橋梁病害原因及預(yù)防
2016-07-05
修建或運營一段時間之后的鋼筋混凝土橋梁經(jīng)常會出現(xiàn)一些病害,常見的橋梁病害有橋梁基礎(chǔ)病害、混凝土開裂、橋頭跳車等,這些病害都會對橋梁產(chǎn)生一定程度上的損害,會對橋梁的正常使用造成影響,還會降低橋梁的使用性能,減短橋梁的使用年限等。以下對橋梁中常見的病害進行簡單地敘述并分析其出現(xiàn)原因,最終提出一些預(yù)防措施。
1 橋梁常見病害及原因分析
1.1 橋梁基礎(chǔ)病害
常見的橋梁基礎(chǔ)病害有,由于橋梁承載力的不足導(dǎo)致的橋梁基礎(chǔ)不均勻下沉,基礎(chǔ)發(fā)生滑移和傾斜,甚至基礎(chǔ)底部局部被沖空;基礎(chǔ)組成中的結(jié)構(gòu)物產(chǎn)生異常應(yīng)力和出現(xiàn)開裂現(xiàn)象。出現(xiàn)這些病害的原因主要是設(shè)計荷載標(biāo)準(zhǔn)偏低,導(dǎo)致橋梁承載力不能滿足現(xiàn)今使用要求,橋梁的承載能力是根據(jù)當(dāng)初橋梁設(shè)計時所采用的荷載等級來確定的,早些年代所建造的橋梁設(shè)計荷載偏低,隨著交通量的快速增加和荷載等級的不斷提高,之前的橋梁已經(jīng)不能滿足現(xiàn)在交通的使用要求,承載力嚴(yán)重不足,繼而導(dǎo)致橋梁基礎(chǔ)出現(xiàn)病害。
1.2 橋梁墩臺病害
墩臺上常見的病害有,墩臺上出現(xiàn)水平向或豎向或者網(wǎng)狀的裂縫,墩臺上的混凝土出現(xiàn)脫落,材料老化,局部大體塊的損壞,鋼筋外漏出現(xiàn)銹蝕,墩臺結(jié)構(gòu)發(fā)生位移和變形等。造成這些病害的原因是,超出墩臺設(shè)計的最高水位的洪水、泥石流,或者地震、強風(fēng),船舶撞擊等對墩臺的直接物理撞擊導(dǎo)致墩臺混凝土開裂,甚至結(jié)構(gòu)出現(xiàn)位移和變形,另外早期的橋梁時代已久,隨著時間的推移,墩臺上的混凝土材料會自然老化脫落,繼而導(dǎo)致其中的鋼筋外漏發(fā)生銹蝕。
1.3 橋梁上部構(gòu)造病害
常見的橋梁上部構(gòu)造病害有:橋梁的不同部位出現(xiàn)開裂程度不一的裂縫;混凝土的強度分布不均勻;混凝土中滲入水;橋面的某些部位鋼筋暴露,且出現(xiàn)銹蝕;梁的預(yù)應(yīng)力不滿足受力要求,梁體凍裂。究其原因主要是,有些橋梁在設(shè)計上就不合理,結(jié)構(gòu)構(gòu)造的受力不合理,起初病害并不明顯,但是在經(jīng)過一段時間之后,病害就較為明顯了,除設(shè)計之外,還有施工技術(shù)、工藝的限制,有些橋梁存在一定的技術(shù)缺陷,在上部結(jié)構(gòu)構(gòu)造施工時質(zhì)量沒有滿足要求,導(dǎo)致后期運營時病害的出現(xiàn)。
1.4 混凝土開裂
混凝土開裂病害常常表現(xiàn)為橋梁的梁體出現(xiàn)開裂,橋面上鋪裝的混凝土損壞,導(dǎo)致橋面上出現(xiàn)很多坑槽,嚴(yán)重影響了車輛的正常行駛,長時間下去對橋梁的結(jié)構(gòu)的使用也造成影響,減短了橋梁的使用壽命。導(dǎo)致梁體混凝土開裂的原因有很多,構(gòu)造的設(shè)計不當(dāng)導(dǎo)致梁體的局部應(yīng)力過于集中,混凝土早期的養(yǎng)護工作沒有做到位,導(dǎo)致混凝土干縮,橋梁周圍環(huán)境中的溫度濕度的驟變,車輛的超載行駛等都會引起混凝土開裂。橋面上鋪裝的混凝土損壞的主要原因是施工質(zhì)量沒有達到設(shè)計要求。
1.5 橋頭跳車
橋頭跳車是橋梁正常運行之后普遍存在的的病害,正常情況下,臺后路面與橋臺路面的高差大約是2～3cm,但是極個別橋梁達到了6、7cm,這樣橋臺與臺后路面之間出現(xiàn)了明顯的臺階,致使車輛在行駛到橋頭時出現(xiàn)跳車現(xiàn)象。橋頭跳車不僅影響到了行車的舒適度,還會對橋面產(chǎn)生過大的沖擊力,加重病害或誘發(fā)其他橋梁病害,同時對橋頭伸縮縫的性能造成影響,造成后期伸縮縫頻繁維修,影響交通的正常使用。造成橋頭跳車的主要原因是臺后填土及路基與橋臺間的不均勻沉降,造成不均勻沉降的原因是填土前的原地面承載力不足,填土質(zhì)量不滿足要求,土方碾壓不合格等。
1.6 其它病害
除上述病害以外,常見的病害還有橋梁凍害、橋面病害等。橋梁的墩臺、橋面由于長時間受到嚴(yán)寒天氣的影響,混凝土中的水分會凝結(jié)長固體狀態(tài),然后天氣轉(zhuǎn)暖,又會融化,長期的凍融循環(huán),對混凝土的性能造成很大的影響,因而對橋梁本身的結(jié)構(gòu)和路面造成損壞,影響了橋梁的使用年限。
2 預(yù)防措施和方法
2.1 橋梁裂縫加固與處理結(jié)合進行
橋梁裂縫的處理和加固需要結(jié)合進行。裂縫加固一方面是為了使梁體的承載能力得以恢復(fù)或提高,加強橋梁的橫向剛度;另一方面則是為了抑制裂縫的深入發(fā)展。通常采用的橋梁縱向加固方法有:對上部結(jié)構(gòu)進行加固的時候采用橋面補強層加固法,黏貼鋼板的方法、通過改變結(jié)構(gòu)受力體系來加固的方法,增大截面積和配置鋼筋的加固方法等。在對下部分結(jié)構(gòu)進行加固的時候采用的方法有:擴大基礎(chǔ)加固法、增加樁基法、拓寬墩臺加固法、修建擋土墻面加固法;為了增加橋梁的橫向剛度,可采用增設(shè)預(yù)應(yīng)力橫隔板的方法。對于裂縫的處理可采用裂紋注漿、修補保護層、填充泥漿等方法。通過借鑒國外的先進技術(shù),對那些存在裂紋、碳化深度過大或受鹽水電化學(xué)腐蝕嚴(yán)重的鋼筋混凝土橋梁進行及時維修,抑制結(jié)構(gòu)物的惡化速度,從而提高了橋梁的使用年限。
2.2 采用新材料新工藝
當(dāng)前,有很多混凝土裂縫修補技術(shù)可以改善混凝土的使用性能和提高混凝土的使用年限,其中聚丙烯纖維混凝土加上堿一骨料反應(yīng)抑制劑及滲透型鋼筋阻銹劑的使用比較具有代表性。我們應(yīng)該不斷地引進和研制新的修補技術(shù)和修補材料,比如國外的碳纖維加固法,這種方法的突出優(yōu)點是加固效果明顯,且對橋梁自重影響小,延長了橋梁的使用年限。
2.3 提高修補材料質(zhì)量和施工工藝水平
修補材料的質(zhì)量和施工工藝水平是決定裂縫處理效果的關(guān)鍵因素。之前對于橋梁的橋柱和縱橫梁出現(xiàn)的裂縫常采用鋼板加固法修補,對于橋面上的裂縫則采用瀝青澆灌法。這些方法雖然方便快捷,但是鋼板加固施工難度大且增加了橋梁的自重,瀝青澆灌只堵漏,沒有強化功能,對于鋼筋銹蝕病害,傳統(tǒng)的“打補丁”不僅效果不明顯還會帶來更多的銹蝕。所以要提高施工工藝水平和修補材料質(zhì)量,引進國外的先進技術(shù)和先進的材料,例如國外的遷移型有機阻銹劑在組織鋼筋銹蝕方面效果就很不錯。
3 結(jié)語
橋梁從開始運行就不可避免的會出現(xiàn)一些病害,但是對于這些病害,我們不能置之不理,要加以處理,否則會對橋梁的安全性構(gòu)成嚴(yán)重威脅。要把設(shè)計施工工作做到位,做充分,預(yù)防更多病害的出現(xiàn),從而減少維修,延長橋梁使用壽命。
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