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钢筋混凝土桥梁病害及处治方法初探
2015-03-20 
   上个世纪八十年代以来,为了适应日益增长的交通需要,各地在建设资金有限的情况下建设了众多施工方便、造价较低的钢筋混凝土简支梁桥,为促进城乡经济繁荣作出了重要贡献。随着我国改革开放的深入及经济的发展,通过这些桥梁的交通量及行车荷载已日益加大。简支梁桥桥体在超负荷工作的情况下出现了各种各样的病害,这些病害有些是在设计、施工中形成的,有些是在桥梁运营中形成的。为了保证已有公路的畅通运营,桥梁的养护与维修工作就显得尤为重要。本文将针对对钢筋混凝土简支梁桥梁体的常见病害进行归纳和总结,并对病害提出一定的维修方法。

   1 简支梁桥梁体常见病害类型及产生原因

   1.1 表层缺陷

   钢筋混凝土简支梁桥表层缺陷主要有蜂窝、漏筋、麻面、空洞、磨损、锈蚀、老化、表层成块脱落等类型,具体各类缺陷产生的原因如下:

   1.1.1 蜂窝

   蜂窝现象的产生主要是因为设计和施工原因所致,具体的原因如下:

   a)施工不当所致。混凝土在灌筑过程中如果缺乏应有的振捣、以及运输过程中混凝土出现离析、支模时模板缝隙不严,使得水泥砂浆流失等都会造成蜂窝现象的产生;

   b)结构设计或材料配比不合理。当钢筋太密、混凝土粗骨料粒径太大或塌落度过小时,都可造成其蜂窝的形成。

   1.1.2 漏筋

   漏筋的产生很大程度上是因施工质量差所引起,如灌筑时钢筋保护层垫块发生位移,钢筋紧贴模板,保护层处振捣不实或漏振等,此外,当梁桥梁体因为外界或自身原因出现裂缝,降雨天气里,雨水浸入梁体裂缝,使得钢筋锈蚀膨胀引起表层大面积脱落,从而促成漏筋现象出现。

   1.1.3 麻面

   麻面的发生主要是因为施工时采用了表面不光滑的模板,以及模板在湿润时不够充分,造成梁体表面混凝土内的水分被模板吸收,从而使得麻面现象出现。

   1.1.4 空洞

   其成因可以从结构设计和施工过程中寻求。如果在结构设计时钢筋选配不当,使得钢筋布置过密,则可能造成该病害的产生,同时,在施工时混凝土被卡住,又未充分振捣就继续灌筑上层混凝土,此外,严重漏浆亦能产生空洞现象。

   1.1.5 磨损

   该病害的成因大致有三种情况:

   a)混凝土强度不足,表层细骨料太多;

   b)车轮磨耗;

   c)高速水流冲刷,水流中又夹带大量砂石等。

   1.1.6 锈蚀、老化、剥落

   其成因主要有以下几种:

   a)保护层太薄;当保护层太薄时,在自然条件下,表层混凝土极易发生水化反应,出现碳酸钙粉末或碳酸钙晶体,从而失去表层的保护作用,致使保护层剥落,进而出现钢筋锈蚀现象。

   b)结构出现裂缝时,雨水浸入裂缝内部,使得钢筋发生化学及物理反应,从而出现锈蚀;

   c)钢筋锈蚀膨胀引起剥落;

   d)严寒地区冰冻及干湿交替循环作用;

   e)有侵蚀性水的化学侵蚀作用。

   1.1.7 表层成块脱落

   主要是由于外界作用所致,如车辆撞击、船舶或其他坚硬物体的撞击等。

   1.2 结构裂缝

   混凝土结构裂缝的成因复杂而繁多,甚至是多种因素相互影响,钢筋混凝土简支梁桥梁体结构裂缝的种类及成因主要有以下几种:

   1.2.1 网状裂缝

   此种裂缝可能会发生在各种跨度的梁体上,裂缝比较细小,宽度约0.03~0.05mm,用手触及有凸起感觉,其多为混凝土收缩所引起的表面龟裂,也即当混凝土表层水分损失快,内部损失慢,产生表面收缩大,内部收缩小的不均匀收缩,表面收缩变形受到内部混凝土的约束,致使表面混凝土承受拉力,当表面混凝土承受的拉力超过其抗拉强度时,产生龟裂,进一步致使网状裂缝出现。

   1.2.2 下缘受拉区的裂缝

   此种裂缝多发生于桥梁跨中部,梁跨度越大,裂缝越多,其自下翼缘向上发展,至翼缘与梁肋相接处停止,裂缝间距约0.1~0.2m,宽度约为0.03~0.1mm,其多为混凝土收缩和梁体扰曲所致。

   1.2.3 腹板上是竖向裂缝

   该裂缝为最常见也较为严重的一种裂缝。当跨径大于12m时,其裂缝多处于薄腹部分,在梁的半高线附近裂缝跨度较大,一般在0.15~0.3mm;当梁跨径小于10m时,其裂缝较细小,且多数裂缝系由梁肋向上延伸,越上越细,上端未到腹板顶部,其成因多系设计不当、施工质量差、养护不及时或温度及环境条件不良的影响所致。

   1.2.4 腹板上是斜向裂缝

   是钢筋混凝土梁中出现最多的一种裂缝,且多在跨中两侧,离跨中越远倾斜角越大,反之越小,倾斜角在150~450之间,第一道裂缝多出现在距支座0.5~1.0m处,裂缝宽度一般在0.3mm以下,该种裂缝的产生多为设计上的缺陷,即主拉应力较计算大,使得混凝土不能负担而导致裂缝产生,而施工不良又会加快裂缝的产生和发展。

   1.2.5 梁侧水平裂缝

   该种裂缝多因施工不当引起,如分层灌筑时,间隔的时间太长等。

   1.2.6梁底纵向裂缝

   该种裂缝多因混凝土保护层过薄或掺入氯盐等速凝剂所致。

   2 简支梁桥梁体常见病害的维修处治方法

   常见的维修处治方法有:

   a)梁(板)体混凝土的空洞、蜂窝、麻面、表面风化、剥落等应先将松散部分清除,再根据情况用高标号混凝土或水泥砂浆填补。

   b)梁体若出现漏筋或保护层剥落等现象,应先将松动的保护层凿去,并将钢筋锈迹清除,如损坏面积不大可用环氧砂浆修补,如损坏面积过大,可喷射高标号水泥砂浆修补。

   c)钢筋混凝土简支梁产生裂缝时,按下列方法进行处理:①当裂缝宽度大于限值规定时,应采用压力灌浆法灌注环氧树脂胶;②如裂缝发展严重时,应查明原因,按照不同情况采取加固措施,并加强观测。

   通过对钢筋混凝土简支梁桥梁体的常见病害及维修方法的分析,我们可以看到,一座桥梁的病害成因涉及到许多方面的因素,诸如设计、施工、监理以及养护等,因此,要使得病害的减轻就需要从以下几个方面入手:

   a)紧抓设计环节,好的设计是桥梁是否成功的基本保证,没有好的设计方案,就不可能高水平、现代化的桥梁;

   b)组织和管理好施工的各个环节,因为桥梁质量的好坏不是靠一时的好坏来衡量,而是环环紧扣的,只要一个环节出现问题,则引起其他环节病害的发生,因此,施工单位要具有良好的施工水平和职业道德,同时,监理单位要做好监督管理,认真管理施工单位;

   c)加强养护和维修。要积极做好养护工作,及时发现桥梁的病害,并分析其可能成因,在了解成因的基础上采用有效的维修措施,减轻或消除病害。
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