混凝土橋梁病害分析與解決措施
2010-12-01 來(lái)源：網(wǎng)絡(luò)
1、概述
橋梁是我國(guó)現(xiàn)代化建設(shè)的重要基礎(chǔ)設(shè)施，由于反復(fù)承受著車輪的磨損、沖擊，遭受暴雨、洪水、風(fēng)沙、冰雪、日曬、凍融等自然因素的侵蝕破壞，特別是我國(guó)交通量和重型汽車的不斷增加，有些建筑材料的性質(zhì)衰變，以及由于設(shè)計(jì)和施工留下的一些缺陷，必然造成道路橋梁使用功能和行車服務(wù)質(zhì)量的日趨退化、不適應(yīng)。在使用荷載及其它外界各種影響的長(zhǎng)期作用下，如果不對(duì)結(jié)構(gòu)上所出現(xiàn)的病害予以檢測(cè)、維修和加固，則結(jié)構(gòu)上的這些初始缺陷加上結(jié)構(gòu)的自然老化使得結(jié)構(gòu)上的損傷不斷積累和發(fā)展，結(jié)構(gòu)的功能不斷退化，由此極有可能導(dǎo)致結(jié)構(gòu)在一定的使用期后將成為危橋而面臨損毀、垮塌的危險(xiǎn)，這方面的實(shí)例已屢見不鮮，給國(guó)家和人民的生命財(cái)產(chǎn)造成了極大損失。
2、混凝土橋梁病害分析
2.1 常見病害
在筆者參與數(shù)十座橋梁的特殊檢測(cè)評(píng)估工作過(guò)程中，對(duì)常規(guī)橋梁的使用狀況和病害情況進(jìn)行了系統(tǒng)的調(diào)查，總體來(lái)說(shuō)，橋梁的常見病害有以下幾種：
1）梁、板及拱肋等部位構(gòu)造裂縫和受力裂縫。構(gòu)造裂縫的成因主要是環(huán)境溫差、施工養(yǎng)護(hù)不當(dāng)?shù)纫蛩?。受力裂縫則是由于結(jié)構(gòu)剛度不夠、承載能力不足引起，這種裂縫對(duì)結(jié)構(gòu)安全影響大，須謹(jǐn)慎對(duì)待。
2）梁體、墩臺(tái)等局部破損，漏筋及鋼筋銹蝕。
3）混凝土結(jié)構(gòu)表面缺陷，如：蜂窩、麻面等。
4）伸縮縫破壞。此類破壞由車輛沖擊荷載反復(fù)作用而產(chǎn)生。
5）支座剪切變形、脫空。車輛制動(dòng)力、梁體伸縮會(huì)引起支座剪切變形;結(jié)構(gòu)自重不均衡、車輛偏載可導(dǎo)致支座脫空。
6）橋面鋪裝層磨損，橋面坑洼不平。
7）橋面排水口堵塞，井蓋破損。
8）墩、臺(tái)及基礎(chǔ)破壞，包括：墩、臺(tái)身水平、豎向和網(wǎng)狀裂縫，基礎(chǔ)不均勻沉降，基礎(chǔ)滑移、傾斜以及局部脫空等。
2.2 混凝土橋病害原因
混凝土橋產(chǎn)生病害的原因有很多種，綜合起來(lái)有以下幾個(gè)方面造成混凝土橋退化以及失效。
2.2.1 環(huán)境
環(huán)境因素是造成混凝土橋梁退化最主要的因素，混凝土橋暴露于各種環(huán)境中，時(shí)間長(zhǎng)了，就會(huì)導(dǎo)致整體強(qiáng)度的下降。強(qiáng)度損失的程度取決于環(huán)境以及混凝土橋梁本身的性質(zhì)?；瘜W(xué)物質(zhì)（比如氯離子、硫酸鹽、二氧化碳）、水分以及極端溫度的循環(huán)是影響混凝土橋梁強(qiáng)度的最主要的環(huán)境因素。
越來(lái)越多的混凝土橋由于受到環(huán)境影響而遭到破壞，根據(jù)報(bào)道，許多橋梁的倒塌是由于強(qiáng)度退化造成的，而這種退化是由于環(huán)境因素造成的。環(huán)境因素方面橋梁退化的機(jī)理有硫酸鹽侵蝕、堿硅反應(yīng)、凍融循環(huán)破壞以及腐蝕等，而腐蝕是最普遍的破壞機(jī)理。
2.2.2 設(shè)計(jì)
設(shè)計(jì)標(biāo)準(zhǔn)低，隨著交通事業(yè)的發(fā)展，舊有橋梁的荷載標(biāo)準(zhǔn)遠(yuǎn)遠(yuǎn)不能滿足當(dāng)前汽車荷載標(biāo)準(zhǔn)的要求。
采用不同的橋梁結(jié)構(gòu)，不同的截面形式以及跨徑比例等，都會(huì)對(duì)橋梁的健康狀況有較大的影響。
設(shè)計(jì)不完善，比如構(gòu)造鋼筋不夠、截面強(qiáng)度儲(chǔ)備不夠等。
在橋梁設(shè)計(jì)過(guò)程中，由于各種系數(shù)的取值問(wèn)題，未充分考慮開裂混凝土徐變、收縮及溫度應(yīng)力的影響，設(shè)計(jì)安全系數(shù)不恰當(dāng)?shù)取?br />
2.2.3 施工
施工不當(dāng)會(huì)造成大量混凝土表層缺陷，比如蜂窩、露筋、麻面、空洞等現(xiàn)象。比如混凝土灌注時(shí)，沒(méi)有充分的振搗，就會(huì)發(fā)生蜂窩現(xiàn)象;灌注時(shí)，若保護(hù)層處混凝土漏振或者振搗不實(shí)，則會(huì)發(fā)生露筋;施工時(shí)采用模板表面不光滑，模板濕潤(rùn)又不夠，致使構(gòu)件表面混凝土內(nèi)的水分被吸去，產(chǎn)生麻面;鋼筋布置過(guò)密，施工時(shí)混凝土被卡住，嚴(yán)重漏漿都會(huì)產(chǎn)生空洞。
2.2.4 使用
現(xiàn)有公路上的橋梁荷載能力已不能滿足當(dāng)前車輛荷載的要求，有些橋梁由于年久失修，對(duì)設(shè)立標(biāo)志不重視，致使原設(shè)計(jì)中未考慮的超重車輛通過(guò)，造成超載，由此導(dǎo)致橋梁出現(xiàn)病害。
結(jié)構(gòu)受意外撞擊，沖擊和沉重的集中荷載可能造成可見裂縫和細(xì)微裂縫，造成局部腐蝕。
2.2.5 養(yǎng)護(hù)
養(yǎng)護(hù)維修及加固措施不當(dāng)。有些橋梁的技術(shù)缺陷是由于養(yǎng)護(hù)維修不恰當(dāng)引起的。比如橋面維修增加過(guò)大的恒載，致使橋梁負(fù)擔(dān)加重;橋面排水處理不當(dāng)，橋面滲水；又如支座維修不當(dāng)，約束了承重結(jié)構(gòu)的變形等。有些橋梁則是加固不當(dāng)引起的。比如加固施加的預(yù)應(yīng)力大小或者位置不恰當(dāng)，引起結(jié)構(gòu)的二次病害；又如結(jié)構(gòu)體系改變不合理，致使結(jié)構(gòu)的關(guān)鍵部位應(yīng)力超限等。
2.2.6 材料
混凝土、鋼筋等材料的質(zhì)量問(wèn)題是導(dǎo)致橋梁結(jié)構(gòu)缺陷的內(nèi)在因素。往往這幾種原因共同作用，導(dǎo)致橋梁發(fā)生嚴(yán)重退化和破壞。
3、橋梁補(bǔ)強(qiáng)加固方法
橋梁補(bǔ)強(qiáng)加固的常用方法如下：
1）增大截面加固法。該方法通過(guò)增大原構(gòu)件截面面積并增配鋼筋等方式提高結(jié)構(gòu)的承載能力和剛度，適用于鋼筋混凝土和預(yù)應(yīng)力混凝土受彎構(gòu)件、鋼筋混凝土受壓構(gòu)件的補(bǔ)強(qiáng)加固。
2）粘貼鋼板加固法。該方法采用結(jié)構(gòu)膠私劑粘貼鋼板或型鋼的方式提高結(jié)構(gòu)承載能力。
3）粘貼纖維復(fù)合材料加固法。該方法采用結(jié)構(gòu)膠戮劑粘貼纖維復(fù)合材料的方式提高結(jié)構(gòu)承載能力，適用于鋼筋混凝土受彎、受拉和受壓構(gòu)件的補(bǔ)強(qiáng)加固。
4）體外預(yù)應(yīng)力加固法。該方法通過(guò)增設(shè)體外預(yù)應(yīng)力索的方式施加體外預(yù)應(yīng)力，使原結(jié)構(gòu)、構(gòu)件的受力狀況得到改善和調(diào)整。
5）改變結(jié)構(gòu)體系加固法。該方法通過(guò)改變結(jié)構(gòu)體系，使原結(jié)構(gòu)、構(gòu)件的受力得到改善和調(diào)整，以降低控制截面內(nèi)力，提高結(jié)構(gòu)整體承載能力。
6）混凝土表面缺陷修復(fù)。利用樹脂膠、環(huán)氧砂漿等對(duì)表面缺陷部位進(jìn)行封閉、灌注、壓注，以防止鋼筋銹蝕、混凝土老化，增強(qiáng)結(jié)構(gòu)耐久性。
7）植筋處理。使用專用的結(jié)構(gòu)膠赫劑將帶肋鋼筋或螺桿錨固于結(jié)構(gòu)基材中，以提高結(jié)構(gòu)承載能力。
