1 Visão geral do projeto

Uma ponte está conectada com a linha comum de 318 National Road e 206 National Road através de um intercâmbio.A ponte atravessa a área urbana e tem um comprimento total de 6.24km.A ponte principal é projetada como uma ponte contínua de cinco voltas contínuas de duas torres de cabo-superfície de aço de caixa de aço com cabo de ponte.A ponte principal tem um comprimento total de 1.04km.A secção de concurso deste tratamento é K20+118—K20+648.A ponte principal adota viga plana totalmente soldada em aço fechado, e a altura do feixe na linha central da ponte é 3.Om. Há um total de 16 pares de 64 cabos de fita de aço em forma de ventilador de cabo duplo, que estão ancorados na viga de caixa de aço a uma distância padrão de 15m.A distância de ancoragem no pilar é 2.5m, e os cabos de permanência são esticados na extremidade da torre.O pilone é um pilão em forma de Y, separado de concreto armado, com uma altura total de 185m.A altura da torre acima do convés da ponte e a razão de span principal são 0.2651.A coluna superior da torre é projetada como uma seção poligonal única de uma única caixa.As três vigas superiores, médias e inferiores da torre são todas estruturas de concreto armado protendido.A ponte foi concluída e posta em operação em 1996.Com o aumento da vida útil e o aumento contínuo do volume de tráfego, a superfície da estrutura do concreto da ponte principal corpo, pilares e colunas de torre começaram a aparecer rachaduras de diferentes graus.Para garantir o desempenho e a vida útil da ponte, as fissuras devem ser reforçadas.

2 Mecanismo e causas de fissuras estruturais

Os materiais básicos de concreto têm uma ampla gama de aplicações na construção da estrutura da ponte atual, com o maior número de aplicações, e há grandes mudanças nas propriedades, formas e resistências do material de acordo com diferentes razões de mistura, e eles têm forte durabilidade e potencial de vida.No entanto, a pedra, tijolo, aço, concreto e outros materiais que compõem a estrutura da ponte têm fraca resistência à tração, e leve tensão causará rachaduras. Portanto, a ocorrência de fissuras é quase inevitável.A existência e posterior desenvolvimento de fissuras enfraquecerão os membros estruturais e a capacidade de suportar cargas em graus variados. Além disso, as fissuras na estrutura da ponte também podem fazer com que a camada protetora caia, a corrosão de barras de aço, a carbonização de materiais de concreto, a diminuição da durabilidade estrutural e da resistência, e até mesmo encurtar a vida útil da ponte, afetando o uso normal da ponte.

O mecanismo que causa fissuras convencionais em estruturas de ponte é relativamente complicado, e as fissuras de fator único são relativamente raras.As fissuras geralmente são causadas por um ou vários fatores, e os demais fatores apenas fazem com que as fissuras continuem a desenvolver ou aumentar a fissuração. Portanto, ao analisar as causas das fissuras, a forma das fissuras deve estar correlacionada com as causas. Especificamente, as causas das fissuras estruturais da ponte incluem os seguintes aspectos.

2.1 Quebras de carga

A estrutura do concreto da ponte é propensa a trincas de carga sob a ação da carga dinâmica e estática convencional e tensão secundária da ponte.As fissuras de carga geralmente se manifestam diretamente como fissuras diretas de estresse e fissuras secundárias de estresse.As fissuras diretas de tensão são causadas principalmente pela carga superficial da ponte que excede a faixa de tensão que ela pode suportar, e as fissuras secundárias de tensão são causadas pela influência da carga externa na estrutura da ponte e fazem com que as fissuras apareçam.

2.2 Quebras auto-stressantes

As fissuras de auto-stress em estruturas de ponte incluem fissuras causadas pelo encolhimento da estrutura de ponte e fissuras causadas por diferenças de temperatura.

2.2.1 Fracturas estruturais de encolhimento

A contração desigual da estrutura do concreto da ponte dentro e fora durante o processo de solidificação faz com que a pressão superficial seja muito maior do que a faixa de resistência à tração, o que leva a fissuras na estrutura da ponte.Em circunstâncias normais, as 4 horas após o derramamento da estrutura do concreto da ponte são o estágio mais intenso e ativo da reação de hidratação do cimento, sendo também o período crítico para a geração e formação da cadeia molecular da estrutura do concreto.O processo de formação da cadeia molecular deve ser acompanhado de sangramento, o que também indica que a estrutura do concreto não está completamente endurecida, causando encolhimento plástico. Desde então, à medida que a estrutura do concreto continua a endurecer, o sangramento superficial continua a evaporar, a temperatura gradualmente diminui, o volume da estrutura do concreto diminui, e as fissuras de encolhimento aparecem.

2.2.2 rachaduras de temperatura

A exotérmia ocorre durante a solidificação da estrutura do concreto, e o arco de soldagem provoca mudanças de temperatura e luz forte.As mudanças de temperatura acima farão com que a expansão e a contração ocorram alternadamente. Como resultado, a tensão de temperatura excede em muito a resistência que a estrutura do concreto pode suportar, causando fissuras estruturais. Tendo em conta o ambiente geográfico do projeto ponte, há certas mudanças na diferença de temperatura a cada ano, o que desencadeia continuamente o deslocamento longitudinal da ponte.A temperatura local dos lados e pilares do corpo da ponte sobe após a luz solar direta, e o estresse de tração local nesta parte vai aumentar, causando fissuras longitudinais.

2.3 Razões materiais

Esta ponte é principalmente uma estrutura de concreto. Ao analisar as causas das fissuras na estrutura da ponte, verificou-se que o delineamento e a fase de construção da razão de mistura de materiais de concreto não foram razoáveis, resultando em uma diminuição da resistência à tração do material de concreto e das fissuras na estrutura do concreto. Devido às características de encolhimento dos materiais de concreto, é muito sensível às mudanças de temperatura, e a diferença de temperatura muda durante a fase de construção.

2.4 Manutenção inadequada

Desde que a ponte foi construída e posta em operação, faltava manutenção e gestão razoáveis, e não impunha restrições estritas à passagem de veículos sobrecarregados e com excesso de limites.Com o tempo, a ponte foi sobrecarregada e causou fissuras estruturais.

3 Reforço das fissuras na estrutura da ponte

Muita prática de engenharia mostra que as fissuras nas estruturas de concreto são inevitáveis, e algumas fissuras são inofensivas ou controláveis.Se os requisitos para a resistência estrutural ao crack forem demasiado elevados, o custo de construção do projecto irá inevitavelmente aumentar.De acordo com os requisitos específicos de finalidade e desempenho do projeto, o grau de dano das fissuras deve ser cientificamente controlado dentro do intervalo permitido.

3.1 Melhorar o design da ponte

Para resolver fundamentalmente o problema das fissuras na estrutura da ponte, é necessário fortalecer o projeto científico da estrutura da ponte, método de combinação e aplicação do material sob uma perspectiva de projeto, e calcular com precisão a carga suportada pela ponte.E fortalecer a gestão de vários materiais de construção e equipamentos mecânicos, melhorar os métodos de construção, e supervisionar a unidade de construção para realizar a construção em estrita conformidade com os desenhos de projeto e procedimentos de projeto.Por exemplo, a cura contínua de materiais de construção acelera a reação de hidratação de materiais de concreto, garante a melhoria da resistência do material, reduz o encolhimento do material e a fluência, e evita a ocorrência de fissuras.Na fase de concepção, devem também ser consideradas plenamente as condições meteorológicas, a temperatura ambiente, o sol, a diferença de temperatura e outros possíveis efeitos adversos na estrutura da ponte durante o período de construção, devendo verificar-se a resistência à fadiga da estrutura da ponte sob vibração mecânica.

3.2 Tecnologia de tratamento de reparação de crack

A reparação de fissuras em estruturas de concreto de ponte deve promover a restauração do desempenho à prova d'água e durabilidade da estrutura.Se a estrutura do concreto tiver doenças graves, deve ser reparado antes do reforço, incluindo as seguintes medidas.

3.2.1 Reparação ou pulverização de superfície

(1) Reparação de pasta de superfície

Para micro-cracks em estruturas de betão de ponte com uma largura inferior a 0.2mm, você pode colar pano de vidro ou chapas de aço na superfície e aplicar cargas e materiais à prova d'água para melhorar o desempenho à prova d'água da estrutura e evitar que as rachaduras se expandam ainda mais. Antes que o pano FRP seja colado, explore a superfície das rachaduras e rasteje. Depois de atingir um certo nível de planicidade e limpeza, aplique o líquido à base de epóxi uniformemente em toda a superfície de colagem, em seguida, endireitar o FRP e colá-lo, alisá-lo e corrigi-lo com um pincel.. Antes da placa de aço ser colada, a placa de aço deve ser cortada de acordo com o tamanho da fissura e polida até que a barra de aço seja exposta. Após o reparo da fissura, uma camada de adesivo líquido à base de epóxi é aplicada na superfície para facilitar a união firme.

2) Reparação de pulverização

A superfície das fissuras na estrutura do concreto é raspada e pulverizada com uma camada protetora de argamassa de cimento de alta densidade para atingir o objetivo de selar as fissuras e fortalecer o tratamento. Antes de pulverizar a argamassa de cimento, a camada de descamação na superfície da estrutura deve ser cuidadosamente removida e enxaguada com água para garantir que a camada de base está molhada e pulverizada.

3.2.2 Restrição de pressão

Delinear o escopo de reparo de acordo com as condições específicas da fissura, determinar a localização do orifício e a quantidade de chorume, e o orifício antes da fissura deve ser operado ao longo da fissura, e garantir que a superfície da fissura e o eixo do furo estão em um ângulo de mais de 30°. Após a perfuração ser concluída, a água limpa é injetada ao longo do buraco para limpeza, e a perfuração é soprada seca com ar comprimido, o grout pré-preparado é derramado no concreto e, em seguida, a construção de reparo de grout é realizada através da bomba de gruting.Para as fissuras não penetrantes, é difícil injetar o grout na estrutura, e a pressão excessiva de injeção pode expandir a largura da fissura.Por esta razão, a baixa pressão e a baixa velocidade devem ser utilizadas para fissuras em estruturas de ponte, que podem não só controlar a quantidade de gruting, mas também garantir que o grut é injetado na parte profunda da fissura.Se a resina epóxi for utilizada como material de aglutinação, a viscosidade do material epóxi deve ser plenamente considerada.A fim de garantir que o grout é totalmente derramado nas fissuras, a quantidade de solvente pode ser aumentada, mas uma quantidade excessiva de solvente irá reduzir a viscosidade do grout e é difícil alcançar o propósito esperado de enchimento e união.As propriedades de rastreamento de deformação da resina epóxi se deteriorarão em fissuras estendidas, e materiais flexíveis de epóxi devem ser usados para tais fissuras.De acordo com um grande número de práticas de engenharia, a combinação de material de resina epóxi e unhas de garras de aço pode aumentar a integridade da estrutura após o reforço de fissuras, e pode efetivamente prevenir as fissuras subsequentes.

3.2.3 Gruting e enchimento

Ou seja, através da injeção de cimento, resina e outros materiais nas fissuras da estrutura do concreto, a durabilidade e impermeabilização da estrutura são efetivamente melhoradas, e é adequado para fissuras mais amplas com uma largura de 0.5mm ou mais. Primeiro, um sulco profundo é cortado ao longo da fenda, e depois argamassa de cimento, argamassa epóxi, asfalto, agente de reforço e outros materiais de ligação são incorporados no sulco.Para estruturas de concreto armado com barras de aço não corroídas, a estrutura de concreto deve ser cinzelada em forma de U ao longo de uma largura de 10 mm na fissura e preenchida com materiais de vedação para reparação de fissuras.Se a barra de aço tiver sido corroída, a estrutura do concreto deve ser removida para toda a peça corroída. Após a barra de aço ser desprovida, deve ser aplicada tinta antiferrugem, e o material de vedação deve ser preenchido para reparar a fissura.

3.3 Tecnologia de reforço da estrutura do feixe

O reforço da estrutura superior da ponte de feixe deve basear-se nas condições reais da ponte e no grau de redução da capacidade de rolamento.Em circunstâncias normais, a força da estrutura pode ser melhorada ampliando a seção do membro original; substituindo a estrutura antiga por uma nova estrutura para melhorar a resistência da estrutura; alterando e otimizando o sistema de força da estrutura original para reduzir o pico de torque da seção de controle.A pretensão é aplicada para alterar o sistema de força da estrutura original e melhorar a rigidez da estrutura. Você pode optar por aumentar a tecnologia de reforço de seção, tecnologia de reforço de pasta externa, tecnologia de reforço de protensão externa, tecnologia de reforço de sistema estrutural, tecnologia adicional de reforço de feixe longitudinal, etc.

4 Conclusão

Os fatores que causam fissuras estruturais de ponte são mais complicados. Apenas uma análise e estudo abrangente e sistemático das causas das fissuras, dominando o mecanismo de causar doenças de ponte e avaliando o grau de dano à fissura podem fornecer base de decisão para a resposta e reforço das fissuras estruturais de ponte. Embora o problema atual das fissuras estruturais da ponte seja relativamente comum, desde que o mecanismo das fissuras estruturais da ponte seja plenamente compreendido e dominado durante as etapas de projeto e construção, e seja adotada tecnologia de tratamento de reforço econômico e eficaz, a ocorrência de fissuras estruturais da ponte pode ser reduzida ou mesmo evitada.