热反射型涂料作为一种新型功能性材料,造价要比其他防水、防腐等涂料的造价高。因此,从工程经济性方面考虑,应结合混凝土桥梁温度差对重点降温部位进行筛选,从而保障效益最大化。
计算分析结果表明:混凝土桥梁所受最大拉应力一般发生在桥面板顶面,最大拉应力发生在距离桥面板0.2m 处,即翼缘下方0.1m 范围内的拉应力均偏大,是裂缝产生的潜在区域,而沿梁高竖向温差变化相对较小。通过对箱梁截面横向温度应力与竖向温度应力的分析,显示箱梁顶板下侧存在较大的横向温度应力,极易导致顶板沿桥纵向开裂;腹板上部内侧竖向拉应力和纵向拉应力都比较大,处于双向拉应力状态,如不采取适当的措施则可能在腹板上部出现斜裂缝。若这些裂纹(尤其是纵向裂缝)首尾相接,就会形成一些长度很长的裂纹,在交变的温度应力作用下,这些长裂纹有可能继续扩张并贯穿墩体,甚至将整个桥墩劈裂成若干柱形体,这样桥墩就有失稳破坏的危险。
结合上述分析,受日照辐射的梁式上部结构的边梁侧面均需涂刷,这样可减少沿梁高竖向温差,如若有条件(涂层不影响行车制动、不引起眩光等),可以考虑在桥面铺装上也进行热反射型涂料的涂装,这将对诸如箱型梁、空心板等形式的梁体结构的顶板上侧和腹板上部的外裂缝控制起到较好作用;可在拱箱顶部和拱上主梁上下表面涂刷降温材料来降低温差。另外,对于下部结构桥墩、盖梁等受到太阳辐射的地方,均有必要采取热反射型涂料进行降温,但具体选择与否,要根据具体日照情况及受力分析后进行确定。
3.3 质量评定
基层的处理、施工环境以及涂刷人员的安排等都会对涂层质量产生影响。涂层的质量关系到后期对混凝土的防护及自身性能的长期发挥,因此有必要对施工质量的控制及其评价方法进行讨论,其控制指标主要包括涂膜厚度、降温效果、粘结强度等。涂膜厚度是判断混凝土涂层涂装质量和涂层劣化程度的重要指标,结合室内试验,提出了应用超声波检测涂层厚度的方法,其主要用于工程现场无损检测混凝土桥梁结构涂层厚度;降温效果的评定可利用红外热成像仪进行;粘结强度的评定可以采用托拉法进行,并应在施工之前对施工方案进行试验,然后确定施工方案,以保证粘结强度。
4 结语
随着科技的发展与预防性养护理念得到广泛的共识,越来越多新材料在工程中得到应用。本文从热反射型涂料技术特点、应用于混凝土桥梁的优势、基本性能要求以及涂刷部位的确定进行了分析,希望能为该类材料的研发与应用提供参考。