【摘 要】本文介紹了預應力混凝土橋梁病害成因分析及相應的養護建議。以某預應力混凝土橋梁的定期檢查為例,分析檢測結果,對裂縫、支座偏位、漏筋銹蝕等病害進行等級評定,并分析產生病害的原因1,給出相應的處理辦法。
【關鍵詞】混凝土橋梁;橋梁檢測;病害分析
橋梁在人類社會的發展中有著不可取代的重要作用。橋梁的出現發展,使人類不斷擺脫自然的束縛,提高了人類適應自然的能力。橋梁是路網建設中的重要環節,是交通基礎設施不可缺少的重要組成部分[1]。如果因為其耐久性不足產生病害,提早進行大修或更換,耗資巨大,不經增加了政府的財政負擔,而且會因為交通的中斷引起一系列的社會問題[2]。我國是一個正在大力發展基本建設的發展中國家,財力有限。這就使如何在橋梁的建設和使用過程中節省資源又不消弱結構承載力成為亟待解決的課題。所以,對混凝土橋梁的病害產生的原因及其防治、處理措施的研究具有重要的社會意義。對橋梁的檢測養護就顯得格外重要。在進行養護和維修之前,要先對橋梁的各個部位進行檢測,然后對檢查結果進行分析,找到最有效最合理的處理方案[3]。
本文以某混凝土橋梁的定期檢測為例,講述橋梁的檢測和相應的病害處理建議。
一、檢測內容及方法
本次檢查以目視觀察為主,輔以裂縫觀測儀、望遠鏡、照相機等設備,近距離或進入各部件仔細檢查其病害情況。做以下幾方面的檢測[4]:
(一)檢查梁體表面是否有縱向裂縫,判斷其是不是結構性裂縫。
(二)檢查墩、臺有無裂縫,是否滑動、傾斜、下沉;墩臺頂面有無泥土雜物,有無開裂、剝落、露筋;臺背填土是否有沉降裂縫或擠壓隆起現象;帽梁有無開裂、剝落、露筋;伸縮縫是否漏水。
(三)檢測支座是否有變形、偏位、銹蝕。
(四)檢測混凝土構件是否破損、露筋、裂縫。
二、檢查結果
檢查中發現少部分構件病害已影響到橋梁的耐久性及美觀性,需進行小修;另外還發現了一些常見的病害,需加強日常保養。
橋梁具體病害數量如表1所示。
表1XX混凝土橋病害數量統計表
橋梁病害表現為:
(一)支座:局部防銹漆脫落、鋼板銹蝕;個別支座偏位、支座墊石有環向裂縫、支座螺栓銹蝕;(二)梁體:箱梁底板有縱向裂縫、露筋銹蝕、麻面、氣孔、鋼筋外露;箱梁腹板有縱向裂縫、露筋銹蝕。(三)墩臺:墩身有環向、豎向裂縫、露筋銹蝕;部分墩身出現網裂現象。
三、橋梁技術狀況等級評定
依據《公路橋涵養護規范》有關規定對所檢測橋梁的各部位進行技術評定。評定結果為:一類構件77個,二類構件186個,三類構件5個。
三類構件具體情況如表2所示。
表2XX混凝土橋三類病害
四、病害成因分析
(一)蜂窩產生原因:1、混凝土振搗不實或漏振;2、模板固定不牢、模板間有空隙,振搗混凝土時移位,造成嚴重漏漿;3、混凝土保護層厚度不夠,無法包裹鋼筋。
(二)麻面產生原因:1、混凝土水灰比過大或過小;2、模板表面干燥、粗糙、不干凈、未涂刷隔離劑、涂刷不均勻或局部漏刷,拆模時導致混凝土表面被黏損破壞;3、振搗后混凝土中氣泡未完全消散,一部分氣泡停留在模板表面形成麻面。
(三)空洞、露筋形成原因:1、在鋼筋布置密集區,由于鋼筋間距過小,僅有少量砂漿下落,且未能充分振搗或漏振;2、未設混凝土保護層厚度墊塊或振搗時使墊塊脫落、移位,造成鋼筋緊貼模板,導致拆模后露筋;3、混凝土拌合料離析,使振搗部位缺漿、模板縫隙嚴重漏漿,造成露筋。
(四)破損形成原因:1、施工方面:混凝土與模板面間有水平方向的沁水,造成細顆粒粒料離析;模板不吸水,施工時溫度低,拌和物沁水性大及細集料不足,澆筑速度過快或過振,使混凝土表層品質較差;2、橋梁運營期間:直接被雨水沖刷的混凝土構件部分出現表面混凝土水泥漿流失。
(五)梁體裂縫產生原因:1、荷載作用效應;2、混凝土收縮;3、箱梁截面尺寸偏小,盡管在設計計算上符合規范限值要求,但抗裂余地不大;4、有效預應力達不到設計要求;5、翼板下層的分布鋼筋數量不足;6、箱梁底板的橫向剛度不大。
(六)橋墩裂縫產生原因:1、墩頂受拉鋼筋布置不足或不合理;2、設計考慮不足或未進行施工階段計算;3、橋墩拆模過早、未及時采取養護措施、養護措施不到位使混凝土內外溫差過大或養護期不足混凝土干縮產生網狀裂縫。
(七)支座偏移超限的原因:支座安裝不當使支座偏移超限。
五、養護建議
依據《公路橋涵養護規范》要求進行分析,給出下列養護建議:
(一)對三類構件進行中修加固
1、對梁體超限值的裂縫進行壓漿灌注封閉處治;不超限值的裂縫進行一般封閉處治。
2、對橋墩上緣裂縫進行一般封閉處治;對橋墩下緣裂縫進行壓漿封閉處治后涂抹防水層。
3、對偏位的支座進行定期觀測;防銹漆脫落銹蝕的支座進行除銹后重新粉刷;更換變形、銹蝕、未擰緊的螺栓。
(二)對一、二類構件進行小修保養
對橋梁構件中的混凝土破損、露筋、孔洞區域,鑿除表面浮漿和松散混凝土,用清水沖洗干凈,用無收縮水泥漿進行修補;對于部分橋梁的重要受力部位的外露銹蝕主筋建議除銹后進行無收縮水泥漿填充修補,避免鋼筋進一步銹蝕損傷。
六、結束
混凝土的材料特性,決定了混凝土橋梁,甚至從建設期開始,將有可能出現病害,如果不妥善處理,會越來越嚴重,并最終危及橋梁的安全。對于病害除了應在設計、施工過程中預防,還應做好日常的維修、保養,以提高橋梁的使用年限,降低運營成本。
橋梁的定期檢查,不僅為其日常養護提供指導和方向,還為橋梁的安全運營提供保障。其檢測數據,也為以后的養護檢修工作提供了極大的方便。
【參考文獻】
[1]楊志紅.鋼筋混凝土橋梁病害的分析與處理[J].科技創新與應用,2013(34):217
[2]劉利.在役公路橋梁板式橡膠支座病害分析及對策研究[D].北京:中國鐵道科學研究院,2012
[3]王鑫.中原地區高速公路橋梁病害分析及對策[D].西安:長安大學,2012
[4]中華人民共和國交通部.JTG H11-2004公路橋涵養護規范 [S].北京:人民交通出版社,2004