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。
