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【摘 要】当前的钢筋混凝土桥梁常出现病害现象。本文主要分析了钢筋混凝土桥梁的各种病害,分析了钢筋混凝土桥梁的病害原因,并探讨了维修加固措施。
【关键词】钢筋;混凝土;桥梁;病害;维修;加固
当前的钢筋混凝土桥梁因为种种技术因素的限制,往往在投入使用后一段时间内,出现一些病害现象,例如出现混凝土开裂、桥头跳车和钢筋生锈等病害,这些病害严重影响到钢筋混凝土桥梁的正常使用,更会降低桥梁的使用寿命。所以,必须针对各个部位的病害程度采用适当的维修和加固措施。
1.钢筋混凝土桥梁的病害
1.1上部构造病害
桥梁因为年代的原因和施工技术的影响,常会引起桥梁表面的缺陷:蜂窝,漏筋,麻面,空洞,工作缝以及外观质量太差;再者,桥梁中存在多余的积水;基座易发生滑动;桥面发生断裂和塌陷等现象;主梁发生病害,使得承载力变低。
常出现一些结构裂缝,主要引发原因有:混凝土收缩,荷载引起,地基沉降,钢筋锈蚀,温度变化和原材料质量等原因导致。
1.2下部构造方面
下部墩台往往发生常见病害:结构弯曲变形,滑动,钢筋锈蚀;受到外界压力的打击;原料发生退化和脱落。基础常发生以下病害:过大的压力下引起基础承载力降低而变形;基础的滑动;桥梁结构发生断裂和变形。
2.桥梁病害的原因分析
2.1裂缝的维修
蜂窝主要是因混凝土在施工过程中的振捣和灌注操作适当,导致离析的出现,水泥砂浆流失严重而导致蜂窝,也会因结构设计不当引起。
漏筋主要是因施工質量差引起的。麻面主要因为施工过程中的模板表面不光滑。空洞主要是因结构设计不当和施工工序的不规范引起的。
外观质量不良主要由于施工不严,没有按照规范进行,导致离析的出现,导致外观不良。
2.2外在因素的损坏
桥梁受到洪水、冰雹和地震等自然灾害的破坏。也可能是因桥梁的地址不当,导致局部结构受到损坏。
2.3自然老化
随着桥梁使用时间的延伸,桥梁自身会发生各种老化现象,导致桥梁的使用功能和承载力慢慢衰退。
2.4超龄使用
一些桥梁的使用时间太长了,超过了它自身的使用期限。
2.5承载力加重
随着国内交通行业的发展,桥梁荷载等级的设计标准越来越高,但是实际使用荷载往往超出设计很多,在长期的超重荷载运营的下,桥梁会因不堪重负发生结构病害。
2.6前期处理不当
一些桥梁的后期损害是因设计时期很多原因引起的,在前期并不会显现,只有当使用一段时间后才能显示。还会因施工质量不过关,施工技术和施工手段落后等原因导致病害的产生,使用时间一长,就会暴露病害问题。
2.7没有采取恰当的后期方法维修和加固
在桥梁交付使用后,必须进行必要的维修和加固,但是由于在实际维修中措施不当,导致维修措施没有发生原有的作用。例如,桥面排水处理不当导致桥面渗水;支座维修不当引起整个结构的受力不匀。一些不当的加固维修措施,甚至会加固病害的发生,例如桥梁加固位置不当,力量过猛或不够,引起桥梁结构的变形。
3.桥梁病害的维修加固措施
常见的钢筋混凝土桥梁病害是由多种因素引起的,它们加速了桥梁的侵蚀,所以必须考虑各种处理病害的方法,有效抑制混凝土桥梁的病害,提高结构的抗侵蚀能力和桥梁的使用寿命。
3.1混凝土
3.1.1选用合适的混凝土或砂浆补强
一旦发现桥梁混凝土被侵蚀,就必须进行补强,如果侵蚀面积不大,只需选择合适的混凝土补强,应选择与原本的混凝土粘接能力好、具有一致的线膨胀系数、强度和抗压力度能满足要求的补强泥浆,尽量保证泥浆良好的和易性和较好的密实度,降低混凝土被冻融的可能。如果桥梁是浸在水中的,则一定要选取抗水性好的泥浆补强,并添加适当添加剂,来强化桥墩的强度。如果病损面积大,可以增大原来结构的尺寸,减少混凝土面的拉应力,杜绝产生裂缝的。
3.1.2提高混凝土的密实度
混凝土桥梁之所以会裂,是因水的进入导致的,水通过缝隙进到混凝土的内部,并于内部的钢筋发生化学反应,加速了混凝土的侵蚀和裂缝。在高压注浆方式下,提高混凝土的密度,也可采用新型材料渗透性结晶材料,使其与混凝土内部的物质发生化学反应,生成阻塞贯通毛孔的凝胶,增加混凝土的防渗性,加强了桥梁的抗侵蚀能力。
3.1.3适当增加混凝土保护层的厚度
有害物质以水为载体到达混凝土内部的钢筋结构是需要一定时间的,我们还可以通过增减混凝土保护层的方式,延长有害物质到达内部钢筋的时间,进而延长了钢筋被侵蚀的时间,延缓了混凝土裂缝的产生,增长了混凝土桥梁的使用寿命。
在钢筋混凝土耐久性规范颁布之前,建筑行业通常使用的是混凝土保护层净厚度是十五毫米,如果从结构受力方面来说,增强了桥梁的承载能力,但是抗侵蚀性就不那么强了,在恶劣的环境下很容易使有害物质进入钢筋位置,与钢筋产生一定的化学反应,使混凝土裂缝进一步扩大。所以对于侵蚀严重的桥梁可以采用增加保护层的厚度来延缓裂缝的产生。各国规范在规定最小混凝土保护层厚度时,除普遍考虑环境条件外,对其他条件的影响各有侧重,如美国规范对构件类型、钢筋类型和直径大小很重视,将构件分为三个档次,板墙小梁、梁柱、壳体折板等;对不同粗细的钢筋也予以区别对待。而英国规范对混凝土强度等级不同则规定也不同,好的钢筋进行绑焊。在混凝土补强后,在结构表面再喷涂阻锈剂。
3.2表面病害维修
针对桥梁的蜂窝、空洞、表面风化、麻面、剥落等病害,应清除松散部分,用高标号混凝土或水泥砂浆填补。
一旦桥梁发生漏筋或保护层剥落,应凿去松动的保护层,清除钢筋锈迹,损坏不大时可用环氧砂浆修补,损坏面积大时用喷射高标号水泥砂浆修补。
混凝土一般会用到直接灌筑、喷射及压浆等修补法。当修补工作面积较大时,应在灌筑前设立模板,以保护修补的外观质量。
施工前应凿除构件中的蜂窝或空洞等缺陷,且凿毛修补部位,并保持老混凝土表面的湿润、清洁和不沾尘土;为保新老混凝土的结合性,应在界面上涂抹一层水泥砂浆。可以采用水泥砂浆人工涂抹法和喷浆修补法补强。水泥砂浆人工涂抹法用于修小面积的病害,喷浆修补法适用于老混凝土和比较严重的病害。
3.3钢筋维修
混凝土抗渗性较好,但因为不同的施工条件和施工质量,会不可避免的出现微小的孔隙和裂缝,容易导致有害物质的侵入,腐蚀钢筋。针对侵蚀轻微的钢筋混凝土结构,应该在混凝土表面涂刷阻锈剂,以便不影响混凝土的透气性和水分散发,保护钢筋,避免发生大程度的锈蚀。掺入阻锈剂时要注意结合有害物质,使钢筋不会因结构设计不当发生破坏。如果钢筋混凝土结构侵蚀严重,必须剔除松动的混凝土,再结合具体情况处理钢筋的锈蚀,如果钢筋是表面锈蚀,应在除锈后在表面涂刷阻锈剂,如果钢筋的有效面积明显减小,应该采用同型。■
【参考文献】
[1]邹虎,罗小峰.既有钢筋混凝土刚架拱桥的加固处理技术[J].公路交通科技(应用技术版),2010(10).
[2]李冲.钢筋混凝土刚架拱桥受力机理与节点加强技术研究[D].山东科技大学,2010.
【关键词】钢筋;混凝土;桥梁;病害;维修;加固
当前的钢筋混凝土桥梁因为种种技术因素的限制,往往在投入使用后一段时间内,出现一些病害现象,例如出现混凝土开裂、桥头跳车和钢筋生锈等病害,这些病害严重影响到钢筋混凝土桥梁的正常使用,更会降低桥梁的使用寿命。所以,必须针对各个部位的病害程度采用适当的维修和加固措施。
1.钢筋混凝土桥梁的病害
1.1上部构造病害
桥梁因为年代的原因和施工技术的影响,常会引起桥梁表面的缺陷:蜂窝,漏筋,麻面,空洞,工作缝以及外观质量太差;再者,桥梁中存在多余的积水;基座易发生滑动;桥面发生断裂和塌陷等现象;主梁发生病害,使得承载力变低。
常出现一些结构裂缝,主要引发原因有:混凝土收缩,荷载引起,地基沉降,钢筋锈蚀,温度变化和原材料质量等原因导致。
1.2下部构造方面
下部墩台往往发生常见病害:结构弯曲变形,滑动,钢筋锈蚀;受到外界压力的打击;原料发生退化和脱落。基础常发生以下病害:过大的压力下引起基础承载力降低而变形;基础的滑动;桥梁结构发生断裂和变形。
2.桥梁病害的原因分析
2.1裂缝的维修
蜂窝主要是因混凝土在施工过程中的振捣和灌注操作适当,导致离析的出现,水泥砂浆流失严重而导致蜂窝,也会因结构设计不当引起。
漏筋主要是因施工質量差引起的。麻面主要因为施工过程中的模板表面不光滑。空洞主要是因结构设计不当和施工工序的不规范引起的。
外观质量不良主要由于施工不严,没有按照规范进行,导致离析的出现,导致外观不良。
2.2外在因素的损坏
桥梁受到洪水、冰雹和地震等自然灾害的破坏。也可能是因桥梁的地址不当,导致局部结构受到损坏。
2.3自然老化
随着桥梁使用时间的延伸,桥梁自身会发生各种老化现象,导致桥梁的使用功能和承载力慢慢衰退。
2.4超龄使用
一些桥梁的使用时间太长了,超过了它自身的使用期限。
2.5承载力加重
随着国内交通行业的发展,桥梁荷载等级的设计标准越来越高,但是实际使用荷载往往超出设计很多,在长期的超重荷载运营的下,桥梁会因不堪重负发生结构病害。
2.6前期处理不当
一些桥梁的后期损害是因设计时期很多原因引起的,在前期并不会显现,只有当使用一段时间后才能显示。还会因施工质量不过关,施工技术和施工手段落后等原因导致病害的产生,使用时间一长,就会暴露病害问题。
2.7没有采取恰当的后期方法维修和加固
在桥梁交付使用后,必须进行必要的维修和加固,但是由于在实际维修中措施不当,导致维修措施没有发生原有的作用。例如,桥面排水处理不当导致桥面渗水;支座维修不当引起整个结构的受力不匀。一些不当的加固维修措施,甚至会加固病害的发生,例如桥梁加固位置不当,力量过猛或不够,引起桥梁结构的变形。
3.桥梁病害的维修加固措施
常见的钢筋混凝土桥梁病害是由多种因素引起的,它们加速了桥梁的侵蚀,所以必须考虑各种处理病害的方法,有效抑制混凝土桥梁的病害,提高结构的抗侵蚀能力和桥梁的使用寿命。
3.1混凝土
3.1.1选用合适的混凝土或砂浆补强
一旦发现桥梁混凝土被侵蚀,就必须进行补强,如果侵蚀面积不大,只需选择合适的混凝土补强,应选择与原本的混凝土粘接能力好、具有一致的线膨胀系数、强度和抗压力度能满足要求的补强泥浆,尽量保证泥浆良好的和易性和较好的密实度,降低混凝土被冻融的可能。如果桥梁是浸在水中的,则一定要选取抗水性好的泥浆补强,并添加适当添加剂,来强化桥墩的强度。如果病损面积大,可以增大原来结构的尺寸,减少混凝土面的拉应力,杜绝产生裂缝的。
3.1.2提高混凝土的密实度
混凝土桥梁之所以会裂,是因水的进入导致的,水通过缝隙进到混凝土的内部,并于内部的钢筋发生化学反应,加速了混凝土的侵蚀和裂缝。在高压注浆方式下,提高混凝土的密度,也可采用新型材料渗透性结晶材料,使其与混凝土内部的物质发生化学反应,生成阻塞贯通毛孔的凝胶,增加混凝土的防渗性,加强了桥梁的抗侵蚀能力。
3.1.3适当增加混凝土保护层的厚度
有害物质以水为载体到达混凝土内部的钢筋结构是需要一定时间的,我们还可以通过增减混凝土保护层的方式,延长有害物质到达内部钢筋的时间,进而延长了钢筋被侵蚀的时间,延缓了混凝土裂缝的产生,增长了混凝土桥梁的使用寿命。
在钢筋混凝土耐久性规范颁布之前,建筑行业通常使用的是混凝土保护层净厚度是十五毫米,如果从结构受力方面来说,增强了桥梁的承载能力,但是抗侵蚀性就不那么强了,在恶劣的环境下很容易使有害物质进入钢筋位置,与钢筋产生一定的化学反应,使混凝土裂缝进一步扩大。所以对于侵蚀严重的桥梁可以采用增加保护层的厚度来延缓裂缝的产生。各国规范在规定最小混凝土保护层厚度时,除普遍考虑环境条件外,对其他条件的影响各有侧重,如美国规范对构件类型、钢筋类型和直径大小很重视,将构件分为三个档次,板墙小梁、梁柱、壳体折板等;对不同粗细的钢筋也予以区别对待。而英国规范对混凝土强度等级不同则规定也不同,好的钢筋进行绑焊。在混凝土补强后,在结构表面再喷涂阻锈剂。
3.2表面病害维修
针对桥梁的蜂窝、空洞、表面风化、麻面、剥落等病害,应清除松散部分,用高标号混凝土或水泥砂浆填补。
一旦桥梁发生漏筋或保护层剥落,应凿去松动的保护层,清除钢筋锈迹,损坏不大时可用环氧砂浆修补,损坏面积大时用喷射高标号水泥砂浆修补。
混凝土一般会用到直接灌筑、喷射及压浆等修补法。当修补工作面积较大时,应在灌筑前设立模板,以保护修补的外观质量。
施工前应凿除构件中的蜂窝或空洞等缺陷,且凿毛修补部位,并保持老混凝土表面的湿润、清洁和不沾尘土;为保新老混凝土的结合性,应在界面上涂抹一层水泥砂浆。可以采用水泥砂浆人工涂抹法和喷浆修补法补强。水泥砂浆人工涂抹法用于修小面积的病害,喷浆修补法适用于老混凝土和比较严重的病害。
3.3钢筋维修
混凝土抗渗性较好,但因为不同的施工条件和施工质量,会不可避免的出现微小的孔隙和裂缝,容易导致有害物质的侵入,腐蚀钢筋。针对侵蚀轻微的钢筋混凝土结构,应该在混凝土表面涂刷阻锈剂,以便不影响混凝土的透气性和水分散发,保护钢筋,避免发生大程度的锈蚀。掺入阻锈剂时要注意结合有害物质,使钢筋不会因结构设计不当发生破坏。如果钢筋混凝土结构侵蚀严重,必须剔除松动的混凝土,再结合具体情况处理钢筋的锈蚀,如果钢筋是表面锈蚀,应在除锈后在表面涂刷阻锈剂,如果钢筋的有效面积明显减小,应该采用同型。■
【参考文献】
[1]邹虎,罗小峰.既有钢筋混凝土刚架拱桥的加固处理技术[J].公路交通科技(应用技术版),2010(10).
[2]李冲.钢筋混凝土刚架拱桥受力机理与节点加强技术研究[D].山东科技大学,2010.