橋梁工程論文發(fā)表鋼筋混凝土橋梁的病害處理

　　摘要：隨著交通運輸事業(yè)的發(fā)展，交通運輸量大幅度增長，行車密度及車輛載重越來越大，既有的鋼筋混凝土橋梁在修建或運營一段時間后往往會伴有病害的發(fā)生，這些病害嚴重影響橋梁的使用壽命和車輛行車的安全。因此對鋼筋混凝土橋梁病害進行治理和預防是橋梁日常養(yǎng)護中的重要工作。本文分別從橋梁的附屬設施和梁體兩方面詳細列舉了鋼筋混凝土橋梁的病害及成因，并針對性地提出了處理和預防的措施。

　　關鍵詞：鋼筋混凝土,橋梁,病害,伸縮縫,裂縫 ,核心期刊論文發(fā)表網(wǎng)

　　前言

　　鋼筋混凝土結構是一個耐久性結構，即使是設計、施工、選材非常良好的結構，也會隨服役時間的延長，各種因素的影響混凝土結構還會出現(xiàn)各種各樣的病害，如：滲漏、磨損、剝蝕、開裂、分層、剝落等。如果混凝土材料或施工質量不好或設計上缺陷，都會加速病害發(fā)生的速度。病害產生的原因很多，主要有設計、選材、施工存在缺陷;超負荷使用;凍融破壞、有害化學物質侵蝕、埋置鋼筋銹蝕;堿骨料反應等。這些病害輕者影響結構正常使用，縮短結構服役時間，重者將危及使用安全。因此對鋼筋混凝土橋梁進行病害的分析和治理是十分必要的。

　　一、鋼筋混凝土橋梁附屬設施常見的病害及成因

　　(一)附屬設施的常見病害

　　1、鋪裝層破壞

　　橋面鋪裝不僅能夠起到保護主梁、防止主梁遭受雨、雪水侵蝕的作用，還可以起到一定的荷載分布作用，因而越來越受到技術人員的重視。然而，橋面鋪裝出現(xiàn)早期破壞是近年來高等級公路橋梁主要的病害之一，呈現(xiàn)出不同程度的坑槽、唧漿等病害，對行車安全及舒適性造成很大的影響，甚至可能導致滲水，從而引起下部梁體混凝土受損。

　　2、伸縮縫破壞

　　橋梁伸縮縫是指為了保證橋跨結構在氣溫變化、活載作用、混凝土收縮與徐變等影響下的自由變形，而在橋面上設置的兩梁端之間以及在梁端與橋臺背墻之間的伸縮裝置，不但要保證梁能夠自由變形，而且要使車輛在設縫處能平順地通過并防止雨水滲漏和垃圾泥土等的阻塞。其部件除本身要有足夠的強度外，還應與橋面鋪裝部分牢固連接。伸縮縫病害可以導致多方面耐久性能退化，其表現(xiàn)為伸縮裝置失效、限制梁體位移、漏水引起蓋梁損傷以及給行車安全和橋梁運營帶來較大隱患等。

　　3、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2～3cm左右，個別的橋梁甚至達到了6～7cm，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，而且還會使橋產生過大的沖擊力，誘發(fā)或加重橋梁的病害，同時影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。

　　4、支座破壞

　　常見的支座形式有油毛氈支座、板式橡膠支座和盆式橡膠支座。油毛氈支座經常發(fā)生破裂和滑動面不平整的現(xiàn)象。板式橡膠支座的主要病害是脫空、老化開裂和剪切變形，此類病害比較普遍。盆式橡膠支座主要病害是支座螺栓生銹、上螺栓卡死，支座無法活動。支座的病害可能使上部結構失去活動能力，從而產生附加內力，對橋梁的承載能力和工作狀態(tài)產生不利影響。引起支座病害的主要原因是支座的設計存在缺陷、安裝誤差、日常養(yǎng)護不周和荷載的反復作用。

　　(二)病害成因分析

　　1、路基強度不夠

　　修建橋涵大多部分是在河流、溝塹之上，地勢較低，由于長時間浸泡、沖刷，地下水偏高，土質為長時間沖擊而成，加上部分回填材料的毛細吸水作用，造成地基下沉，路基的天然地基強度不足，臺背回填處沒有處理或處理不徹底，承載力低導致路基產生沉降，從而形成跳車。

　　2、壓實度達不到要求

　　大多數(shù)高速公路在建設期是橋、路同建，橋涵建成后再回填橋臺背，這樣就很不利于大型機械的無遺漏、密結合碾壓，造成回填材料的密實度在此形成薄弱環(huán)節(jié)，同時由于施工條件限制，填料選用沉降性較大的軟土或自然土，導致壓實度難以達到要求，產生比較大的空隙，通車后在車輛荷載的作用下，回填料體積減小造成下沉。

　　3、臺背與路基連接不好

　　臺背位于橋涵通道與路面連接的結合部位，一般情況下還設有伸縮縫、搭板等構造物，橋(涵)臺一般是用混凝土澆筑的，成型后除非臺底地基發(fā)生沉降、變形，通常橋(涵)臺本身的豎向沉縮量很小，屬剛性構造物，而臺背填土一般采用集料回填，屬柔性構造物，這種剛柔之間的差異是造成臺背與路基連接不好的原因之一，再加上有些施工隊對臺背與路基接茬處不重視，使臺背與路基中間存在夾層，造成臺背與路基處產生臺階，使該部位變成薄弱部位。

　　二、鋼筋混凝土橋梁梁體常見的病害及成因

　　(一)混凝土裂縫

　　從目前鋼筋混凝土橋梁使用的情況看，有許多橋梁梁體產生裂縫，橋面鋪裝混凝土損壞，使橋面產生坑槽，影響車輛的正常行駛，甚至影響到結構的正常使用和耐久性。

　　引起梁體開裂的原因是多方面的。構造處理不當導致的局部應力集中，混凝土早期養(yǎng)護不當引起的干縮、混凝土的堿骨料反應、溫度的驟升驟降、鋼筋的銹蝕、超載等均會引起混凝土開裂。梁體的裂縫主要有網(wǎng)狀裂縫、水平裂縫和縱向裂縫三種。

　　(二)鋼筋銹蝕

　　鋼筋銹蝕可分兩種情況:一種是混凝土開裂后導致的鋼筋銹蝕，即先裂后銹;一種是因為保護層太薄或露筋而引起的鋼筋銹蝕。鋼筋銹蝕體積膨脹導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，此種病害對橋梁的危害也是不可忽視的。在橋梁竣工后幾年內保護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致鋼筋嚴重銹蝕后才引起人們的注意，此時需花費人力、物力進行維修養(yǎng)護。

　　(三)橋梁基礎凍脹病害

　　寒冷凍土地區(qū)的橋梁，由于在設計中未能相應采取防治凍脹措施，致使產生許多凍害。表現(xiàn)為基礎上抬、傾斜、斷裂，造成橋梁起拱，失穩(wěn)破壞，嚴重地影響了正常交通。

　　二、鋼筋混凝土橋梁病害的治理措施

　　(一)橋梁附屬設施病害的防治

　　1、橋頭跳車的治理

　　設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，嚴格控制填土及碾壓質量?？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。

　　2、伸縮縫損壞的防治

　　橋梁伸縮裝置的質量關鍵是錨固系統(tǒng)，而錨固系統(tǒng)的基礎是過渡段的混凝土，在產品的結構設計時，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，伸縮裝置在結構設計時不僅要注重橋梁伸縮量的計算，而且要考慮產品在施工工藝上的要求，對預埋件的位置、深度盡量與主梁(板)相連接，并與橋梁的結構設計相匹配。

　　對過渡段混凝土的長度、厚、標號等應有嚴格的要求。對于大跨橋、斜橋、彎橋等應做特殊設計處理，端部尺寸和構造設計，確保過渡段后澆混凝土有足夠的強度和整體性。

　　為保證橋梁伸縫的平順和耐久，要不斷改進設計，合理選擇伸縮裝置的型號，加強施工管理，提高安裝技術，加強使用期的養(yǎng)護管理工作。

　　3、支座病害的處理

　　對于支座常見病害的整治，關鍵是要做好日常的養(yǎng)護維修工作，保持支座各部位清潔、金屬部分不得生銹、錨栓牢固、墊板平整，若發(fā)現(xiàn)支座的缺陷故障，應及時維修或更換。目前對橡膠支座脫空、缺失的“病害”采取的最新方法就是灌支座膠。該法通過帶壓力裝置的“針筒”，把一種液態(tài)的高分子聚合劑注入縫隙，使之凝固后起到黏連支座和梁體的作用。這種整治方法已經在我國部分公路橋梁上使用，效果非常明顯。

　　4、橋面鋪裝層病害防治

　　對于橋面鋪裝病害，可以采用新近開發(fā)的冷軋帶肋鋼筋和鋼纖維混凝土材料防護。冷軋帶肋鋼筋與普通鋼筋相比，設計強度大幅度提高，與混凝土粘結握裹力強。同時，冷軋帶肋鋼筋網(wǎng)有良好的整體剛度，不易變形，在橋面混凝土施工時不會出現(xiàn)局部鋼筋網(wǎng)陷落的情況。采用了鋼纖維混凝土這一新型高強復合材料來對橋面修理、補強，既可提高橋面的抗裂性、耐磨性、耐久性，又可延長橋梁的使用壽命和減少維修，此外，早期強度高，可提前通車，具有明顯的技術經濟效益和社會效益，有著很好的發(fā)展前景。

　　(二)橋梁梁體病害的防治

　　1、混凝土裂縫的加固和修補

　　橋梁裂縫處理與加固應結合進行。加固的目的一方面是為了恢復或提高梁體的承載能力(縱向加固)，提高橋梁的橫向剛度(橫向加固)，另外是為了減小裂縫的產生和進一步的發(fā)展。常用的橋梁縱向加固方法：上部結構加固時可采用橋面補強層加固法、增大截面和配筋法、粘貼鋼板法、改變結構受力體系加固法、體外預應力法等，下部結構加固時可采用擴大基礎加固法、增補樁基加固法、混凝土套箍法、墩臺拓寬法和橋臺新建擋土墻加固法;橋梁橫向加固方法有：增設預應力橫隔板、提高橋梁的橫向剛度。

　　橋梁裂縫常用的處理方法主要有裂紋注漿、表面涂裝、保護層修補、充填法等，并主要采用自行研制的各種修補材料。在借鑒國外先進技術的基礎上，對存在裂紋、出現(xiàn)堿骨料反應、碳化深度過大及受鹽害腐蝕的大量混凝土橋梁進行維修。從修補效果來看，結構物的劣化速度得到了相對控制，基本起到了提高結構耐久性的目的。

　　2、鋼筋銹蝕的處理

　　防止鋼筋銹蝕必須從保護鋼筋的鈍化膜出發(fā)，具體措施有：

　　(1)最大限度地保證混凝土自身密實、完好，保持高堿度和防止有害離子入侵;

　　(2)鋼筋使用防銹劑，常用的有：陽極保護、陰極保護及復合型3種;

　　(3)鋼筋外涂層：滲透層、覆蓋層、隔蓋層、水泥基、聚合物、樹脂類涂層等;

　　(4)使用特種鋼筋：環(huán)氧涂層鋼筋、耐蝕鋼筋、不銹鋼筋、鍍鋅鋼筋等。

　　3、橋梁凍脹的處理

　　溫度、土質和水分是造成橋梁基礎凍害的基本因素，也是防治其凍害的根本條件和途徑。在處置橋梁基礎凍害時，必須充分考慮結構特點，水文地質條件等因素。做到因地制宜、就地取材、節(jié)約投資、施工方便、效果可靠耐久。在設計中應充分認識和掌握凍土的自然規(guī)律，基礎必須滿足凍脹力驗算，采取防治凍脹措施，換填砂、換填瀝青砂(卵石)、采取保溫措施，防止橋梁基礎凍害。

　　結語

　　綜上，鋼筋混凝土橋梁的病害成因涉及到許多方面的因素，諸如設計、施工及養(yǎng)護等。因此要抓好設計環(huán)節(jié)，組織和管理好施工的各個環(huán)節(jié)，并加強日常的養(yǎng)護和管理。要弄清楚橋梁病害的產生原因，配合科學合理的設計和維修材料的選擇及正確使用。嚴格按照施工程序控制施工質量，可大大延長維修周期，提高混凝土的耐久性，延長橋梁的使用壽命。

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