鋼筋混凝土橋梁常見的病害原因和預(yù)防措施分析
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| 摘要: 文章介紹了鋼筋混凝土橋梁經(jīng)常出現(xiàn)的病害及其病害產(chǎn)生的原因，提出了對病害的處理及預(yù)防措施。 關(guān)鍵詞:鋼筋混凝土橋梁； 病害； 防治 1. 前言 鋼筋混凝土橋梁在修建或運營一段時間后往往會伴有病害的發(fā)生，如橋頭跳車、混凝土開裂、鋼筋誘蝕等，對混凝土橋梁產(chǎn)生不同程度的損傷，影響結(jié)構(gòu)的正常使用，降低其使用性能及使用壽命。下面介紹對這些橋梁病害的分析及病害的處理及預(yù)防措施。 2. 橋梁常見的缺陷和病害 2.1 上部構(gòu)造的缺陷和病害 主梁或主拱圈受拉部位開裂、破損、承載力下降；橋面鋪裝有裂縫、沉陷、龜裂；橋頭跳車；防水層排水功能不完善；水滲漏病害引起鋼筋銹蝕、混凝土剝離；支座位置不正確或損壞引起傾斜、錯臺及位移等。 注意：裂縫是橋梁最常見的缺陷和主要病害，而橋梁的病害往往也是從裂縫形成而開始的。因此，我們應(yīng)對橋梁裂縫病害引起高度重視。 2.2 下部墩臺及基礎(chǔ)的病害 基礎(chǔ)的缺陷和病害主要表現(xiàn)為：承載力不足而使基礎(chǔ)不均勻沉陷；基礎(chǔ)的滑移和傾斜，以及基底局部沖空；基礎(chǔ)結(jié)構(gòu)物的異常應(yīng)力和開裂。 橋墩、橋臺缺陷和病害主要表現(xiàn)為：水平、豎向和網(wǎng)狀裂縫；混凝土脫落、空洞、材料老化；受外力沖擊產(chǎn)生破壞；鋼筋外漏和銹蝕；結(jié)構(gòu)變形、位移等。 3. 公路橋梁病害及成因分析 1) 設(shè)計荷載標準偏低，承載能力不足。橋梁的承載能力是根據(jù)設(shè)計時所采用的荷載等級來確定的，早期建造的橋梁，特別是二十世紀六、七十年代建造的橋梁，設(shè)計荷載大多偏低。隨著交通量的增加和荷載等級的提高，原有橋梁已經(jīng)無法滿足現(xiàn)今交通的需要，有些橋梁已經(jīng)出現(xiàn)嚴重病害。 2) 通行能力不足。這主要表現(xiàn)在橋面寬度不足；橋梁平面線形、縱斷面線形標準太低；橋上通車凈空或橋下通車凈空不足。 3) 人為及自然因素引起結(jié)構(gòu)的損壞。比如超出設(shè)計最高水位的洪水、泥石流、浮冰、冰凍、地震、強風(fēng)、船舶撞擊等作用，河道不恰當(dāng)開挖，橋梁基礎(chǔ)下存在巖溶、礦山坑道等，引起橋梁結(jié)構(gòu)的局部損壞。 4) 自然老化。早期公路橋梁的設(shè)計齡期為50年，隨著時間的推移，已建橋梁會不斷損壞和老化，其承載力、剛度、延性和穩(wěn)定性不斷下降，這是一個不可改變的客觀規(guī)律。 5) 超期服役。這部分橋梁并不是太多，但主要是建造時期較早，比如五、六十年代建造的橋梁，設(shè)計使用壽命只有30年-50年，這些橋梁目前仍有部分在使用當(dāng)中。 6) 超負荷使用。隨著我國改革開放的深入，交通運輸業(yè)競爭在不斷加劇。按路線等級或者預(yù)期設(shè)計荷載等級來說，這一部分設(shè)計荷載等級并不低，但由于一些特殊的原因，橋梁使用荷載大大超出設(shè)計荷載，致使橋梁長期處于超重荷載作用下運營，加速了橋梁的損壞。 7) 設(shè)計、施工的先天不足。有些橋梁設(shè)計上不是很合理，結(jié)構(gòu)構(gòu)造處理不合理，橋梁在早期運營時其缺陷并不明顯，運營一定時間后，病害逐漸顯現(xiàn)出來。有些橋梁由于受施工質(zhì)量、施工技術(shù)、施工手段等的限制和影響，存在一定的技術(shù)缺陷，隨著運營時間的增加，其病害也逐漸顯露、發(fā)展。 8) 養(yǎng)護維修及加固措施不當(dāng)。有些橋梁的技術(shù)缺陷則是由于養(yǎng)護維修不恰當(dāng)引起的。比如橋面維修增加過大的恒載，致使橋梁本身自重過大，承載力相對提高較小或未提高；橋面排水處理不當(dāng)，橋面滲水；又如支座維修不當(dāng)，改變了整個結(jié)構(gòu)的受力狀態(tài)等。有些橋梁則是加固不當(dāng)引起的。比如加固施加的預(yù)應(yīng)力大小或者位置不恰當(dāng)，引起結(jié)構(gòu)的二次病害；又如結(jié)構(gòu)體系改變不合理，致使結(jié)構(gòu)的關(guān)鍵部位應(yīng)力超限等。 4. 橋梁裂縫加固和修補方法 橋梁裂縫處理與加固應(yīng)結(jié)合進行。加固的目的一方面是為了恢復(fù)或提高梁體的承載能力(縱向加固)，提高橋梁的橫向剛度(橫向加固)，另外是為了減小裂縫的產(chǎn)生和進一步的發(fā)展。常用的橋梁縱向加固方法：上部結(jié)構(gòu)加固時可采用橋面補強層加固法、增大截面和配筋法、粘貼鋼板法、改變結(jié)構(gòu)受力體系加固法、體外預(yù)應(yīng)力法等，下部結(jié)構(gòu)加固時可采用擴大基礎(chǔ)加固法、增補樁基加固法、混凝土套箍法、墩臺拓寬法和橋臺新建擋土墻加固法；橋梁橫向加固方法有：增設(shè)預(yù)應(yīng)力橫隔板、提高橋梁的橫向剛度。 橋梁裂縫常用的處理方法主要有裂紋注漿、表面涂裝、保護層修補、充填法等，并主要采用自行研制的各種修補材料。在借鑒國外先進技術(shù)的基礎(chǔ)上，對存在裂紋、出現(xiàn)堿骨料反應(yīng)、碳化深度過大及受鹽害腐蝕的大量混凝土橋梁進行維修。從修補效果來看，結(jié)構(gòu)物的劣化速度得到了相對控制，基本起到了提高結(jié)構(gòu)耐久性的目的。 新材料新工藝的采用：在改善混凝土的使用性能和耐久性方面，有各種混凝土裂縫修補技術(shù)，以聚丙烯纖維為代表的高性能纖維混凝土的應(yīng)用，堿一骨料反應(yīng)抑制劑以及滲透型鋼筋阻銹劑的推廣使用等。自從20世紀90年代后期以來，我國引進國外修補裂縫的先進材料和技術(shù)，就是碳纖維加固。這種材料與方法的突出優(yōu)點是：對橋的自重影響不大，達到加固的補強效果，使用壽命長；國內(nèi)已有多家生產(chǎn)廠家，但其造價較高。 橋梁裂縫病害的處理效果主要取決于修補材料的質(zhì)量與相應(yīng)的施工工藝水平，早期橋梁裂縫修補，對不同部位，采用不同的材料和施工方法，橋柱和橋的縱、橫梁的裂縫修補材料，普通采用鋼板加固方法；而橋面則采用瀝青澆灌方法。前者使用的材料與方法的缺點是：增加橋梁的荷載，施工難度大，優(yōu)點是牢固可靠；后者的材料和方法的缺點是：瀝青容易老化，修補不久又產(chǎn)生裂縫，只堵漏，不補強；優(yōu)點是施工方便快捷。混凝土裂縫引起水分滲入是導(dǎo)致鋼筋銹蝕的通道。鋼筋銹蝕損壞的修復(fù)傳統(tǒng)采取“打補丁”的辦法，即局部鑿除松動的混凝土，露出銹蝕鋼筋，除銹后抹上水泥砂漿。實踐中多次發(fā)現(xiàn)效果不佳，同時還給補丁四周的鋼筋帶來更嚴重的銹蝕問題。近年來，國外開發(fā)了一種新的修復(fù)技術(shù)：在結(jié)構(gòu)表面涂上一層遷移型有機阻銹劑，它可以通過混凝土遷移到鋼筋表面，使鋼筋再鈍化。 5. 結(jié)語 任何一座橋梁，從交付運營時起，或多或少就帶有一定程度的病害，如不加以處理，病害將越來越嚴重，最終危及到橋梁的安全。對橋梁病害必須進行維修處理，但更重要的是從設(shè)計、施工中去預(yù)防病害的發(fā)生，降低后期的維修保養(yǎng)費用。 |
| 原作者： 拉毛措 |
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