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市政桥梁病害的成因及解决对策

时间:2017-12-19 14:37来源:未知 作者:360期刊网 点击:

  市政桥梁病害的成因及解决对策

  高建辉

  若要减少桥梁裂缝,首先应从设计入手,然后抓好施工中的每一道工序的质量,并对混凝土材料及外部环境多做调查、研究与实验,把裂缝的危害降低到最低程度。本文对桥梁混凝土的病害的形成原因做了分析,并进一步提出了解决措施。

  随着我国公路建设发展速度的加快,新建桥梁工程越来越多,在桥梁建造和使用过程中,因混凝土出现各种病害,进而影响工程质量甚至导致桥梁垮塌的事件屡见不鲜,本文对桥梁混凝土的病害的形成原因做了分析,并提出了解决方法。

  一、市政路桥施工中的常见病表现

  (一)路桥裂缝现象

  路桥裂缝可以说是市政路桥工程当中最常见的一种病害现象。在使用的过程中几乎都会出现裂缝的问题,而形成裂缝问题的原因是多种多样的,但并不会对工程的整体造成过于严重的影响。一些比较严重的裂缝问题,像贯穿于整个桥面上的较宽的裂缝,这种裂缝所造成的影响比较严重。

  (二)钢筋锈蚀现象

  市政路桥工程中比较常见的一种病害是混凝土钢筋出现的锈蚀现象。一旦出现这种情况,会造成混凝土裂缝沿着钢筋的方向不断延伸,并在时间的推移下逐渐对路桥工程安全性造成威胁,甚至会出现严重的安全事故。

  (三)地基地势下沉现象

  在长时间的使用过程中会对桥梁的支撑力造成影响,在受到自然侵害的同时,会使路桥结构产生变化,地基会在车辆的影响下逐渐出现下沉I向现象,最终导致桥墩的下沉,这种情况严重的影响着桥梁的正常使用,同时也对路桥的人身安全有着重要影响。

  二、市政桥梁病害产生的各种原因分析

  (一)设计方面的原因

  主要是设计疏漏,计算假设受力与实际受力不相符、计算模型不合理、外部荷载考虑不周全等等。

  (二)施工方面的原因

  不按设计图纸施工,使结构受力模型与设计不相符;施工中混凝土振捣不密实、初期养生不够、拆除支架顺序不正确;不加限制地堆放施工机具、材料,超过计算荷载;不根据预制结构受力特点合理起吊、运输、安装;施工蛮干、不合理使用,乱开孔、乱埋预埋件、乱开槽、乱支牛腿,受车辆、船舶的撞击等都会产生裂缝。

  (三)外部环境造成的原因

  温度与湿度的变化、混凝土构件内外温差、内部钢筋的锈蚀、受盐类的化学腐蚀,车轮的磨损、地震荷载、地基变形及沉降等外部环境影响也会产生裂缝。

  (四)材料的原因

  水泥的反常凝固、反常膨胀、离析与泛浆以及水泥的水化热不规范施工;混凝土在硬化初期的体积变化和后期的千缩,若养生不充分;混凝土骨料的配合比、密度、空隙率、弹性模量等不合适,所有以上原因也会导致裂缝的产生。

  三、桥梁混凝土工程裂缝的预对策

  (一)优化设计,改善配筋

  1.薄壁结构配筋中增设防裂筋,一般用小直径钢筋(书8~小l4),小间距布置(@10—@15Cm),明显地提高混凝土抗裂眭。

  2.大体积混凝土配筋中增设温度筋,分层布置,一般用小直径、小间距布置,提高混凝土抵抗温度应力所引起的混凝土变形。

  3.结构的转角处、锚固断面、构件形状突变处、预留孔道处、受力钢筋截断处等容易出现裂缝的部位增设抗裂筋,较大孔洞有条件时可在周边设置护边角钢。改善应力集中,防止裂缝的出现。

  (二)增加应力释放途径

  1.设立应力释放缝:在断面小的结构中(如防撞护栏)按受力特点规则地增设应力释放缝:在采取分层或分块浇筑大体积混凝土中,合理设置水平或垂直施工缝。

  2.设置后浇缝:当大体积混凝土平面尺寸过大时,可以适当设置后浇缝,以减小外应力和温室应力;同时增加混凝土散热面积,降低混凝土的内部温度。

  3.设置滑动层及缓冲层:对大体积混凝土基础与岩石地基或基础与厚大的混凝土垫层之间设置滑动层,如采用平面浇沥青胶铺砂、或刷热沥青、或铺卷材。在垂直面、键槽部位设置缓冲层,如铺设30~50mm厚沥青木丝板或聚苯乙烯泡沫塑料,以消除嵌固作用,释放约束应力。

  4.在大体积混凝土内部预埋冷却水管,预制T梁及连续刚构中以预埋预应力管道为冷却水管,通入冷却水,强制降低混凝土水化热温度。

  5.易发生裂缝的重要结构部位混凝土设计时外掺定量的纤维材料,提高混凝土的抗拉能力,避免裂缝产生。

  (三)结构方面

  1.地质勘察精度可靠、试验资料准确,防止因基础技术资料与实际有误造成不匀均沉降而产生裂缝。

  2.同一联桥梁中,基础结构类型尽量一致,防止因混合使用不同基础类型或同时采用扩大基础但基底标高差异大时而引起地基不均匀沉降从而产生裂缝。

  3.避免结构突变(或断面突变),当不能回避时,应做局部处理,如转角处做圆角,突变处做成渐变过渡。防止因应力集中而产生裂缝。

  四、桥梁混凝土裂缝的解决对策

  对于已经产生的裂缝,需要根据实际情况采取不同的方法进行处理1。一般来说,混凝土裂缝的处理方法通常主要有:表面修补法,灌浆、嵌逢封堵法,结构加固法等。

  (一)结构方面的加固

  当裂缝影响至混凝土结构的性能时,就要考虑采取加固法对混凝土结构进行处理。结构加固中常用的主要有以下几种方法:加大混凝土结构的截面面积,在构件的角部外包型钢、采用预应力法加固、粘贴钢板加固、增设支点加固以及喷射混凝土补强加固。

  (二)混凝土置换

  混凝土置换法是处理严重损坏混凝土的一种有效方法,此方法是先将损坏的混凝土剔除,然后再置换入新的混凝土或其他材料。常用的置换材料有:普通混凝土或水泥砂浆、聚合物或改性聚合物混凝土或砂浆。

  (三)路表面破损的修复

  表面修补法是一种简单、常见的修补方法,它主要适用于稳定和对结构承载能力没有影响的表面裂缝以及深迸裂缝的处理。通常的处理措施是在裂缝的表面涂抹水泥浆、环氧胶泥或在混凝土表面涂刷油漆、沥青等防腐材料,在防护的同时为了防止混凝土受各种作用的影响继续开裂,通常采用在裂缝的表面粘贴玻璃纤维布等措施。

  (四)灌浆、嵌逢封堵法

  灌浆法主要适用于对结构整体性有影响或有防渗要求的混凝土裂缝的修补,它是利用压力设备将胶结材料压入混凝土的裂缝中,胶结材料硬化后与混凝土形成一个整体,从而起到封堵加固的目的。常用的胶结材料有水泥浆、环氧树脂、甲基丙烯酸酯、聚氨酯等化学材料。

  嵌缝是裂缝封堵中最常用的一种方法,它通常是沿裂缝凿槽,在槽中填塑性或刚性止水材料,以达到封闭裂缝的目的。常用的塑性材料有聚氯乙烯胶泥、塑料油膏、丁基橡胶等等:常用的刚性止水材料、聚合物水泥砂浆。

  五、结束语

  要减少市政桥梁病害的产生,应从设计入手,然后抓好施工中的每一道工序的质量,并对混凝土材料及外部环境多做调查、研究与实验,把裂缝的危害降低到最低程度。搞好加固措施,促进桥梁的使用年限。

  (作者单位:黑龙江省高速公路建设局)

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