桥梁病害原因及预防
2016-07-05
修建或运营一段时间之后的钢筋混凝土桥梁经常会出现一些病害,常见的桥梁病害有桥梁基础病害、混凝土开裂、桥头跳车等,这些病害都会对桥梁产生一定程度上的损害,会对桥梁的正常使用造成影响,还会降低桥梁的使用性能,减短桥梁的使用年限等。以下对桥梁中常见的病害进行简单地叙述并分析其出现原因,最终提出一些预防措施。
1 桥梁常见病害及原因分析
1.1 桥梁基础病害
常见的桥梁基础病害有,由于桥梁承载力的不足导致的桥梁基础不均匀下沉,基础发生滑移和倾斜,甚至基础底部局部被冲空;基础组成中的结构物产生异常应力和出现开裂现象。出现这些病害的原因主要是设计荷载标准偏低,导致桥梁承载力不能满足现今使用要求,桥梁的承载能力是根据当初桥梁设计时所采用的荷载等级来确定的,早些年代所建造的桥梁设计荷载偏低,随着交通量的快速增加和荷载等级的不断提高,之前的桥梁已经不能满足现在交通的使用要求,承载力严重不足,继而导致桥梁基础出现病害。
1.2 桥梁墩台病害
墩台上常见的病害有,墩台上出现水平向或竖向或者网状的裂缝,墩台上的混凝土出现脱落,材料老化,局部大体块的损坏,钢筋外漏出现锈蚀,墩台结构发生位移和变形等。造成这些病害的原因是,超出墩台设计的最高水位的洪水、泥石流,或者地震、强风,船舶撞击等对墩台的直接物理撞击导致墩台混凝土开裂,甚至结构出现位移和变形,另外早期的桥梁时代已久,随着时间的推移,墩台上的混凝土材料会自然老化脱落,继而导致其中的钢筋外漏发生锈蚀。
1.3 桥梁上部构造病害
常见的桥梁上部构造病害有:桥梁的不同部位出现开裂程度不一的裂缝;混凝土的强度分布不均匀;混凝土中渗入水;桥面的某些部位钢筋暴露,且出现锈蚀;梁的预应力不满足受力要求,梁体冻裂。究其原因主要是,有些桥梁在设计上就不合理,结构构造的受力不合理,起初病害并不明显,但是在经过一段时间之后,病害就较为明显了,除设计之外,还有施工技术、工艺的限制,有些桥梁存在一定的技术缺陷,在上部结构构造施工时质量没有满足要求,导致后期运营时病害的出现。
1.4 混凝土开裂
混凝土开裂病害常常表现为桥梁的梁体出现开裂,桥面上铺装的混凝土损坏,导致桥面上出现很多坑槽,严重影响了车辆的正常行驶,长时间下去对桥梁的结构的使用也造成影响,减短了桥梁的使用寿命。导致梁体混凝土开裂的原因有很多,构造的设计不当导致梁体的局部应力过于集中,混凝土早期的养护工作没有做到位,导致混凝土干缩,桥梁周围环境中的温度湿度的骤变,车辆的超载行驶等都会引起混凝土开裂。桥面上铺装的混凝土损坏的主要原因是施工质量没有达到设计要求。
1.5 桥头跳车
桥头跳车是桥梁正常运行之后普遍存在的的病害,正常情况下,台后路面与桥台路面的高差大约是2～3cm,但是极个别桥梁达到了6、7cm,这样桥台与台后路面之间出现了明显的台阶,致使车辆在行驶到桥头时出现跳车现象。桥头跳车不仅影响到了行车的舒适度,还会对桥面产生过大的冲击力,加重病害或诱发其他桥梁病害,同时对桥头伸缩缝的性能造成影响,造成后期伸缩缝频繁维修,影响交通的正常使用。造成桥头跳车的主要原因是台后填土及路基与桥台间的不均匀沉降,造成不均匀沉降的原因是填土前的原地面承载力不足,填土质量不满足要求,土方碾压不合格等。
1.6 其它病害
除上述病害以外,常见的病害还有桥梁冻害、桥面病害等。桥梁的墩台、桥面由于长时间受到严寒天气的影响,混凝土中的水分会凝结长固体状态,然后天气转暖,又会融化,长期的冻融循环,对混凝土的性能造成很大的影响,因而对桥梁本身的结构和路面造成损坏,影响了桥梁的使用年限。
2 预防措施和方法
2.1 桥梁裂缝加固与处理结合进行
桥梁裂缝的处理和加固需要结合进行。裂缝加固一方面是为了使梁体的承载能力得以恢复或提高,加强桥梁的横向刚度;另一方面则是为了抑制裂缝的深入发展。通常采用的桥梁纵向加固方法有:对上部结构进行加固的时候采用桥面补强层加固法,黏贴钢板的方法、通过改变结构受力体系来加固的方法,增大截面积和配置钢筋的加固方法等。在对下部分结构进行加固的时候采用的方法有:扩大基础加固法、增加桩基法、拓宽墩台加固法、修建挡土墙面加固法;为了增加桥梁的横向刚度,可采用增设预应力横隔板的方法。对于裂缝的处理可采用裂纹注浆、修补保护层、填充泥浆等方法。通过借鉴国外的先进技术,对那些存在裂纹、碳化深度过大或受盐水电化学腐蚀严重的钢筋混凝土桥梁进行及时维修,抑制结构物的恶化速度,从而提高了桥梁的使用年限。
2.2 采用新材料新工艺
当前,有很多混凝土裂缝修补技术可以改善混凝土的使用性能和提高混凝土的使用年限,其中聚丙烯纤维混凝土加上碱一骨料反应抑制剂及渗透型钢筋阻锈剂的使用比较具有代表性。我们应该不断地引进和研制新的修补技术和修补材料,比如国外的碳纤维加固法,这种方法的突出优点是加固效果明显,且对桥梁自重影响小,延长了桥梁的使用年限。
2.3 提高修补材料质量和施工工艺水平
修补材料的质量和施工工艺水平是决定裂缝处理效果的关键因素。之前对于桥梁的桥柱和纵横梁出现的裂缝常采用钢板加固法修补,对于桥面上的裂缝则采用沥青浇灌法。这些方法虽然方便快捷,但是钢板加固施工难度大且增加了桥梁的自重,沥青浇灌只堵漏,没有强化功能,对于钢筋锈蚀病害,传统的“打补丁”不仅效果不明显还会带来更多的锈蚀。所以要提高施工工艺水平和修补材料质量,引进国外的先进技术和先进的材料,例如国外的迁移型有机阻锈剂在组织钢筋锈蚀方面效果就很不错。
3 结语
桥梁从开始运行就不可避免的会出现一些病害,但是对于这些病害,我们不能置之不理,要加以处理,否则会对桥梁的安全性构成严重威胁。要把设计施工工作做到位,做充分,预防更多病害的出现,从而减少维修,延长桥梁使用寿命。
参考文献
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