鋼筋混凝土橋梁病害原因分析及防治

1、2007年 第1期(總第155期黑龍江交通科技HE I L ONG JI A NG J I A OTONG KEJINo.1,2007(S u m No.155鋼筋混凝土橋梁病害原因分析及防治孟曉文(內(nèi)蒙古交通建設(shè)監(jiān)理咨詢有限責(zé)任公司摘 要:介紹了鋼筋混凝土橋粱經(jīng)常出現(xiàn)的病害及其病害產(chǎn)生的原因,提出了對病害的處理及預(yù)防措施。關(guān)鍵詞:鋼筋混凝土橋梁;病害;防治中圖分類號:U445 7 文獻(xiàn)標(biāo)識碼:C 文章編號:1008-3383(200701-0082-01鋼筋混凝土橋梁在修建或運(yùn)營一段時間后往往會伴有病害的發(fā)生,如橋頭跳車、混凝土開裂、鋼筋誘蝕等,對混凝土橋梁產(chǎn)生不同程度的損傷,影響結(jié)構(gòu)的正常

2、使用,降低其使用性能及使用壽命。下面介紹對這些橋梁病害的分析及病害的處理及預(yù)防措施。1 橋梁存在的主要病害及產(chǎn)生的原因通過對部分鋼筋混凝土橋梁病害的調(diào)查分析,產(chǎn)生病害既有外界因素,也有內(nèi)部因素。設(shè)計考慮不周或施工組織不當(dāng)、地基基礎(chǔ)的不均勻沉降、橋梁長期處于超載狀態(tài)等原因。1.1 橋頭跳車橋頭跳車是橋梁投入使用后普遍存在的一種病害,一般的臺后路面與橋臺路面高差普遍在23c m左右,個別的橋梁甚至達(dá)到67c m,橋臺與臺后路面明顯存在著臺階。橋頭跳車不僅影響行車舒適,而且還會使橋產(chǎn)生過大的沖擊力,誘發(fā)或加重橋梁的病害,同時形響橋頭伸縮縫的工作性能,加速其破壞過程,伸縮縫需頻繁維修、更換。橋頭跳車主

3、要因素是臺后填土及路基與橋臺間的不均勻沉降,而不均勻沉降的原因包括:(1填土前原地面的承載力不足;(2填土質(zhì)量不好,容易發(fā)生沉降;(3土方碾壓質(zhì)量不合格;(4由于橋梁結(jié)構(gòu)物的影響,碾壓機(jī)械無法達(dá)到的部位出現(xiàn)死角。設(shè)計上考慮增加臺后搭板的形式來避免或減輕橋頭跳車的現(xiàn)象。施工中,嚴(yán)格控制填土及碾壓質(zhì)量?？梢酝ㄟ^長期觀測,判斷橋臺臺后及路基沉降是否穩(wěn)定。若沉降相對穩(wěn)定,可考慮將臺后路面鑿掉后重新鋪裝混凝土的方法解決,但不能破壞或擾動原來的臺后回填土。1.2 混凝土開裂從目前鋼筋混凝土橋梁使用的情況看,有許多橋梁梁體開裂,橋面鋪裝混凝土損壞,使橋面產(chǎn)生坑槽,影響車輛的正常行駛,甚至影響到結(jié)構(gòu)的正常使用

4、和耐久性。引起梁體開裂的原因是多方面的。構(gòu)造處理不當(dāng)導(dǎo)致的局部應(yīng)力集中,混凝土早期養(yǎng)護(hù)不當(dāng)引起的干縮、混凝土的堿 骨料反應(yīng)、溫度的驟升驟降、鋼筋的銹蝕,超載等均會引起混凝土開裂。橋面鋪裝混凝土損壞主要原因是施工質(zhì)量存在問題,橋面鋪裝混凝土普遍比設(shè)計厚度薄,強(qiáng)度達(dá)不到設(shè)計標(biāo)準(zhǔn)。對大面積剝落處的橋面,現(xiàn)行的處置方法是清除已破損的混凝土,以后填補(bǔ)熱瀝青棍凝土。此種修補(bǔ)方法效果較差,一般在睛好天氣進(jìn)行修補(bǔ)可維持34個月,若遇雨天修補(bǔ),則僅能維持l2個月。對橋面破損處混凝土修補(bǔ),可考慮在封閉交通的價況下,采用快硬微膨脹水泥。橋面開裂后再行修補(bǔ)僅是一種事后處理的辦法。最好的方法還是在設(shè)計、施工上采取預(yù)防措

5、施。設(shè)計上可考慮梁體預(yù)埋勾頭鋼筋,以增強(qiáng)橋面抗剪能力。施工中在澆筑橋面混凝土前,清洗梁體表面混凝土,在保持其濕潤狀態(tài)下,先澆筑一層砂漿墊層,然后再澆筑橋面混凝土。同時注意混凝土的養(yǎng)生,用濕法養(yǎng)護(hù),始終保持混凝土處于潮濕狀態(tài),且養(yǎng)護(hù)時間不宜太短。1.3 鋼筋銹蝕鋼筋銹蝕可分兩種情況:一種是混凝土開裂后導(dǎo)致的鋼筋銹蝕,即先裂后銹;一種是因為保護(hù)層太薄或露筋而引起的鋼筋銹蝕。鋼筋銹蝕體積膨脹導(dǎo)致混凝土開裂或表面混凝土成塊脫落,即先銹后裂。由于鋼筋銹蝕,混凝上表面開裂甚至脫層,從而使原來處于混凝土保護(hù)層下的鋼筋暴露于空氣中而銹蝕,如此惡性循環(huán),如不加以維修養(yǎng)護(hù),此種病害對橋梁的危害也是不可忽視的。在橋

6、梁竣工后幾年內(nèi)保護(hù)層太薄或露筋問題并不顯得太突出,甚至一直處于被忽視的狀態(tài),直到長期的大氣作用導(dǎo)致鋼筋嚴(yán)重銹蝕后才引起人們的注意,此時需花費(fèi)人力、物力進(jìn)行維修養(yǎng)護(hù)。解決這一問題的方法就是在施工和設(shè)計時確?；炷恋谋Ｗo(hù)層厚度,避免保護(hù)層太薄或露筋。對先裂后銹的問題,規(guī)范中一般采用限制裂縫寬度的方法來解決。對可能引起鋼筋銹蝕的裂縫,需作壓漿封閉處理,對壓漿材料,必須保證其強(qiáng)度。1.4 河床沖刷近年來,由于橋位上、下游采礦嚴(yán)重,經(jīng)洪水沖刷,河床標(biāo)高急劇下降,橋梁基樁裸露,基樁混凝土剝落、漏筋。為防止河床的進(jìn)一步?jīng)_刷,橋梁養(yǎng)護(hù)管理部門一方面應(yīng)同有關(guān)方面進(jìn)行協(xié)調(diào),嚴(yán)禁在橋位的上、下游采砂;另一方面,在橋

7、梁的上下游修建攔水壩等構(gòu)造物,防止河床的沖刷,保護(hù)橋梁墩臺基礎(chǔ)。1.5 伸縮裝置損壞由于伸縮縫是設(shè)在梁的接口處,其受力狀況極為復(fù)雜,(下轉(zhuǎn)第84頁總第155期黑龍江交通科技第1期了工作量,而且施工方便。采用這種方法加固的橋涵,經(jīng)多次實地觀察,使用效果良好。4 舊橋基礎(chǔ)加固橋梁基礎(chǔ)特別是天然地基上的淺基礎(chǔ),由于埋置深度較淺,易受河水沖刷而淘空。受河水改道沖刷橋梁引道,導(dǎo)致橋臺基礎(chǔ)沖空,引道被毀。橋梁地基局部軟弱,致使橋臺發(fā)生不均勻沉降,引起橋臺開裂等。針對以上病害,我們采取對河床用漿砌片石進(jìn)行鋪砌,上游河床設(shè)置丁壩,打木樁擴(kuò)大橋臺基礎(chǔ)等方法進(jìn)行加固。對于跨徑較小的橋梁,由于河水改道,洪水直接沖刷

8、橋臺基礎(chǔ),導(dǎo)致基礎(chǔ)沖空甚至掉腳,可采取在橋跨范圍內(nèi)滿鋪15#片石混凝土的方法進(jìn)行加固,鋪砌厚度為30cm,鋪砌兩端設(shè)置截水墻,截水墻的深度為1m,寬度為0.6m。采用該法共加固橋涵8座。對于橋梁上游河床變遷、水流改道,洪水直接沖刷橋臺基礎(chǔ)和橋臺引道,導(dǎo)致橋臺基礎(chǔ)沖空、引道被毀的橋梁,采取在橋梁上游適當(dāng)位置設(shè)置丁壩等調(diào)治構(gòu)造物,將河水導(dǎo)入主河道。5 橋面鋪裝層的加固橋面鋪裝層開裂或剝離等病害,對于鋼筋混凝土梁板橋容易使鋼筋銹蝕,減弱橋梁的橫向整體性;對于石拱橋,由于橋面雨水下滲,加大了拱上填料的含水量,使拱圈出現(xiàn)滲水現(xiàn)象等;同時由于橋面鋪裝層的破損,引起橋面平整度差,車輛通行時,使橋梁產(chǎn)生震動,

9、對橋梁產(chǎn)生不利影響,同時又加重了橋面鋪裝層的病害。根據(jù)橋梁的具體情況,采用不同的加固方法,對于使用年限長、破損嚴(yán)重的采用拆除、修復(fù)的加固方案。而對于病害較輕,使用年限短,且混凝土強(qiáng)度仍符合設(shè)計要求的則先處治病害,在不降低設(shè)計荷載標(biāo)準(zhǔn)的前提下可采用加鋪瀝青碎石層的方案。6 公路舊橋的管理加強(qiáng)公路舊橋的管理,并進(jìn)行維修和加固,使其處于正常的工作狀態(tài),充分發(fā)揮舊橋的作用,是公路管理部門的一項主要任務(wù)。對于舊橋的超限運(yùn)輸管理工作具有工期短、要求高、工程量較小、前期工作量大等特點(diǎn),公路超限運(yùn)輸一般是為國家或省的重點(diǎn)建設(shè)工程服務(wù),我們的經(jīng)驗是:(1對于經(jīng)常過大件的路段,橋梁進(jìn)行重點(diǎn)檢查和管理,收集原始檔案

10、材料,掌握其動態(tài);(2在施工中注意抓重點(diǎn)、制約工程;(3重視加固工程中原始資料的收集和整理工作,為今后的加固工程積累經(jīng)驗;(4充分調(diào)動基層單位的積極性,正確處理責(zé)、權(quán)、利的關(guān)系。筆者認(rèn)為公路舊橋的維修加固同樣屬于橋梁工程,不能重建輕養(yǎng),舊橋的加固比新建還難,因為舊橋的維修加固,沒有現(xiàn)成的規(guī)范,更沒有可供使用的標(biāo)準(zhǔn)圖,橋梁的病害又錯綜復(fù)雜,病害原因難以確定,因此,應(yīng)充分重視公路舊橋的管理工作,加大資金投入,使其保持良好的工作狀態(tài),確保公路運(yùn)輸?shù)陌踩?。目前制約舊橋加固工作的主要因素是資金問題,在養(yǎng)路資金緊缺的情況下,投入到舊橋加固上的資金更加有限,現(xiàn)在的做法是省公路局將大中型橋梁作為計劃單列,而從

11、我單位的實際情況看,小橋的數(shù)量約占橋梁總數(shù)的90%,且小橋的病害也比較嚴(yán)重,對小橋的維修、加固需要投入大量的資金,為此建議采用以下辦法逐步解決:(1省公路局應(yīng)加大對大中型橋梁加固資金的投入,并將屬于危橋的小橋納入這個范圍,集中資金重點(diǎn)解決危橋的加固;(2對于橋梁的小修保養(yǎng),應(yīng)納入公路小修保養(yǎng)議標(biāo)中,特別是實行養(yǎng)路工程費(fèi)制后,可將各段管養(yǎng)的橋梁編入小修保養(yǎng)工程量清單內(nèi),對站(所不能承擔(dān)的項目可安排段工程隊施工,總段加強(qiáng)檢查和考核。收稿日期:2006-12-07(上接第82頁除承受拉、壓、剪力外,還要受到?jīng)_擊力、高頻振動和疲勞等綜合作用,尤其在重載、超載車的作用下,橋梁伸縮裝置極易損壞且難以修復(fù),

12、這不僅影響行車的舒適,而且也影響了橋梁的使用壽命。目前,我國橋梁伸縮裝置的破損情況非常普遍,對接式伸縮裝置普遍出現(xiàn)材料老化、脫落現(xiàn)象,有些已發(fā)展成坑槽;鋼齒板伸縮縫裝置的鋼齒板脫落、錨固件破損外露,并時常戳壞汽車輪胎。其他類型的伸縮裝置也都普遍出現(xiàn)破損現(xiàn)象,完好率很低,情況是相當(dāng)嚴(yán)重的。橋梁伸縮裝置的質(zhì)量關(guān)鍵是錨固系統(tǒng),而錨固系統(tǒng)的基礎(chǔ)是過渡段的混凝土,在產(chǎn)品的結(jié)構(gòu)設(shè)計時,錨固件多數(shù)都置于橋面鋪裝層中,與主梁連接的部分很少,由于橋面鋪裝層很薄,錨固件不僅受力不均勻,而且施工難度大。因此,伸縮裝置在結(jié)構(gòu)設(shè)計時不僅要注重橋梁伸縮量的計算,而且要考慮產(chǎn)品在施工工藝上的要求,對預(yù)埋件的位置、深度盡量與

13、主梁(板相連接,并與橋梁的結(jié)構(gòu)設(shè)計相匹配。對過渡段混凝土的長度、厚、標(biāo)號等應(yīng)有嚴(yán)格的要求。對于大跨橋、斜橋、彎橋等應(yīng)做特殊設(shè)計處理,端部尺寸和構(gòu)造設(shè)計,確保過渡段后澆混凝土有足夠的強(qiáng)度和整體性。為保證橋梁伸縫的平順和耐久,要不斷改進(jìn)設(shè)計,合理選擇伸縮裝置的型號,加強(qiáng)施工管理,提高安裝技術(shù),加強(qiáng)使用期的養(yǎng)護(hù)管理工作。1.6 橋梁基礎(chǔ)凍脹寒冷凍土地區(qū)的橋梁,由于在設(shè)計中未能相應(yīng)采取防治凍脹措施,致使產(chǎn)生許多凍害。表現(xiàn)為基礎(chǔ)上抬、傾斜、斷裂,造成橋梁起拱,失穩(wěn)破壞,嚴(yán)重地影響了正常交通。溫度、土質(zhì)和水分是造成橋梁基礎(chǔ)凍害的基本因素,也是防治其凍害的根本條件和途徑。在處置橋梁基礎(chǔ)凍害時,必須充分考慮結(jié)構(gòu)特點(diǎn),水文地質(zhì)條件等因素。做到因地制宜、就地取材、節(jié)約投資、施