xiàn),界面區(qū)中主要存在C-S-H凝膠(水化硅酸鈣)、C-H晶體[Ca (OH)2]、Aft (鈣釩石)、未水化的熟料及孔洞、裂縫,界面區(qū)中C-H晶體數(shù)量多且晶體尺寸較大,而且孔洞較多,對(duì)界面粘結(jié)將產(chǎn)生不利影響。因此,這種觀點(diǎn)認(rèn)為界面過(guò)渡區(qū)具有以下特點(diǎn):

(1)界面過(guò)渡區(qū)中晶體比水泥漿本體中的晶體粗大;

(2)界面過(guò)渡區(qū)中晶體有擇優(yōu)取向;

(3)界面過(guò)渡區(qū)中晶體比水泥漿本體具有更大、更多的孔隙。

3新舊混凝土界面粘結(jié)的影響因素

3.1 界面處理工藝對(duì)界面粘結(jié)的影響

大連理工大學(xué)的趙志方等人采用了高壓水射法對(duì)新老混凝土粘結(jié)面進(jìn)行沖毛處理試驗(yàn),以3種噴射水壓力得到了不同粗糙度的老混凝土表面.隨后進(jìn)行了劈拉強(qiáng)度試驗(yàn),其結(jié)果表明隨著噴射水壓力的增大,粘結(jié)面的粗糙度增大,新老混凝土的粘結(jié)劈拉強(qiáng)度也隨之提高,約為老混凝土整體劈拉強(qiáng)度的64.1%~75.5%,為新混凝土整體劈拉強(qiáng)度的63.3%一74.5%[1]。

切槽法[2]是近幾年提出的一種新的界面處理方法,是用人工或機(jī)械在老混凝土表面上按照一定的深度進(jìn)行間隔切槽,每個(gè)切槽深度約為老混凝土最大粗骨料粒徑的1/4~1/2,槽寬為老混凝土最大粗骨料粒徑的1~1.5倍。

此外,還有噴蒸汽法、氣錘鑿毛法、化學(xué)腐蝕法以及最常用的人工鑿毛法等粘結(jié)面處理方法.綜合考慮,高壓水射法和噴砂法由于其效率高,且不損傷周圍老混凝土的特性,因而能獲得較高的粘結(jié)強(qiáng)度,但其購(gòu)置設(shè)備費(fèi)用較高;人工鑿毛法易在老混凝土界面產(chǎn)生擾動(dòng),產(chǎn)生附加裂縫,但施工技術(shù)簡(jiǎn)單且工程造價(jià)低,因而在實(shí)際工程中較常使用。

3.2 界面劑的選擇對(duì)界面粘結(jié)的影響

經(jīng)過(guò)粗糙度處理的老混凝土表面涂刷界面劑可改善老混凝土的粘結(jié)微觀結(jié)構(gòu),提高粘結(jié)性能,提高的幅度隨界面劑種類的不同而異,一般可達(dá)8%一60%。常用的界面劑有水泥凈漿、水泥砂漿、快硬鐵鋁酸鹽水泥漿、水泥膨漿及聚合物類界面劑等,均能改善新老混凝土粘結(jié)性能,而水泥凈漿具有經(jīng)濟(jì)實(shí)用的優(yōu)點(diǎn),且其提高新老混凝土粘結(jié)斷裂韌度效果較好,因此在工程種應(yīng)用較多。界面劑厚度一般不超過(guò)3mm,以0.5~1.5mm為宜。

汕頭大學(xué)的李庚英等人以粉煤灰、細(xì)砂為改性材料配制了新型界面劑:水灰比為0.4,水泥和砂比為1。進(jìn)行劈拉試驗(yàn)與同水灰比的水泥凈漿、水泥膨漿相比較。試驗(yàn)結(jié)果顯示,新型界面劑顯著提高了界面粘結(jié)強(qiáng)度,其劑較水泥凈漿和水泥膨漿分別提高了25.6%和34.2%,且界面層結(jié)構(gòu)密實(shí)。申豫斌采用碳纖維水泥砂漿作為界面劑[3],用劈拉試驗(yàn)測(cè)試新老混凝土粘結(jié)界面抗拉強(qiáng)度。與水泥凈漿做界面劑7、14、28d的粘結(jié)強(qiáng)度比較,可提高75.5%、80.7%、80.0%。

3.3 新混凝土的種類對(duì)界面粘結(jié)的影響

混凝土結(jié)構(gòu)加固所用的混凝土強(qiáng)度等級(jí),設(shè)計(jì)時(shí)宜比原結(jié)構(gòu)、構(gòu)件的設(shè)計(jì)混凝土強(qiáng)度提高一級(jí),且不應(yīng)低于C20.粘結(jié)強(qiáng)度隨著新混凝土強(qiáng)度的增加而提高,但提高幅度很小,且不經(jīng)濟(jì)。

趙志方等人對(duì)由1年以上齡期的老混凝土制成的新老混凝土粘結(jié)抗折試件進(jìn)行試驗(yàn),新混凝土分別選用了普通硅酸鹽水泥混凝土、尼龍纖維混凝土、鋼纖維混凝土、快硬鐵鋁硅酸鹽水泥混凝土.實(shí)驗(yàn)結(jié)果表明,尼龍纖維混凝土對(duì)新老混凝土粘結(jié)抗折強(qiáng)度提高不大,纖維混凝土對(duì)粘結(jié)抗折強(qiáng)度有一定的提高,而快硬鐵鋁酸鹽水泥混凝土的粘結(jié)抗折強(qiáng)度高于同齡期普通水泥混凝土,可適用于一些緊急搶修工程.且摻入纖維、聚合物或采用預(yù)鋪骨料混凝土等均可不同程度的減小混凝土的收縮,提高新老混凝土的粘結(jié)性。

4 結(jié)語(yǔ)

從以上幾個(gè)方面的論述,可以看出,新老混凝土的粘結(jié)性能與實(shí)際的施工方法、對(duì)粘結(jié)面的處理方式、施工中使用的界面劑、老混凝土強(qiáng)度和老化程度、新混凝土的強(qiáng)度等都有密切關(guān)系。

同時(shí)關(guān)于新老混凝土粘結(jié)還存在以下問(wèn)題待解決:

(1)界面處理方式、界面劑、新老混凝土齡期、植筋等因素對(duì)新老混凝土粘結(jié)性能的影響,目前試驗(yàn)和理論研究并不充分,而且不同的研究者研究結(jié)論并不統(tǒng)一,甚至矛盾。

(2)關(guān)于粘結(jié)面粘結(jié)強(qiáng)度的計(jì)算公式目前還寥寥無(wú)幾,且結(jié)果并不可靠。

(3)目前的試驗(yàn)研究絕大部分集中于小構(gòu)件試驗(yàn),對(duì)于足尺試驗(yàn)涉及并不多,試驗(yàn)結(jié)果難以移植。

參考文獻(xiàn)

[1] 趙志方,趙國(guó)藩.采用高壓水射法處理新老混凝土粘結(jié)面的試驗(yàn)研究[J].大連理工大學(xué)學(xué)報(bào),1999,39(4):558-561.

[2] 韓菊紅.新老混凝土粘結(jié)斷裂性能研究及工程應(yīng)用[D] 大連:大連理工大學(xué),2002.

[3] 申豫斌.新老混凝土粘結(jié)界面收縮裂縫和疲勞特性的試驗(yàn)研究[D].汕頭:汕頭大學(xué).2001

[4] 高劍平等.不同界面劑對(duì)新舊混凝土粘結(jié)強(qiáng)度影響的試驗(yàn)研究[J].哈爾濱建筑大學(xué)學(xué)報(bào), 2001 (5).

第6篇

關(guān)鍵詞:橋面;超薄磨耗層;綜述;橋梁與隧道工程

1 引言

鋼橋具有構(gòu)件質(zhì)量輕、運(yùn)輸與架設(shè)方便、施工周期短等特點(diǎn)。而鋼橋面鋪裝是鋼橋建設(shè)的關(guān)鍵技術(shù)之一,這是由于鋪裝層鋪設(shè)于剛度較小的面板上,在行車荷載與溫度變化、風(fēng)荷載、地震等外界環(huán)境因素共同作用下,其受力和變形的十分復(fù)雜,致使鋼橋面鋪裝早期病害與損壞現(xiàn)象普遍存在。

目前,鋼橋面鋪裝的結(jié)構(gòu)形式主要有兩種:柔性鋪裝和剛性鋪裝。柔性材料一般為瀝青混合料,采用高溫澆注式瀝青混凝土、改性瀝青混凝土、環(huán)氧瀝青混凝土。調(diào)查研究發(fā)現(xiàn),柔性鋪裝層容易出現(xiàn)如車轍、脫層、推移、擁包、縱橫向裂縫及網(wǎng)狀裂縫、坑槽等破壞。究其原因是由于鋼橋面通常剛度小,重載作用下局部變形大,應(yīng)力集中現(xiàn)象嚴(yán)重,再加上鋪裝層工作條件惡劣,柔性鋪裝層模量低,不能有效提供橋面剛度、降低各層中的應(yīng)力,因此難以解決鋼橋面板及柔性鋪裝層的疲勞開裂問(wèn)題。而剛性鋪裝由于能大幅提高橋面剛度,大幅度降低應(yīng)力幅,從而解決鋼橋面疲勞開裂和鋪裝易損的問(wèn)題,但傳統(tǒng)的水泥混凝土厚度較大,約為60cm,自重太大,且易出現(xiàn)裂縫、坑槽、鋼筋外露等破壞,有鑒于此,國(guó)內(nèi)外學(xué)者提出了幾種新型的鋪裝材料和結(jié)構(gòu)類型,如輕集料混凝土鋪裝、鋼纖維混凝土(SFRC)鋪裝、高性能混凝土(HPC)鋪裝等等,然而這些鋪裝材料在承受反復(fù)拉應(yīng)力時(shí),其力學(xué)性能如抗拉強(qiáng)度、受拉極限變形等仍顯不足,一旦鋪裝層開裂,會(huì)引起橋面系剛度下降、粘結(jié)層失效、鋼板腐蝕,橋面系使用壽命降低。

2 薄層磨耗層

現(xiàn)行的超薄磨耗層材料通常采用瀝青混合料,厚度為10-25mm,如SMA、AC、OGFC、Superpave和Novachip等,其中Novachip使用效果最好,作為磨耗層壽命一般為7-10年。另外,國(guó)內(nèi)外也開始采用聚合物類混凝土作為磨耗層材料,美國(guó)對(duì)其進(jìn)行了深入研究,將其用于鋼橋面鋪裝已有數(shù)十年,制訂了相應(yīng)的規(guī)范和指標(biāo)指導(dǎo)設(shè)計(jì)和施工,根據(jù)NCHRP于2011年的報(bào)告,如果按規(guī)定要求正確施工,薄層聚合物罩面(Thin Polymer Overlays,TPO)使用壽命能達(dá)15年左右。法國(guó)最早開始研究并應(yīng)用超薄磨耗層作為面層,提出的超薄瀝青混凝土磨耗層厚度為15-20mm,主要材料為4-6mm的碎石、0-2mm的砂礫、礦粉和瀝青,能夠滿足路面功能性要求,但對(duì)路面結(jié)構(gòu)強(qiáng)度并不會(huì)有所增加,所以超薄瀝青混凝土磨耗層的結(jié)構(gòu)層應(yīng)具有足夠的強(qiáng)度,并具有完好的結(jié)構(gòu)性能。

3鋼橋面磨耗層鋪裝技術(shù)

薄層聚合物鋪裝材料主要由聚合物粘結(jié)劑和撒布骨料組成。聚合物粘結(jié)劑與水泥混凝土等基材粘結(jié)性能好,常溫下環(huán)氧的粘結(jié)強(qiáng)度達(dá)2MPa以上,可阻隔氯離子、抵抗水汽等對(duì)橋面侵蝕。粘結(jié)劑能提供的層間粘結(jié)強(qiáng)度以及層間抗剪切強(qiáng)度直接決定了聚合物鋪裝結(jié)構(gòu)的路用性能。粘結(jié)強(qiáng)度、抗剪切強(qiáng)度不足直接導(dǎo)致早期病害。撒布骨料提供表面抗滑性能。鋪裝結(jié)構(gòu)可以根據(jù)不同的交通需求,采用不同的集料來(lái)提供不同抗滑性能的鋪裝表面。所采用的集料碎石一般粒徑為1-5mm,主要起骨料作用。

薄層聚合物混凝土主要有兩種鋪裝方法:撒布法(Broom and Seed)和砂漿法(Slurry)。

撒布法。將聚合物粘結(jié)劑按一定用量涂抹在下承層表面,然后根據(jù)道路交通需求,將一定級(jí)配的耐磨骨料撒布在粘結(jié)劑表面,經(jīng)養(yǎng)生固化后,清除多余的骨料。撒布法可以單層或多層反復(fù)施工,達(dá)到預(yù)期的鋪裝厚度。美國(guó)目前主流的幾類鋪裝材料均是按此工藝進(jìn)行施工。

砂漿法。與傳統(tǒng)瀝青類材料施工技術(shù)相似,即預(yù)先將聚合物粘結(jié)劑和集料按一定配比攪拌均勻,然后按一定鋪裝厚度攤鋪在下承層表面。由于聚合物粘結(jié)劑的性能不同于瀝青類材料,不能使用傳統(tǒng)的攤鋪機(jī)作業(yè),一般仍是采用小型攪拌槳和攪拌桶,再經(jīng)人工攤鋪。攤鋪后,仍需撒布集料,確保表面無(wú)濕點(diǎn)存在。

4 研究展望

由于TPO與水泥基具有優(yōu)異的粘結(jié)性能、抗剪切性能;厚度薄能有效減輕橋身靜載;高低溫性能好,無(wú)車轍、推移破壞;耐久性能好,使用壽命在15年左右。因此提出將聚合物混凝土作為新型組合橋面結(jié)構(gòu)上的磨耗層,形成“鋼橋面板+STC超高韌性混凝土+TPO超薄磨耗層”組合鋪裝體系,新型鋪裝體系能減輕橋身自重、提供優(yōu)異的路用性能、增強(qiáng)橋面的耐久性能。

參考文獻(xiàn)

[1]吳迪,張宏超.新型聚合物橋面鋪裝結(jié)構(gòu)層間剪切性能.北京科技大學(xué)學(xué)報(bào),2011,33(S1):193-198.

第7篇

關(guān)鍵詞:水泥混凝土路面,修補(bǔ) , 改造

Abstract: this paper is mainly in rural highway low level of cement concrete pavement appeared after the disease, and then presents the measures.

Keywords: cement concrete pavement, repair, renovation

中圖分類號(hào):TU37文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼:A文章編號(hào):

我國(guó)“十一五”期間全國(guó)實(shí)施村村通公路工程,五年間投資9500億元新改建農(nóng)村公路186.省略轉(zhuǎn)貼于水泥混凝土路面損壞可分為:斷裂類、豎向位移類、接縫類和表層類四種類型。斷裂類主要指縱、橫、斜向裂縫和交叉裂縫、斷裂板等;豎向位移類主要指沉陷和脹起;接縫類主要指裂縫的填縫料損壞、唧泥、錯(cuò)臺(tái)和拱起等;表層類主要指坑洞、露骨、網(wǎng)裂和起皮、粗集料凍融裂紋、修補(bǔ)損壞等。

針對(duì)常見(jiàn)病害結(jié)合工作實(shí)際提出以下修補(bǔ)與改造措施:

一、斷板的處理與修復(fù)

1、 裂縫修補(bǔ)

對(duì)于輕微斷裂,裂縫無(wú)剝落或輕微剝落,縫寬小于3mm的應(yīng)采用灌入粘結(jié)劑修補(bǔ),如聚胺脂、聚硫環(huán)氧脂、環(huán)氧樹脂等高分子材料。縫寬不足5mm的非擴(kuò)展性表面裂縫,采用壓注灌漿法;局部性裂縫,且縫口較寬時(shí),采取擴(kuò)縫灌漿法;對(duì)貫穿全厚的裂縫,采用條帶罩面法。對(duì)裂縫寬度大于3mm的裂縫,用環(huán)氧樹脂與固化劑攪拌均勻后直接灌注。

2、 接縫修補(bǔ)

接縫施工時(shí),如采用一般性的擴(kuò)縫嵌填或澆注專用修補(bǔ)劑有一定的效果,但耐久性不易保證;采用擴(kuò)縫加筋的辦法進(jìn)行修補(bǔ)具有較好的增強(qiáng)效果。

3、 局部修補(bǔ)

板面局部斷裂損壞,進(jìn)行小塊修復(fù)時(shí)應(yīng)視板面損壞的程度不同分三種方式修補(bǔ):①對(duì)于輕微斷裂,裂縫有輕微剝落的先畫線放樣,按畫線范圍開鑿成深約5~7cm的長(zhǎng)方形凹槽,沖洗干凈后,用快凝小石子混凝土填補(bǔ)。②對(duì)于輕微斷裂,裂縫較寬且有輕微剝落的斷板,應(yīng)按裂縫兩側(cè)各20cm的寬度開鑿成板厚一半的凹槽,凹槽應(yīng)與中線垂直,在凹槽底部裂縫的兩側(cè)用沖擊鉆沿與中線平行方向,間距30~40cm,打眼貫通至板厚達(dá)基層表面,然后在孔眼安設(shè)II形鋼筋,用高強(qiáng)度砂漿填塞孔眼至密實(shí),最后用與原路面相同強(qiáng)度等級(jí)的快凝混凝土澆筑至路面齊平。③較為徹底的辦法是將凹槽邊緣兩側(cè)板厚中央打洞,深10cm,直徑4cm,水平間距30~40cm。每個(gè)洞應(yīng)先將其周圍潤(rùn)濕,插入一綠肥直徑18~20cm、長(zhǎng)約20cm的鋼筋,然后用快凝砂漿填塞搗實(shí),待砂漿硬后澆筑快凝混凝土,打夯搗實(shí)齊平路面即可。

4 、破碎板塊修補(bǔ)

對(duì)于嚴(yán)重?cái)嗔选⑵扑榘?即挖除整塊破碎板,然后澆筑水泥混凝土,板厚與原面板厚度一致,但一般不宜小于24cm,否則可采用鋼筋混凝土進(jìn)行修復(fù)。板角斷裂等破損采用局部修補(bǔ)方式,即對(duì)板角斷裂的部分漸除成正方形或矩形,在原板壁上加裝傳力桿后,在鑿除位置澆筑混凝土。

5、 脫空板塊處治技術(shù)

路面使用期間出現(xiàn)的裂縫、破碎板兒乎都與板底脫空有關(guān)。即使一些當(dāng)時(shí)看來(lái)既沒(méi)有破碎又沒(méi)有裂縫的板塊,其板底仍可能存在脫空,這種病害較隱蔽,但其危害性卻非常之大。在路面修復(fù)中,若脫空板不處理,即使加鋪層達(dá)到20cm以上,也無(wú)法防止反射裂縫的出現(xiàn)。板底脫空可使用鉆孔壓漿法處理,此法是借鑒后張法預(yù)應(yīng)力構(gòu)件的孔道壓漿原理,在混凝土面板底部有脫空處鉆孔,通過(guò)孔洞利用高強(qiáng)壓力將流質(zhì)材料壓入脫空空隙,流質(zhì)材料凝固后產(chǎn)生一定的強(qiáng)度,對(duì)面板產(chǎn)生均勻承托的作用,進(jìn)而達(dá)到穩(wěn)固板塊的目的。

6、加鋪瀝青層

加鋪瀝青層是舊水泥混凝土路面有效的補(bǔ)強(qiáng)措施之一,不僅提高了路面的承載能力,消除了原有接縫處易產(chǎn)生卿泥、斷裂、脫空等多種病害的不利影響,同時(shí)也提高了路面平整度和抗滑能力,改善了路面使用性能,提高了路面使用壽命,對(duì)于農(nóng)村公路來(lái)說(shuō)是既經(jīng)濟(jì)又實(shí)用。

舊水泥混凝土路面瀝青加鋪層的施工主要環(huán)節(jié)為:處理破碎板:將原路面嚴(yán)重破碎板、嚴(yán)重裂縫、板角斷裂等破碎板塊挖除,用早強(qiáng)混凝土或早強(qiáng)鋼筋混凝土進(jìn)行修補(bǔ)至與原路面齊平,原路涵洞蓋板鋪裝層出現(xiàn)破碎的也應(yīng)一并處理。穩(wěn)定原路面板:對(duì)唧泥、脫空的混凝土面板及輕微、中等裂縫的面板進(jìn)行板底壓漿處理,使混凝土面板處于穩(wěn)定狀態(tài)。對(duì)所有縮縫、縱縫、裂縫清縫后,用填縫料灌縫。然后在原混凝土路面上灑布粘層油,以減少路表水下滲并提高加鋪層與原路面的結(jié)合能力。加鋪防水性能較好的密級(jí)配細(xì)粒式或中粒式瀝青混凝土3~4cm瀝青層。原水泥混凝土路面橫坡較小時(shí),通過(guò)瀝青面層調(diào)整路面橫坡不小于1.5%。碾壓時(shí),選擇壓實(shí)機(jī)具噸位應(yīng)考慮瀝青層的厚度,防止過(guò)振引起瀝青混合料二次細(xì)粒化。為防止瀝青層滲水導(dǎo)致混凝土路面加鋪后再次唧泥問(wèn)題,可在舊板與瀝青層間鋪筑玻璃纖維布隔離層。

3 預(yù)防建議

水泥混凝土路面的病害處治始終是一種事后補(bǔ)救的方法,對(duì)水泥混凝土路面病害,更多的應(yīng)當(dāng)以建立預(yù)防為主的思想,盡量在設(shè)計(jì)和施工中予以避免減少,本文在此提出以下幾點(diǎn)建議:

嚴(yán)格路基特別是基層參數(shù)的選取,如各基層回彈模量、含水率、液限、現(xiàn)場(chǎng)承載力等,確保施工值與設(shè)計(jì)值一致,并且設(shè)計(jì)取值與現(xiàn)場(chǎng)客觀實(shí)際相符,因此必要時(shí)應(yīng)加大基本設(shè)計(jì)依據(jù)、參數(shù)的現(xiàn)場(chǎng)實(shí)際測(cè)定方面的工作,而不能僅按規(guī)范選取。

加強(qiáng)路基施工管理,對(duì)填方路基,確保分層回填,分層碾壓,并強(qiáng)化施工單位自檢和監(jiān)理檢查工作,一要保證達(dá)到要求的壓實(shí)度,并要求壓實(shí)均勻,特別是路肩部位及車道與路肩交接部位,此處極易產(chǎn)生縱向錯(cuò)臺(tái);對(duì)半填半挖路基,特別注意挖、填結(jié)合部位的碾壓。

對(duì)用作路基的土,應(yīng)加強(qiáng)土質(zhì)的鑒別和性能測(cè)試,對(duì)膨脹土,注意區(qū)分其類別,對(duì)強(qiáng)膨脹土,必須置換,對(duì)中、弱膨脹土,采用適當(dāng)?shù)姆椒▽?duì)土質(zhì)進(jìn)行改良,基坡較大時(shí),采用適當(dāng)?shù)脑O(shè)施來(lái)加強(qiáng)土坡穩(wěn)定性,從而保證路面不破壞。

加強(qiáng)路面材料研究,選擇適宜的材料及配比,對(duì)特殊路段,也可適量采用成本較高的新型路面材料,如鋼纖維混凝土、連續(xù)配筋混凝土等,初期投資的適當(dāng)增加可大量減少后期養(yǎng)護(hù)費(fèi)用。

加強(qiáng)路面施工管理,采用規(guī)范化、程序化的施工和養(yǎng)生方法,適時(shí)切縫,掌握適合的操作時(shí)機(jī),并根據(jù)氣溫變化的不同情況做不同的處理。

參考文獻(xiàn):

[1]肖柏軒,蔣立強(qiáng).淺談水泥混凝土路面病害的防治與維護(hù)及養(yǎng)護(hù)[J].山西建筑,2007,(9).

[2] 王國(guó)清.公路工程質(zhì)量問(wèn)題及防治措施. 人民交通出版社,2002.

第8篇

【關(guān)鍵詞】 穿層巷道 錨網(wǎng)噴 支護(hù) 應(yīng)用

由于礦井地質(zhì)條件相對(duì)復(fù)雜,地應(yīng)力較大,在煤礦井下穿層巷道中容易出現(xiàn)圍巖松軟破碎、底鼓等現(xiàn)象,支護(hù)起來(lái)相對(duì)困難的情況。而在穿層巷道中采用錨網(wǎng)噴支護(hù)技術(shù)就能有效的解決上述問(wèn)題,而且錨網(wǎng)噴支護(hù)還具有技術(shù)先進(jìn)、經(jīng)濟(jì)可行、安全可靠、施工方便等優(yōu)點(diǎn),可以確保礦井的安全生產(chǎn)。

1 巷道支護(hù)的方式

巷道支護(hù)按照使用的支護(hù)材料分,有木棚、金屬支架、混凝土或料石砌碹及錨噴等支護(hù)方式。巷道用木材支護(hù)是采礦工業(yè)中采用最早,使用最廣泛的一種支護(hù)方式。巷道用木材支護(hù)是采礦業(yè)中采用最早,使用范圍最廣泛的一種支護(hù)方式。由于它容易腐朽、強(qiáng)度較低、容易著火等缺點(diǎn)。逐漸地被其他的支護(hù)方式所取代。現(xiàn)在礦井中廣泛使用的裝配式鋼筋混凝土支架、金屬支架、錨桿支護(hù)及錨噴支護(hù)。在服務(wù)年限長(zhǎng),礦壓較大的巷道中多采用混凝土或料石砌碹和錨噴的支護(hù)方式。今后,錨桿支護(hù)和錨噴支護(hù)有逐漸取代其他支護(hù)的趨勢(shì),成為礦井巷道的主要支護(hù)方式。

2 巷道支護(hù)方式分類

2.1 噴混凝土支護(hù)

噴射混凝土支護(hù)就是將水泥、砂、石子和速凝劑按照一定的比例混合攪拌后,送入混凝土噴射機(jī)中,用壓縮空氣將干拌和料送到噴頭處,在噴頭的水環(huán)處加水后,高速噴射到巷道圍巖表面,從而起到支護(hù)作用的一種支護(hù)形式和施工方法。這是一種不用模板、沒(méi)有澆注和搗固工序的快速、高效的混凝土施工工藝,具有及時(shí)、密貼、早強(qiáng)、封閉的特點(diǎn)。

2.2 錨桿支護(hù)

用錨桿支護(hù)巷道就是在巷道掘進(jìn)后,先向圍巖打眼,在孔內(nèi)錨入錨桿,把巷道圍巖予以人工加固,充分利用圍巖本身的強(qiáng)度,從而達(dá)到維護(hù)巷道的目的。舊的、傳統(tǒng)的支護(hù)形式—架設(shè)支架或砌碹是在井巷掘進(jìn)后,作為一種獨(dú)立的地下結(jié)構(gòu)物支設(shè)在井巷里,消極地、被動(dòng)地等待地層來(lái)呀和抵抗圍巖向井巷內(nèi)發(fā)生過(guò)大的變形,由于舊支架與圍巖之間存在一定的空隙,需要等圍巖產(chǎn)生較大的變形、松散后才能充分受力。這樣,便擴(kuò)大了井巷周圍由于巖石的變形、位移、裂隙發(fā)展而形成的松碎范圍,因?yàn)樵黾恿俗饔迷谥Ъ苌系膲毫Γ瑦夯酥Ъ艿墓ぷ鳁l件,甚至將所架的支架壓垮。錨桿不用于一般的支架,它不只是消極地承受巷道圍巖所產(chǎn)生的地壓和阻止破碎巖石的冒落,而是通過(guò)錨入圍巖內(nèi)的錨桿來(lái)改變圍巖本身的力學(xué)狀態(tài),在巷道周圍形成一個(gè)整體而穩(wěn)定的巖石帶,錨桿與圍巖共同作用而達(dá)到支護(hù)巷道的目的。錨桿支護(hù)是一種積極防御的支護(hù)方法。

2.3 錨網(wǎng)噴聯(lián)合支護(hù)

對(duì)于特別松軟、破碎的斷層帶,或圍巖穩(wěn)定性差,或受爆破震動(dòng)較大的巷道,宜選用錨、噴、網(wǎng)聯(lián)合支護(hù)。設(shè)置金屬網(wǎng)的主要作用是防止混凝土噴層收縮而產(chǎn)生裂隙,抵抗震動(dòng),使混凝土應(yīng)力均勻分布,避免局部應(yīng)力集中,提高噴射混凝土支護(hù)的能力。噴射混凝土能有效地預(yù)防錨桿間的石塊掉落,但其本身是脆性的,當(dāng)巖石變形大時(shí)容易開裂剝落。解決辦法之一就是在噴射混凝土中加鋼纖維,增加混凝土的抗彎強(qiáng)度和韌性。另外,若在噴射混凝土之前敷設(shè)金屬網(wǎng),噴后則成為鋼筋混凝土層,提高了噴層的整體性,改善了噴層的抗拉性能,這也就形成了錨噴網(wǎng)聯(lián)合支護(hù),能有效的支護(hù)松散破碎的軟弱巖層。金屬網(wǎng)用托盤固定或綁扎在錨桿端頭,為了便于施工和避免噴射混凝土?xí)r在金屬網(wǎng)背后出現(xiàn)空洞,金屬網(wǎng)格不應(yīng)小于200×200mm,金屬網(wǎng)用鋼筋直徑一般為6-12mm,噴射厚度一般不應(yīng)小于100mm,以便將金屬網(wǎng)全部覆蓋住,并使金屬網(wǎng)至少有20mm厚的保護(hù)層。

3 錨網(wǎng)噴聯(lián)合支護(hù)技術(shù)在穿層巷道的應(yīng)用

3.1 錨網(wǎng)噴支護(hù)的機(jī)理

錨、網(wǎng)、噴三者相互獨(dú)立又共為一體。對(duì)于圍巖隨時(shí)變化的穿層巷道來(lái)說(shuō),錨桿是懸吊作用、組合拱作用和圍巖強(qiáng)度強(qiáng)化作用集一身。巷道不論采用何種支護(hù)形式,都要允許壓力釋放和留有壓力釋放的時(shí)間和空間。錨后的初噴為壓力釋放創(chuàng)造了條件,待其壓力釋放高峰過(guò)后,巷道變形趨向緩慢時(shí),再進(jìn)行復(fù)噴,既可以補(bǔ)救初噴的破壞作用,還可以增厚噴層以阻止或減緩圍巖緩慢持續(xù)的變形。

3.2 確定錨桿參數(shù)

從經(jīng)驗(yàn)公式計(jì)算錨桿長(zhǎng)度為1.6m。根據(jù)原煤炭部"緩傾斜、傾斜回采巷道圍巖穩(wěn)定性分類方案",巷道圍巖劃分為既有穩(wěn)定又有不穩(wěn)定的Ⅱ一Ⅵ類圍巖,故圍巖影響系數(shù)取1.1;按巷道最大垮度4m。根據(jù)理論計(jì)算,結(jié)合工程類比,最后確定支護(hù)參數(shù):錨桿長(zhǎng)度取2m,錨桿直徑20mm 左旋螺紋鋼,錨桿間距0.8m,托板取厚度為5mm 的預(yù)應(yīng)力鐵托盤。確定網(wǎng)的規(guī)格:采用鋼筋網(wǎng),長(zhǎng)、寬2m×1m。錨固劑的確定:錨固劑采用煤孔藥卷為2個(gè),巖石孔藥卷為1個(gè),藥卷選用直徑25mm,長(zhǎng)450mm 的樹脂藥卷。一般情況下錨固類型為端錨,錨段長(zhǎng)450mm。混凝土設(shè)計(jì)噴厚150mm。

3.3 錨網(wǎng)噴聯(lián)合支護(hù)技術(shù)在穿層巷道的應(yīng)用

(1)在穿層巷道中,采用錨網(wǎng)噴聯(lián)合支護(hù)不僅證實(shí)了擠壓加固,組合平衡拱理論的正確性。而且也使煤礦企業(yè)的工程技術(shù)人員提高認(rèn)識(shí),改變理念,大膽采用、試驗(yàn)支護(hù)新技術(shù)并將它應(yīng)用到各種復(fù)雜的井巷施工中去。

(2)在穿層巷道中,采用錨網(wǎng)噴聯(lián)合支護(hù)的技術(shù)有效的避免了因煤巖冒落而無(wú)法進(jìn)行臨時(shí)支護(hù),消除了片幫、冒頂?shù)劝踩[患,有利于安全生產(chǎn)。

(3)在穿層巷道中,采用錨網(wǎng)噴支護(hù)材料,材料輕便特別適合搬運(yùn),施工起來(lái)十分方便。同時(shí)對(duì)于支護(hù)的工序來(lái)說(shuō)也比較簡(jiǎn)單,特別利于提高巷道的單進(jìn)速度。

(4)在穿層巷道中,采用錨網(wǎng)噴支護(hù)技術(shù),能都一次性達(dá)到巷道設(shè)計(jì)斷面,并且錨噴網(wǎng)支護(hù)的強(qiáng)度很大,服務(wù)的年限也較長(zhǎng),這樣對(duì)于巷道維護(hù)來(lái)說(shuō)維護(hù)量較少。

參考文獻(xiàn):

[1]張士林.注漿錨桿作用機(jī)理及技術(shù)參數(shù)研究[D].遼寧工程技術(shù)大學(xué)碩士論文,1999.

[2]鄭穎人等.地下工程錨噴支護(hù)設(shè)計(jì)指南[M].中國(guó)鐵道出版社,1988.

[3]李化敏.深部巷道圍巖控制系統(tǒng)分析[J].礦山壓力與頂板管理,1996(2):54~57.

第9篇

論文摘要:本文主要分析水泥混凝土路面常見(jiàn)病害的產(chǎn)生原因,并提出處理措施。

水泥混凝土路面損壞可分為:斷裂類、豎向位移類、接縫類和表層類四種類型。斷裂類主要指縱、橫、斜向裂縫和交叉裂縫、斷裂板等;豎向位移類主要指沉陷和脹起;接縫類主要指裂縫的填縫料損壞、唧泥、錯(cuò)臺(tái)和拱起等;表層類主要指坑洞、露骨、網(wǎng)裂和起皮、粗集料凍融裂紋、修補(bǔ)損壞等。

1 病害產(chǎn)生的成因

目前產(chǎn)生的病害,原因有以下五種;一是水的防治不夠,路基土質(zhì)差及路基地下水位高;二是路基不均勻沉降;三是路面基層,面層強(qiáng)度不足;四是超重荷載的作用;五是設(shè)計(jì)和施工缺陷。

1.1 水的防治不及時(shí),是產(chǎn)生病害的主要原因

水泥路面的橫向縫都是采用瀝青灌塞,縱縫為施工縫不灌瀝青。路肩盲溝排水設(shè)置基本沒(méi)有。經(jīng)過(guò)多年的行車作用,路面板塊間相互擠壓,原路面橫縫的填縫料失效,地表水通過(guò)裂縫滲入基層,而又無(wú)法從路肩排出,造成基層軟化。在車輛載荷的重復(fù)作用下,產(chǎn)生唧泥現(xiàn)象將基層細(xì)料沖走,導(dǎo)致板邊緣的基礎(chǔ)部分失去支撐能力,端脫空、路面板塊松動(dòng)、錯(cuò)臺(tái)、板角冒漿,最后開裂斷板破碎。

1.2 路基不均勻沉降造成板斷裂和破碎

這種病害大部分布在路基填挖交界段,高填方路段及路面與橋涵等構(gòu)造物交接路段。因?yàn)槁坊牟痪鶆虺两翟斐陕访娴某料荩谲囕v高速?zèng)_擊作用下造成錯(cuò)臺(tái)滲水、唧泥導(dǎo)致斷裂和破碎板。

1.3 路面基層和面層強(qiáng)度不足特別是強(qiáng)度不均勻也是造成破碎板的原因

作為混凝土路面基層,首先要求強(qiáng)度高,整體性和水穩(wěn)性好。從現(xiàn)場(chǎng)觀察到的二灰基層來(lái)看,其強(qiáng)度本身不是很好,加上基層施工拌和不均勻,壓實(shí)不夠等原因造成基層不板結(jié),局部地方還有松散現(xiàn)象,基層強(qiáng)度難以滿足設(shè)計(jì)要求。在行車荷載作用下,混凝土板底的拉應(yīng)力增大,甚至車輛超載超限,致使混凝土板可能產(chǎn)生過(guò)大的荷載應(yīng)力而造成強(qiáng)度破壞。另外,由于原混凝土路面施工局部地段厚度及混凝土配合比達(dá)不到設(shè)計(jì)要求,在荷載強(qiáng)作用下,混凝土路面無(wú)法承受荷載帶來(lái)的豎向剪切力,從而導(dǎo)致路面斷板、破碎板。

1.4超重荷載的作用也是造成混凝土路面斷板、碎板的主要原因

隨著經(jīng)濟(jì)的發(fā)展,車流量不斷增加,加上絕大部分車輛進(jìn)行改裝,加高車廂,加厚大梁等,超載現(xiàn)象屢禁不止,造成混凝土板塊疲勞,形成斷裂和破碎。

1.5 設(shè)計(jì)和施工方面缺陷導(dǎo)致混凝土路面各種病害的產(chǎn)生

車流量大的路段,路面病害較嚴(yán)重,原因是設(shè)計(jì)時(shí)對(duì)交通量預(yù)測(cè)不夠準(zhǔn)確,基層、面層設(shè)計(jì)厚度偏薄。

2 防治措施

2.1 裂縫修補(bǔ)

水泥混凝土路面裂縫型式多樣,處治時(shí)要根據(jù)具體情況采用相應(yīng)的技術(shù)措施。縫寬不足0.5mm的非擴(kuò)展性表面裂縫,采用壓注灌漿法;局部性裂縫,且縫口較寬時(shí),采取擴(kuò)縫灌漿法;對(duì)貫穿全厚的裂縫,采用條帶罩面法。對(duì)裂縫寬度大于3mm的裂縫,用環(huán)氧樹脂與固化劑攪拌均勻后直接灌注。

2.2 接縫修補(bǔ)

接縫施工時(shí),為保證清縫質(zhì)量,對(duì)雜物充填較多的縱縫,必須用切縫機(jī)切割,其它縫也應(yīng)用鐵鏟對(duì)雜物和老化的填料進(jìn)行清理,然后用高壓氣體吹凈。對(duì)加熱型填縫材料,按規(guī)定進(jìn)行熔化,使其具有較好的流動(dòng)性,加熱溫度不宜過(guò)高、過(guò)低,時(shí)間不宜過(guò)長(zhǎng),以避免材料老化或流動(dòng)性較差。用黃油槍或扁嘴鐵壺沿縫方向均勻澆灌加熱后的填縫料至縫填滿為止(不宜過(guò)高或過(guò)低),灌縫深度至少應(yīng)大于1.5cm。灌縫應(yīng)在路面干燥及路面板下沒(méi)有積水時(shí)進(jìn)行,保證填料與縫壁粘接牢固且不被高壓水剝離、擠出。根據(jù)填縫料性質(zhì),做好施工交通控制工作,待填縫料冷卻后開放交通(一般需30min),以免其被行車粘掉。堅(jiān)持周期性養(yǎng)護(hù),根據(jù)填料有效使用壽命,對(duì)全部構(gòu)造縫進(jìn)行全面清縫和普灌,其后每年入冬和雨季之前進(jìn)行補(bǔ)灌,保證構(gòu)造縫全部密封。

2.3 局部修補(bǔ)

對(duì)出現(xiàn)錯(cuò)臺(tái)的板塊,先采用壓漿調(diào)整,恢復(fù)平順,調(diào)整后仍有高差,且錯(cuò)臺(tái)量小于10mm,可用建筑磨平機(jī)打磨掉高出的部分或人工鑿除高出部分,鑿除(打磨)寬度一般為10~30cm。錯(cuò)臺(tái)量大于10mm的,在低的一側(cè)用瀝青砂或細(xì)粒式瀝青碎石襯平,襯補(bǔ)長(zhǎng)度按高差的1~2%,也可用聚合物水泥砂漿薄層修補(bǔ)。修補(bǔ)前應(yīng)用鋼絲刷將原路面清理干凈。大面積麻面、露骨、平整度差等結(jié)構(gòu)性病害,常采用瀝青混凝土罩面處理,處理厚度應(yīng)大于2.5cm,罩面前要對(duì)破碎板及整個(gè)路面進(jìn)行修補(bǔ)和壓漿處理。一般的麻面可不作處理,只對(duì)露骨嚴(yán)重部分作整段處理,可用聚合物砂漿作薄層處理。

2.4 破碎板塊修補(bǔ)

采取換板方式處理水泥混凝土路面嚴(yán)重破碎板,即挖除整塊破碎板,然后澆筑水泥混凝土,板厚與原面板厚度一致,但一般不宜小于24cm,否則可采用鋼筋混凝土進(jìn)行修復(fù)。板角斷裂等破損采用局部修補(bǔ)方式,即對(duì)板角斷裂的部分漸除成正方形或矩形,在原板壁上加裝傳力桿后,在鑿除位置澆筑混凝土。其具體工藝流程為:板塊破碎、鑿除基底清理補(bǔ)設(shè)拉桿、傳力桿混凝土拌和及運(yùn)輸鋼筋網(wǎng)制作混凝土澆筑接縫設(shè)置養(yǎng)生。

2.5 脫空板塊處治技術(shù)

路面使用期間出現(xiàn)的裂縫、破碎板兒乎都與板底脫空有關(guān)。即使一些當(dāng)時(shí)看來(lái)既沒(méi)有破碎又沒(méi)有裂縫的板塊,其板底仍可能存在脫空,這種病害較隱蔽,但其危害性卻非常之大。在路面修復(fù)中,若脫空板不處理,即使加鋪層達(dá)到20cm以上,也無(wú)法防止反射裂縫的出現(xiàn)。板底脫空可使用鉆孔壓漿法處理,此法是借鑒后張法預(yù)應(yīng)力構(gòu)件的孔道壓漿原理,在混凝土面板底部有脫空處鉆孔,通過(guò)孔洞利用高強(qiáng)壓力將流質(zhì)材料壓入脫空空隙,流質(zhì)材料凝固后產(chǎn)生一定的強(qiáng)度,對(duì)面板產(chǎn)生均勻承托的作用,進(jìn)而達(dá)到穩(wěn)固板塊的目的。

2.6加鋪瀝青層

加鋪瀝青層是舊水泥混凝土路面有效的補(bǔ)強(qiáng)措施之一,不僅提高了路面的承載能力,消除了原有接縫處易產(chǎn)生卿泥、斷裂、脫空等多種病害的不利影響,同時(shí)也提高了路面平整度和抗滑能力,改善了路面使用性能,提高了路面服務(wù)水平,目前在城市道路水泥混凝土路面維修工程中逐漸推廣應(yīng)用。

舊水泥混凝土路面瀝青加鋪層的施工主要環(huán)節(jié)為:處理破碎板:將原路面嚴(yán)重破碎板、嚴(yán)重裂縫、板角斷裂等破碎板塊挖除,用早強(qiáng)混凝土或早強(qiáng)鋼筋混凝土進(jìn)行修補(bǔ)至與原路面齊平,原路涵洞蓋板鋪裝層出現(xiàn)破碎的也應(yīng)一并處理。穩(wěn)定原路面板:對(duì)唧泥、脫空的混凝土面板及輕微、中等裂縫的面板進(jìn)行板底壓漿處理,使混凝土面板處于穩(wěn)定狀態(tài)。對(duì)使用時(shí)間較長(zhǎng),原路面基層為石灰土等水穩(wěn)定性不良結(jié)構(gòu)的路段,為保險(xiǎn)起見(jiàn),可對(duì)全部原有的混凝土面板進(jìn)行壓漿處理。提高原路面防水能力:對(duì)所有縮縫、縱縫、裂縫清縫后,用填縫料灌縫。然后在原混凝土路面上加鋪土工布隔離層或加鋪1.5~2.5cm瀝青混和料隔離層,不做隔離層的應(yīng)灑布粘層油,以減少路表水下滲并提高加鋪層與原路面的結(jié)合能力。加鋪瀝青層:在隔離層(粘層)上加鋪瀝青混凝土面層一般應(yīng)分為二層,下面層較厚(厚4~8cm),采用熱穩(wěn)定性較好的開級(jí)配粗粒式或中粒式瀝青碎石或?yàn)r青混凝土,上面層較薄(厚2~4cm),采用防水性能較好的密級(jí)配細(xì)粒式或中粒式瀝青混凝土。原水泥混凝土路面橫坡較小時(shí),通過(guò)瀝青面層調(diào)整路面橫坡不小于1.5%。碾壓時(shí),選擇壓實(shí)機(jī)具噸位應(yīng)考慮瀝青層的厚度,防止過(guò)振引起瀝青混合料二次細(xì)粒化。為防止瀝青層滲水導(dǎo)致混凝土路面加鋪后再次唧泥問(wèn)題,可在舊板與瀝青層間鋪筑玻璃纖維布隔離層。

3 預(yù)防建議

水泥混凝土路面的病害處治始終是一種事后補(bǔ)救的方法,對(duì)水泥混凝土路面病害,更多的應(yīng)當(dāng)以建立預(yù)防為主的思想,盡量在設(shè)計(jì)和施工中予以避免減少,本文在此提出以下幾點(diǎn)建議:

嚴(yán)格路基特別是基層參數(shù)的選取,如各基層回彈模量、含水率、液限、現(xiàn)場(chǎng)承載力等,確保施工值與設(shè)計(jì)值一致,并且設(shè)計(jì)取值與現(xiàn)場(chǎng)客觀實(shí)際相符,因此必要時(shí)應(yīng)加大基本設(shè)計(jì)依據(jù)、參數(shù)的現(xiàn)場(chǎng)實(shí)際測(cè)定方面的工作,而不能僅按規(guī)范選取。

加強(qiáng)路基施工管理,對(duì)填方路基,確保分層回填,分層碾壓,并強(qiáng)化施工單位自檢和監(jiān)理檢查工作,一要保證達(dá)到要求的壓實(shí)度,并要求壓實(shí)均勻,特別是路肩部位及車道與路肩交接部位,此處極易產(chǎn)生縱向錯(cuò)臺(tái);對(duì)半填半挖路基,特別注意挖、填結(jié)合部位的碾壓。

對(duì)用作路基的土,應(yīng)加強(qiáng)土質(zhì)的鑒別和性能測(cè)試,對(duì)膨脹土,注意區(qū)分其類別,對(duì)強(qiáng)膨脹土,必須置換,對(duì)中、弱膨脹土,采用適當(dāng)?shù)姆椒▽?duì)土質(zhì)進(jìn)行改良,基坡較大時(shí),采用適當(dāng)?shù)脑O(shè)施來(lái)加強(qiáng)土坡穩(wěn)定性,從而保證路面不破壞。

加強(qiáng)路面材料研究,選擇適宜的材料及配比,對(duì)特殊路段,也可適量采用成本較高的新型路面材料,如鋼纖維混凝土、連續(xù)配筋混凝土等,初期投資的適當(dāng)增加可大量減少后期養(yǎng)護(hù)費(fèi)用。

加強(qiáng)路面施工管理,采用規(guī)范化、程序化的施工和養(yǎng)生方法,適時(shí)切縫,掌握適合的操作時(shí)機(jī),并根據(jù)氣溫變化的不同情況做不同的處理。

參考文獻(xiàn)

[1]肖柏軒,蔣立強(qiáng).淺談水泥混凝土路面病害的防治與維護(hù)及養(yǎng)護(hù)[J].山西建筑,2007,(9).

第10篇

論文摘要:在公路橋面日常運(yùn)營(yíng)維護(hù)中,由于其表面防水層的長(zhǎng)期失修,需要定期對(duì)混凝土橋橋面混凝土層進(jìn)行修補(bǔ),有時(shí)需對(duì)整個(gè)橋面進(jìn)行大修與重建。因此,橋面防水層的設(shè)計(jì)對(duì)橋面鋪裝質(zhì)量產(chǎn)生重要的影響。文章借助國(guó)外先進(jìn)經(jīng)驗(yàn)論述混凝土橋橋面防水的設(shè)計(jì)方法,同時(shí)還闡述了具體的施工注意事項(xiàng)。

在公路運(yùn)營(yíng)中,橋面防水系統(tǒng)一旦失效,對(duì)橋面混凝土鋪裝層經(jīng)常進(jìn)行修補(bǔ),甚至對(duì)整個(gè)橋面鋪裝層進(jìn)行重建,會(huì)造成嚴(yán)重的經(jīng)濟(jì)損失,并有安全隱患。造成這種結(jié)果,一方面是由于設(shè)計(jì)者缺少防水系統(tǒng)設(shè)計(jì)的意識(shí);另一方面是低估了問(wèn)題的嚴(yán)重性,對(duì)問(wèn)題沒(méi)有給予足夠的重視;也有的是由于開始階段,所設(shè)計(jì)的防水系統(tǒng)構(gòu)造上不夠合理,防水材料選取不合適。在橋梁防水系統(tǒng)設(shè)計(jì)中,造成防水的失效往往缺少操作方法的詳細(xì)說(shuō)明。為全面解決好橋面排水,應(yīng)關(guān)注三個(gè)構(gòu)造方面的問(wèn)題:排水體系是否連續(xù)性;連接邊緣是否密封;防水層與上下層之間是否緊密粘結(jié)。以上無(wú)論哪一點(diǎn)出現(xiàn)了問(wèn)題,都可能造成整個(gè)防水系統(tǒng)的失效。

一、橋面防水系統(tǒng)的設(shè)計(jì)

橋面防水系統(tǒng)的設(shè)計(jì)是設(shè)計(jì)防水系統(tǒng)的第一個(gè)考慮的問(wèn)題,橋面防水就是設(shè)法將水與混凝土分開,使水不能滲入混凝土本體,最重要的是不能進(jìn)入裂縫中去。系統(tǒng)包括以下幾方面:

(一)鋪裝結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)

在國(guó)外,橋面防水設(shè)計(jì)主要采取經(jīng)驗(yàn)法,也就是由交通部橋面防水課題組提出,以層間抗剪強(qiáng)度為驗(yàn)算指標(biāo)的橋面防水結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)方法。該法分為三步:

1.鋪裝層層間剪應(yīng)力計(jì)算。

2.不同防水材料進(jìn)行的室內(nèi)直剪試驗(yàn),并經(jīng)計(jì)算得出相應(yīng)的層間容許抗剪強(qiáng)度[?子]。

3.剪應(yīng)力驗(yàn)算(即(?子≤[?子],要求計(jì)算的剪應(yīng)力不大于相應(yīng)的容許剪應(yīng)力)。

(二)設(shè)計(jì)要點(diǎn)

在防水系統(tǒng)設(shè)計(jì)中首先考慮的因素是確保水可以通過(guò)橋面橫坡和縱坡以及其他排水設(shè)施迅速排除,因此,在橋面防水設(shè)計(jì)中必須貫徹防水和排水相結(jié)合的原則。橋面應(yīng)增加滲流排水設(shè)施,滲流排水設(shè)施的目的是排掉防水膜之上的積水。在美國(guó)常用的一種排水設(shè)施為閥式排水,在歐洲一些地區(qū)也采用一種類似的排水設(shè)施,并通過(guò)排氣層排除水蒸汽。為保證防水層與橋面有足夠的粘結(jié)力,美國(guó)不設(shè)置類似的排氣層。為排除防水層之上的滲入水,上海等地在護(hù)欄和伸縮縫處設(shè)計(jì)了縱、橫向滲水花管。防水膜由于自身的的特性,一般容易在其周圍邊界發(fā)生滲漏,所以應(yīng)專門對(duì)不同類型防水膜的邊界做出規(guī)定,如自雙層涂膜、粘卷材或合成橡膠改性涂膜等,其作用在于阻止水從邊界滲入防水膜之下,也可以用專門的暗槽作為防水膜的邊界,此方法可以減少了水從邊界滲入防水層之下的可能。如果采用卷材防水層時(shí),護(hù)欄與橋面的拐角處做成直徑為100mm的圓弧,防止防水層在此處粘接不牢或產(chǎn)生空鼓現(xiàn)象。因?yàn)楸砻娣肿訌埩Φ淖饔茫战翘幍耐磕ひ话爿^厚,因此采用涂膜防水層時(shí)不需特殊處理。為解決施工質(zhì)量差造成邊界滲水,也能在護(hù)墻或護(hù)攔施工前在橋面全幅鋪設(shè)防水層,這種做法在德國(guó)得到了廣泛應(yīng)用。

(三)混凝土本身的特性

因?yàn)榛炷两?jīng)常接觸水,所以都要設(shè)計(jì)為防水混凝土,這樣可以保證本身的防腐蝕和密實(shí)性的性能。特別是在橋面和下部結(jié)構(gòu)水位浮動(dòng)的位置。一般可以在混凝土中加入粉煤灰或超細(xì)粉等,這樣可以減少水泥帶入的堿量,也可以加太鋼纖維深丙烯纖維,可以對(duì)膨脹、開裂起到阻裂作用,并具有很好的阻止?jié)B透的能力,達(dá)到自防水的基本要求。在鋪設(shè)中橋面水泥混凝土的平均厚度不能小于10cm,最薄處厚度不能小于8cm,而且混凝土本身的配比設(shè)計(jì)和澆筑質(zhì)量是最重要的。橋面鋼筋網(wǎng)鋼筋直徑不宜小于10mm,間距不能大于150mm。以前很多橋梁不到十年甚至兩三年就破壞,施工質(zhì)量存在缺陷和設(shè)計(jì)橋面鋪裝的不合理是主要原因之一。

(四)伸縮縫的防水

根據(jù)經(jīng)驗(yàn),以前修建的橋,伸縮縫下面的梁端和帽梁受水損害是最嚴(yán)重。因?yàn)樯炜s縫的形式及安裝質(zhì)量問(wèn)題,該部位最容易造成毀壞。除了毛勒縫、仿毛勒縫之外,伸縮量小于5cm的小變位伸縮縫,采用聚合物改性瀝青彈塑體填充式伸縮縫,就能成功地解決伸縮縫漏水的問(wèn)題。

(五)橋面雨水孔與水落管的常見(jiàn)問(wèn)題

主要表現(xiàn)在:收水口高出水泥混凝土表面,而且周圍混凝土不密實(shí),造成管周圍漏水;收水口小,不能及時(shí)將水泄走;收水口標(biāo)高高于周圍標(biāo)高,造成積水;出水管過(guò)短,發(fā)生尿檐現(xiàn)象。橋面雨水孔與水落管的設(shè)置是非常嚴(yán)格的,但是無(wú)論設(shè)計(jì)還是施工,都容易被忽略,從而導(dǎo)致收水口周圍以及邊梁外側(cè)混凝土的破壞。

(六)梁端和帽梁的防水梁端和帽梁的漏水

主要是由于伸縮縫很難保證完全不漏水,而伸縮縫的漏水對(duì)梁端和帽梁的損害又非常嚴(yán)重,所以對(duì)梁端和帽梁頂部也要進(jìn)行防水處理。

二、混凝土表面的處理

(一)橋面的處理

如果用振搗棒澆筑的橋面,可能出現(xiàn)較多的肋紋,而且工人踩踏和施工機(jī)具也可形成腳印和坑槽;用抹光機(jī)找平時(shí),混凝土表面就會(huì)出現(xiàn)一層厚厚的浮漿,影響橋面與防水層的粘結(jié)。為避免這些缺點(diǎn),可在養(yǎng)生時(shí)用刷子或小噴砂機(jī)進(jìn)行拉毛處理。在用養(yǎng)護(hù)劑養(yǎng)生時(shí),必須清除這層養(yǎng)護(hù)膜,以防止對(duì)層間粘結(jié)力產(chǎn)生影響。在采用加入添加劑的低水灰比混凝土?xí)r,如果進(jìn)行過(guò)度磨光,會(huì)使混凝土表面致密不透水,也會(huì)影響粘結(jié)。混凝土的濕度會(huì)對(duì)各種防水層產(chǎn)生很壞的影響,在室外,測(cè)濕度是很困難的,通常可通過(guò)觀察和觸摸來(lái)判斷。但混凝土深部的溫度太大也可能在將來(lái)引起不良影響,必要時(shí),還是要進(jìn)行溫度測(cè)量。

(二)維修橋面的處理

在清除原有的面層和防水層時(shí),不論使用整平機(jī)還是氣動(dòng)切削機(jī)都很可能造成混凝土橋面鋪裝層的破壞。金剛鉆頭切削機(jī)都很可能造成混凝土橋面鋪裝層的破壞。金剛鉆頭切削機(jī)還有可能割斷鋼筋,因此,在施工前最好是先提取鉆心,以確定面層厚度,控制清除到防水層時(shí)暫停,以下部分的清理應(yīng)仔細(xì)用手動(dòng)和氣動(dòng)工具進(jìn)行。溶劑的辦法通常不要用,采用機(jī)械方法需要十分小心,混凝土應(yīng)盡量和原橋面材料性能相接近。

三、防水層在設(shè)計(jì)施工中應(yīng)注意的問(wèn)題

在現(xiàn)場(chǎng)鋪設(shè)時(shí),要注意以下幾方面的問(wèn)題:

1.保證做好與橋面泄水管銜接的設(shè)計(jì)。水到了防水層就會(huì)流動(dòng),這樣在護(hù)欄、伸縮縫或立柱附近形成積水,在車輛作用下會(huì)形成水壓,對(duì)橋面的面層形成不利影響,并造成此處的防水層毀傷。另外,水的凍脹作用會(huì)使橋面隆起,加速橋面面層的破壞,所以,在設(shè)計(jì)橋面泄水管時(shí),在保證其具有一定橫向坡度外,還需注意其與橋面防水層的連接,以使防水層間水可通過(guò)泄水管流出,防止層間積水。

2.無(wú)論在施工的哪個(gè)階段,都要制定嚴(yán)格的操作規(guī)程,都應(yīng)讓操作人員清楚具體施工工藝及步驟,要防止施工車輛和人員造成的破壞。

3.防水層的鋪設(shè)應(yīng)從低處開始向上鋪,盡可能避免水滲入搭接縫中。

4.加強(qiáng)現(xiàn)場(chǎng)監(jiān)理的重要性。鋪設(shè)防水層是一件很細(xì)致的工作,需要在好天氣下進(jìn)行,又要趕工期,有時(shí)不當(dāng)之處是在夜間工作造成的。如果冬天施工時(shí),在冷天時(shí)可塑性很差,因有些材料具有硬脆性,要嚴(yán)格控制施工溫度。橋面上不允許有砂石和雜物,它們將影響層間粘結(jié)并有可能刺穿防水層。另外,防水層鋪完后,要留下人來(lái)進(jìn)行認(rèn)真修整和清理。

5.相應(yīng)的檢驗(yàn)項(xiàng)目及其頻率和試驗(yàn)應(yīng)明確規(guī)定。檢驗(yàn)項(xiàng)目及其頻率和試驗(yàn)主要包括:防水層的整體性和厚度檢驗(yàn)、粘度試驗(yàn)、表面溫度和瀝青溫度測(cè)定。只有對(duì)橋面防水層鋪設(shè)的設(shè)計(jì)、施工、養(yǎng)護(hù)等方面都進(jìn)行仔細(xì)的考慮和嚴(yán)格的控制,才能更大限度地提高橋面鋪裝層的使用性能和綜合效益。

參考文獻(xiàn)

[1]Dave Mulligan.Protecting Hong Kong’s bridges[C].INTERNATIONAL CONSTRUCTION.ASIA,1997,(72).

[2]Hagenbuch JJ.Protection for Concrete Bridge Decks by Membrane Waterroofing.Highway Research Record,1968.

第11篇

論文摘要:文章敘述了橋梁病害的成因、橋梁加固的流程以及幾種加固增強(qiáng)技術(shù),即裂縫修補(bǔ)技術(shù)和加固增強(qiáng)技術(shù)。

一、橋梁病害成因

橋梁結(jié)構(gòu)應(yīng)具有足夠的強(qiáng)度,以承受作用于其上的重力和附加力;結(jié)構(gòu)各部必須具有足夠的剛度,以使其在荷載作用下不產(chǎn)生過(guò)大的撓曲和變形;結(jié)構(gòu)各部尺寸必須具有適當(dāng)大小,以使其承受軸向壓力時(shí)的構(gòu)件不發(fā)生屈曲,喪失穩(wěn)定性。同時(shí)結(jié)構(gòu)也要具有較高的耐久性。由于作用荷載的隨機(jī)性、材料強(qiáng)度的離散性、制造與施工質(zhì)量的分散性、計(jì)算假定的近似性,致使在長(zhǎng)期使用過(guò)程中橋梁結(jié)構(gòu)產(chǎn)生病害,其具體原因如下:

1.原設(shè)計(jì)荷載偏低,交通發(fā)展后車輛荷載增大,橋梁因承載能力不足而產(chǎn)生病害。

2.結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)中存在缺陷,如采用橋型結(jié)構(gòu)不當(dāng)、設(shè)計(jì)假定不盡合理。

3.橋梁施工質(zhì)量差,未按設(shè)計(jì)要求和施工規(guī)程實(shí)施。

4.不重視橋梁后期養(yǎng)護(hù)工作,沒(méi)有及時(shí)消除己產(chǎn)生的病害。

5.洪水等自然災(zāi)害使橋梁產(chǎn)生損壞。

6.地質(zhì)條件差,如滑坡、軟基等導(dǎo)致橋梁產(chǎn)生病害。

二、橋梁加固的一般流程

在橋梁結(jié)構(gòu)發(fā)生病害后,需要采取措施進(jìn)行加固維修或者更換。橋梁加固工程一般應(yīng)遵循以下工作程序:

結(jié)構(gòu)可靠性鑒定—加固方案確定—加固設(shè)計(jì)—施丁組織設(shè)計(jì)—施工—驗(yàn)收。

結(jié)構(gòu)可靠性鑒定,主要是對(duì)病害結(jié)構(gòu)的病情診斷。加固方案好比處方,加固設(shè)計(jì)是現(xiàn)行規(guī)范及有關(guān)標(biāo)準(zhǔn)對(duì)加固方案的深化過(guò)程。加固施工是對(duì)被加固結(jié)構(gòu)按加固設(shè)計(jì)進(jìn)行加固的施工過(guò)程,對(duì)于大型結(jié)構(gòu)加固,為確保質(zhì)量和安全,施工前應(yīng)編制施工組織設(shè)計(jì)。

三、橋梁加固增強(qiáng)技術(shù)

橋梁的增強(qiáng)改造可以分為裂縫修補(bǔ)和對(duì)橋梁結(jié)構(gòu)的加固增強(qiáng),下面介紹其特點(diǎn)及其適用的場(chǎng)合。

(一)裂縫修補(bǔ)技術(shù)

裂縫修補(bǔ)的目的在于恢復(fù)結(jié)構(gòu)物的防水性和耐久性,主要技術(shù)有:

1.表面處理法,在微裂縫的表面涂抹填料及防水材料,以提高其防水性和耐久性。對(duì)于寬度發(fā)生變化的裂縫,要設(shè)法使用有伸縮性的材料。

2.注漿法,在裂縫中注入樹脂或水泥類材料,以提高其防水性及耐久性。主要注漿材料是環(huán)氧樹脂,多采用低壓低速注入法。環(huán)氧樹脂注入法與鋼釘并用,可以增強(qiáng)裂縫部位的整體性,是一種防止裂縫繼續(xù)發(fā)展的好辦法。

3.充填法,這是一種適合于修補(bǔ)較寬裂縫的方法,具體做法是沿裂縫鑿一條深槽,然后在槽內(nèi)嵌補(bǔ)各種粘結(jié)材料,如水泥砂漿、環(huán)氧砂漿、膨脹水泥砂漿、環(huán)氧樹脂硅、瀝青及各種化學(xué)補(bǔ)強(qiáng)劑等。

4.表面噴涂法,噴漿修補(bǔ)是一種在經(jīng)鑿毛處理的裂縫表面,噴射一層密實(shí)而且粘度高的水泥砂漿保護(hù)層,來(lái)封閉裂縫的修補(bǔ)方法。噴漿前,需要把結(jié)構(gòu)表面的剝離部分除去,再用水沖洗清潔,并在開始噴漿之前把基層濕潤(rùn),然后再開始噴漿。

5.粘結(jié)鋼板封閉法,當(dāng)鋼筋硂構(gòu)件產(chǎn)生主拉應(yīng)力裂縫時(shí),可對(duì)裂縫先進(jìn)行處理之后,再在裂縫處粘結(jié)鋼板,并用膨脹螺栓對(duì)鋼板加壓。鋼板粘結(jié)方向應(yīng)和裂縫方向垂直。

(二)橋梁加固增強(qiáng)技術(shù)

本文以最常見(jiàn)的橋梁結(jié)構(gòu)形式的上部結(jié)構(gòu)及其常見(jiàn)的加固方法進(jìn)行說(shuō)明。

梁式橋上部結(jié)構(gòu)加固增強(qiáng)技術(shù)主要有加大截面加固法、外部粘貼加固法、外部預(yù)應(yīng)力加固法、改變結(jié)構(gòu)體系加固法、增設(shè)縱梁加固法。

加大截面加固法采用增大構(gòu)件的截面面積,根據(jù)荷載大小和凈空條件不同,可分為以加大截面面積為主和加配鋼筋為主兩種加固方案。

外部粘貼加固法系用型鋼、玻璃鋼等材料通過(guò)環(huán)氧樹脂等粘合劑粘貼在結(jié)構(gòu)外部,以提高結(jié)構(gòu)承載能力的一種方法。適用于構(gòu)件尺寸受限制但又必須大幅度提高結(jié)構(gòu)承載能力的場(chǎng)合,必須保證粘和劑的質(zhì)量

外部預(yù)應(yīng)力加固法指運(yùn)用預(yù)應(yīng)力原理,在增設(shè)的構(gòu)件或原有構(gòu)件上施加一定初始應(yīng)力的一種加固方法。采用對(duì)受拉區(qū)施加預(yù)加壓力,可以抵消部分自重應(yīng)力,起到卸載、減小跨中撓度、減小裂縫寬度或閉合裂縫的作用。

改變結(jié)構(gòu)體系加固法通過(guò)增設(shè)支撐或橋墩,把簡(jiǎn)支變?yōu)檫B續(xù)、在梁下增設(shè)如鋼架等加勁梁或疊合梁,以減小梁內(nèi)控制截面峰值彎矩,提高承載能力的一種加固方法。

增設(shè)縱梁加固法在橋梁墩、臺(tái)基礎(chǔ)穩(wěn)定,并具有足夠承載能力的情況下,可采用增設(shè)承載能力高和剛度大的新縱梁,這些新梁與舊梁連接在一起共同受力。由于應(yīng)運(yùn)中的車輛荷載在新增主梁后的橋梁結(jié)構(gòu)中重新分布,使原梁中所受荷載得以減少,加固后的橋梁承載能力和剛度得以提高。當(dāng)增設(shè)的縱梁位于主梁的一側(cè)或兩側(cè)時(shí),兼有拓寬的作用。此法適用于梁體結(jié)構(gòu)基礎(chǔ)完好,而承載能力不能滿足要求的場(chǎng)合。

(三)橋梁結(jié)構(gòu)加固新技術(shù)——錨噴

隨著施噴機(jī)具的發(fā)展以及速凝劑的采用,人們把噴射硂與錨桿、鋼筋網(wǎng)等配合起來(lái)使用,促進(jìn)了錨噴技術(shù)的完善。實(shí)踐證明,錨噴技術(shù)完全可以應(yīng)用于橋梁上部結(jié)構(gòu)的加固增強(qiáng)。

噴射硅的性能噴射硅在工藝材料及結(jié)構(gòu)等方面與普通現(xiàn)澆硅相比有許多優(yōu)點(diǎn)。施工中需加入速凝劑,因而又具有快凝、早期強(qiáng)度高的特點(diǎn);錨噴技術(shù)不用或只用側(cè)向模板,其運(yùn)輸、澆注、搗固合并為一道工序、設(shè)備簡(jiǎn)單、占地面積小、施工機(jī)械化程度高、速度快、效率高、節(jié)省勞動(dòng)力;可設(shè)計(jì)性強(qiáng),即按照加固整治的實(shí)際需要可在拱腹下施噴形成各種結(jié)構(gòu)類型;不中斷交通。

參考文獻(xiàn)

[1]王鐵夢(mèng).建筑物的裂縫控制[M].上海:上海科學(xué)技術(shù)出版社,1987.

第12篇

橋梁伸縮縫問(wèn)題現(xiàn)在仍處于探索中,它對(duì)公路車道的平整度影響較大。為了改善路面與橋面相接處的平整度,一方面應(yīng)加大橋梁的聯(lián)孔長(zhǎng)度以減少伸縮縫數(shù)量,另一方面要不斷改進(jìn)伸縮縫形式、材料以及設(shè)計(jì)和施工質(zhì)量。目前,伸縮縫問(wèn)題的研究、探討及改進(jìn)已引起國(guó)內(nèi)外橋梁專家學(xué)者的關(guān)注,本文擬就伸縮縫問(wèn)題作如下簡(jiǎn)述。

關(guān)鍵詞:橋梁、伸縮縫、設(shè)計(jì)、因素、施工

中圖分類號(hào):U445 文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼:A

伸縮縫是橋梁行車道最薄弱的部位,因易損壞而經(jīng)常需要維修更換。橋梁伸縮縫的作用在于調(diào)節(jié)由車輛荷載環(huán)境特征和橋梁建筑材料的物理性能所引起的上部結(jié)構(gòu)之間的位移和上部結(jié)構(gòu)之間的聯(lián)結(jié)。橋梁伸縮縫裝置是橋梁構(gòu)造的一部分,如果設(shè)計(jì)不當(dāng)、安裝質(zhì)量低劣、缺乏科學(xué)的和及時(shí)的養(yǎng)護(hù),會(huì)在橋梁伸縮縫處引起跳車。橋頭伸縮縫處跳車的問(wèn)題是目前國(guó)內(nèi)公路較常見(jiàn)的道路病害,隨著我國(guó)公路的發(fā)展這個(gè)問(wèn)題表現(xiàn)越來(lái)越突出。

1 影響伸縮量的基本因素

1.1 溫度變化

溫度變化是影響伸縮量的主要因素。由于我國(guó)幅員遼闊,溫度懸殊、變差幅度各地不一,茲推薦下列數(shù)據(jù)供設(shè)計(jì)參考使用。

由于溫度使橋梁內(nèi)部溫度分布不均勻會(huì)引起大跨徑橋梁端部產(chǎn)生角變位,一般跨徑比值較小,可不予考慮:大跨徑橋梁,設(shè)計(jì)時(shí)應(yīng)予考慮。

1.2 混凝土的徐變和收縮

鋼筋混凝土橋及預(yù)應(yīng)力混凝土橋需考慮其徐變及收縮。徐變量按梁在預(yù)應(yīng)力作用下的彈性形變乘以系數(shù)c=2求得。收縮量以溫度下降20℃來(lái)?yè)Q算。應(yīng)當(dāng)考慮安裝時(shí)混凝土的徐變和收縮已完成的部分,為此應(yīng)將全部徐變和收縮量乘以折減系數(shù) 。下列 值供設(shè)計(jì)時(shí)參考。

徐變的齡期是以施加預(yù)應(yīng)力后的時(shí)間計(jì)算,收縮是以澆筑混凝土以后到安裝時(shí)的全部齡期計(jì)算,設(shè)置收縮裝置后施加的預(yù)應(yīng)力需另加。

1.3 各種荷重所引起的橋梁撓度

活載、恒載等會(huì)使橋梁端部發(fā)生角變位,而使伸縮裝置產(chǎn)生垂直、水平及角變位。如果梁比較高,且伴有振動(dòng)的情況,應(yīng)格外注意。

由于加寬橋面而要設(shè)置縱向伸縮裝置時(shí),由于跨中撓度較大,還應(yīng)注意在振動(dòng)時(shí)變位隨時(shí)間變化的相位差。

1.4 地震影響使構(gòu)造物發(fā)生變位

地震對(duì)伸縮裝置的變位影響比較復(fù)雜,目前還難以把握,搬日伸縮裝置時(shí)一般不予考慮;但如有可靠資料能算出地震對(duì)橋梁墩臺(tái)的下沉、回轉(zhuǎn)、水平移動(dòng)及傾斜量時(shí),在設(shè)計(jì)時(shí)給以毓當(dāng)然更好。

1.5 縱坡對(duì)變位的影響

縱坡較大的橋,通常施工時(shí)把活動(dòng)支座作成水平的,因而在支座位移時(shí)在路面產(chǎn)生了一個(gè)垂直差( d ) ,其值為水平應(yīng)乘以縱坡( tgo ) ,在變位較小的情況下可不予考慮,但對(duì)組合鋼橋變位大且縱坡也大的情況下,設(shè)計(jì)伸縮裝置的形式就應(yīng)認(rèn)真對(duì)待。

2 伸縮裝置設(shè)計(jì)的方法

(1)小跨徑的中小橋(如 20m 以內(nèi)的)宜不設(shè)伸縮縫。支座采用固定式橡膠支座,讓墩臺(tái)的彈性變形和臺(tái)后的土抗力來(lái)抵抗溫度應(yīng)力(因變形長(zhǎng)度在 l 0m以內(nèi)伸縮量一般在 5mm以內(nèi))。也可以在路面及橋面鋪裝攤鋪完了,再沿原縫開一條寬玩深 2cm深3-5cm的假縫,內(nèi)填以瀝青麻絮或其他可塑性材科以防面龜裂。

(2)中、小橋宜采用 w 型伸縮裝置,它具有以下一些優(yōu)點(diǎn):1、縮體與鐵件聯(lián)接可不用膠水,而利用橡膠本身的預(yù)壓密縫防水;2、構(gòu)件尺寸小,相應(yīng)材米桿目量省,施工方便,造價(jià)低。 3、溫度伸縮變形發(fā)揮像膠彈性材料性能。在外荷作用下則姍利用拱形結(jié)構(gòu)的優(yōu)勢(shì)。(3)從實(shí)踐和有關(guān)資料來(lái)看,不論 w 型、 v 型、空心板型的翻交體都可使用。毛病不在膠體本身,而是在整個(gè)伸縮裝置黝的酬~是否合理。西德毛勒公司的伸縮裝置、近幾年應(yīng)用較多的珊伸縮裝置設(shè)計(jì)比較合理,在行車時(shí)官具有較高喇度在溫度變化時(shí)又變形靈活。

(4)從目前已經(jīng)施工的伸縮裝置半看,板式伸縮裝置的平鮮瀚,其原因是膠體內(nèi)不僅加人了足夠數(shù)量的鋼板以增加彝體卿度,而且又有足夠數(shù)量的鉚釘使伸縮體同橋梁變形缽麟比辮固,不至于象原來(lái)空心板橡膠伸縮縫那樣易于淞。耐改善了施工工藝,律意到蘋丁時(shí)的安裝溫度,其定位值 A 易于控制。經(jīng)實(shí)橋施工 2 年來(lái)的考驗(yàn)效果良好。其缺礁躁形似欠靈活。據(jù)有羊加 l 介紹每延米須施加 25t 的壓力方能達(dá)到其設(shè)計(jì)縮短值,而月價(jià)格比較貴。

3 施工工藝控制措施

(1)在伸縮縫施工前,上報(bào)詳細(xì)的施工組織設(shè)計(jì)方案,要求精心組織、統(tǒng)籌安排,嚴(yán)格按照施已見(jiàn)范進(jìn)行控制。

(2)成立專業(yè)施工操作組,包括切縫組、開槽組、安裝組、混凝土澆筑組,明確任務(wù),做到職責(zé)分明。

(3)駐地監(jiān)理對(duì)切縫、開槽、型鋼安裝、澆洲昆凝土等各道工序的施工均應(yīng)進(jìn)行認(rèn)真的檢查,驗(yàn)收合槍后方可進(jìn)人下一道工序,同時(shí)對(duì)型鋼安裝、澆筑混凝土等重要工序均要全過(guò)程旁站。

(4)做好施工前準(zhǔn)備工作,包括熟悉圖紙、安裝操作規(guī)程,并進(jìn)行施工操作規(guī)程培訓(xùn);對(duì)伸縮縫的位置編號(hào)進(jìn)行檢查,對(duì)伸縮縫進(jìn)行順直度、平整度扭向及間距川虧?rùn)z查驗(yàn)收工作;機(jī)械設(shè)備配備齊全,小型機(jī)具應(yīng)全部到位,尤其是發(fā)動(dòng)機(jī),必須檢查其完好率,同時(shí)確保有一臺(tái)作為備用,保證施工順利進(jìn)行;合理選擇拌和站及混凝土的運(yùn)輸,混凝土采用 C50 鋼纖維高強(qiáng)度混凝土,長(zhǎng)距離運(yùn)輸容易出現(xiàn)離析,應(yīng)盡量保證拌和站的位置使運(yùn)輸距離最短;配備彩條布、土工布、鋼板或帆布,以防止路面污染;做好施工警示標(biāo)志,加強(qiáng)交通管制,確保施工質(zhì)量。

(5)切縫:要求在切割伸縮縫之前必須對(duì)瀝青油面平整度進(jìn)行檢測(cè),根據(jù)實(shí)際平整度晴況考慮是否適當(dāng)擴(kuò)大切割面的寬度(要求-邊最多比困卜夏求加寬犯叨力,如果加寬切割后路面平整度仍達(dá)不到伸縮縫安裝要求,要對(duì)對(duì)路面進(jìn)行返工處理,再進(jìn)行伸縮縫施工,以避免因?yàn)r青面層不平整而影響伸縮縫的施工質(zhì)量。如果平整度沒(méi)問(wèn)題,就根據(jù)施工圖紙要求確定開槽寬度,準(zhǔn)確放樣,打上線用切割機(jī)割縫,鋸縫線以外的瀝青混凝土路面,就以貼膠帶紙或加蓋塑料布進(jìn)行保護(hù),以防止鋸縫時(shí)產(chǎn)生的石粉污染路面。

(6)開槽。用風(fēng)鎬開槽,開槽深度不小于 12cm ,伸縮縫開槽后應(yīng)將槽內(nèi)所有雜物清除干凈,同時(shí)應(yīng)在旁邊放好彩條布或鋼板,將開槽產(chǎn)生的雜物統(tǒng)一放在彩條布或鋼板上;如發(fā)現(xiàn)梁與梁之間間隙不符合要求(即大于或小于規(guī)定范圍),應(yīng)采取以下措施加以處理;

(a)伸縮縫寬度鋼梁兩端為 scm ,鋼筋硅梁間為 Icm 實(shí)有縫寬小于上述規(guī)定得應(yīng)鑿寬到上述寬度。

(b)實(shí)有梁間縫隙超過(guò)第一項(xiàng)規(guī)定時(shí),再保證縫寬的前提下,應(yīng)盡可能用硅補(bǔ)實(shí)且設(shè)直徑 16MM 螺紋懸臂加強(qiáng)筋,其水平長(zhǎng)度為鋸縫間寬度之半減 6CM ,兩端均帶直角鉤,間距 20CM ,每側(cè)懸臂鋼筋用 3 根直徑為 8MM 橫向鋼筋相連,直徑為 16MM 螺紋鋼筋頂面在伸縮縫型鋼底以下 2CM

(c)應(yīng)理順、理直槽內(nèi)的預(yù)埋筋及錨固筋,對(duì)預(yù)埋筋應(yīng)進(jìn)行除銹處理,同時(shí)如果檢查發(fā)現(xiàn)原來(lái)梁板預(yù)埋鋼筋不足,應(yīng)及時(shí)補(bǔ)打數(shù)量足夠的膨脹螺栓,以確保型鋼的安裝質(zhì)量;開槽后應(yīng)禁止車輛通行,禁止施工人員及其它人員在槽兩側(cè)邊緣跺踏,影響硅施平質(zhì)量。橋梁伸縮縫跳車不但在我國(guó)的公路存在,而且在是國(guó)外也尚未解決的問(wèn)題,為了消除臺(tái)階,防止跳車,保持良好的路況,有關(guān)部門及施平單位采用了許多行之有效的措施與辦法,很大程度豐減少了橋梁伸縮縫處跳車病害。其中橋梁伸縮縫的安裝施工是公路橋梁建設(shè)中一項(xiàng)極為重要的施工項(xiàng)目,安裝質(zhì)量的好壞直接影響到行車的平穩(wěn)性和舒適性、橋梁的服務(wù)質(zhì)量及使用年限。

參考文獻(xiàn)

[1]《公路橋涵施工技術(shù)規(guī)范》(JTJ041—2000)

[2]田永復(fù).《怎么編寫施工組織設(shè)計(jì)》. 北京:建筑工業(yè)出版社,1999

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