鋼筋混凝土橋梁病害及處治方法初探
2015-03-20
上個(gè)世紀(jì)八十年代以來(lái)，為了適應(yīng)日益增長(zhǎng)的交通需要，各地在建設(shè)資金有限的情況下建設(shè)了眾多施工方便、造價(jià)較低的鋼筋混凝土簡(jiǎn)支梁橋，為促進(jìn)城鄉(xiāng)經(jīng)濟(jì)繁榮作出了重要貢獻(xiàn)。隨著我國(guó)改革開(kāi)放的深入及經(jīng)濟(jì)的發(fā)展，通過(guò)這些橋梁的交通量及行車(chē)荷載已日益加大。簡(jiǎn)支梁橋橋體在超負(fù)荷工作的情況下出現(xiàn)了各種各樣的病害，這些病害有些是在設(shè)計(jì)、施工中形成的，有些是在橋梁運(yùn)營(yíng)中形成的。為了保證已有公路的暢通運(yùn)營(yíng)，橋梁的養(yǎng)護(hù)與維修工作就顯得尤為重要。本文將針對(duì)對(duì)鋼筋混凝土簡(jiǎn)支梁橋梁體的常見(jiàn)病害進(jìn)行歸納和總結(jié)，并對(duì)病害提出一定的維修方法。
1 簡(jiǎn)支梁橋梁體常見(jiàn)病害類(lèi)型及產(chǎn)生原因
1.1 表層缺陷
鋼筋混凝土簡(jiǎn)支梁橋表層缺陷主要有蜂窩、漏筋、麻面、空洞、磨損、銹蝕、老化、表層成塊脫落等類(lèi)型，具體各類(lèi)缺陷產(chǎn)生的原因如下：
1.1.1 蜂窩
蜂窩現(xiàn)象的產(chǎn)生主要是因?yàn)樵O(shè)計(jì)和施工原因所致，具體的原因如下：
a）施工不當(dāng)所致?；炷猎诠嘀^(guò)程中如果缺乏應(yīng)有的振搗、以及運(yùn)輸過(guò)程中混凝土出現(xiàn)離析、支模時(shí)模板縫隙不嚴(yán)，使得水泥砂漿流失等都會(huì)造成蜂窩現(xiàn)象的產(chǎn)生；
b）結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)或材料配比不合理。當(dāng)鋼筋太密、混凝土粗骨料粒徑太大或塌落度過(guò)小時(shí)，都可造成其蜂窩的形成。
1.1.2 漏筋
漏筋的產(chǎn)生很大程度上是因施工質(zhì)量差所引起，如灌筑時(shí)鋼筋保護(hù)層墊塊發(fā)生位移，鋼筋緊貼模板，保護(hù)層處振搗不實(shí)或漏振等，此外，當(dāng)梁橋梁體因?yàn)橥饨缁蜃陨碓虺霈F(xiàn)裂縫，降雨天氣里，雨水浸入梁體裂縫，使得鋼筋銹蝕膨脹引起表層大面積脫落，從而促成漏筋現(xiàn)象出現(xiàn)。
1.1.3 麻面
麻面的發(fā)生主要是因?yàn)槭┕r(shí)采用了表面不光滑的模板，以及模板在濕潤(rùn)時(shí)不夠充分，造成梁體表面混凝土內(nèi)的水分被模板吸收，從而使得麻面現(xiàn)象出現(xiàn)。
1.1.4 空洞
其成因可以從結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)和施工過(guò)程中尋求。如果在結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)時(shí)鋼筋選配不當(dāng)，使得鋼筋布置過(guò)密，則可能造成該病害的產(chǎn)生，同時(shí)，在施工時(shí)混凝土被卡住，又未充分振搗就繼續(xù)灌筑上層混凝土，此外，嚴(yán)重漏漿亦能產(chǎn)生空洞現(xiàn)象。
1.1.5 磨損
該病害的成因大致有三種情況：
a）混凝土強(qiáng)度不足，表層細(xì)骨料太多；
b）車(chē)輪磨耗；
c）高速水流沖刷，水流中又夾帶大量砂石等。
1.1.6 銹蝕、老化、剝落
其成因主要有以下幾種：
a）保護(hù)層太??；當(dāng)保護(hù)層太薄時(shí)，在自然條件下，表層混凝土極易發(fā)生水化反應(yīng)，出現(xiàn)碳酸鈣粉末或碳酸鈣晶體，從而失去表層的保護(hù)作用，致使保護(hù)層剝落，進(jìn)而出現(xiàn)鋼筋銹蝕現(xiàn)象。
b）結(jié)構(gòu)出現(xiàn)裂縫時(shí)，雨水浸入裂縫內(nèi)部，使得鋼筋發(fā)生化學(xué)及物理反應(yīng)，從而出現(xiàn)銹蝕；
c）鋼筋銹蝕膨脹引起剝落；
d）嚴(yán)寒地區(qū)冰凍及干濕交替循環(huán)作用；
e）有侵蝕性水的化學(xué)侵蝕作用。
1.1.7 表層成塊脫落
主要是由于外界作用所致，如車(chē)輛撞擊、船舶或其他堅(jiān)硬物體的撞擊等。
1.2 結(jié)構(gòu)裂縫
混凝土結(jié)構(gòu)裂縫的成因復(fù)雜而繁多，甚至是多種因素相互影響，鋼筋混凝土簡(jiǎn)支梁橋梁體結(jié)構(gòu)裂縫的種類(lèi)及成因主要有以下幾種：
1.2.1 網(wǎng)狀裂縫
此種裂縫可能會(huì)發(fā)生在各種跨度的梁體上，裂縫比較細(xì)小，寬度約0.03～0.05mm，用手觸及有凸起感覺(jué)，其多為混凝土收縮所引起的表面龜裂，也即當(dāng)混凝土表層水分損失快，內(nèi)部損失慢，產(chǎn)生表面收縮大，內(nèi)部收縮小的不均勻收縮，表面收縮變形受到內(nèi)部混凝土的約束，致使表面混凝土承受拉力，當(dāng)表面混凝土承受的拉力超過(guò)其抗拉強(qiáng)度時(shí)，產(chǎn)生龜裂，進(jìn)一步致使網(wǎng)狀裂縫出現(xiàn)。
1.2.2 下緣受拉區(qū)的裂縫
此種裂縫多發(fā)生于橋梁跨中部，梁跨度越大，裂縫越多，其自下翼緣向上發(fā)展，至翼緣與梁肋相接處停止，裂縫間距約0.1～0.2m，寬度約為0.03～0.1mm，其多為混凝土收縮和梁體擾曲所致。
1.2.3 腹板上是豎向裂縫
該裂縫為最常見(jiàn)也較為嚴(yán)重的一種裂縫。當(dāng)跨徑大于12m時(shí)，其裂縫多處于薄腹部分，在梁的半高線(xiàn)附近裂縫跨度較大，一般在0.15～0.3mm；當(dāng)梁跨徑小于10m時(shí)，其裂縫較細(xì)小，且多數(shù)裂縫系由梁肋向上延伸，越上越細(xì)，上端未到腹板頂部，其成因多系設(shè)計(jì)不當(dāng)、施工質(zhì)量差、養(yǎng)護(hù)不及時(shí)或溫度及環(huán)境條件不良的影響所致。
1.2.4 腹板上是斜向裂縫
是鋼筋混凝土梁中出現(xiàn)最多的一種裂縫，且多在跨中兩側(cè)，離跨中越遠(yuǎn)傾斜角越大，反之越小，傾斜角在150～450之間，第一道裂縫多出現(xiàn)在距支座0.5～1.0m處，裂縫寬度一般在0.3mm以下，該種裂縫的產(chǎn)生多為設(shè)計(jì)上的缺陷，即主拉應(yīng)力較計(jì)算大，使得混凝土不能負(fù)擔(dān)而導(dǎo)致裂縫產(chǎn)生，而施工不良又會(huì)加快裂縫的產(chǎn)生和發(fā)展。
1.2.5 梁側(cè)水平裂縫
該種裂縫多因施工不當(dāng)引起，如分層灌筑時(shí)，間隔的時(shí)間太長(zhǎng)等。
1.2.6梁底縱向裂縫
該種裂縫多因混凝土保護(hù)層過(guò)薄或摻入氯鹽等速凝劑所致。
2 簡(jiǎn)支梁橋梁體常見(jiàn)病害的維修處治方法
常見(jiàn)的維修處治方法有：
a）梁（板）體混凝土的空洞、蜂窩、麻面、表面風(fēng)化、剝落等應(yīng)先將松散部分清除，再根據(jù)情況用高標(biāo)號(hào)混凝土或水泥砂漿填補(bǔ)。
b）梁體若出現(xiàn)漏筋或保護(hù)層剝落等現(xiàn)象，應(yīng)先將松動(dòng)的保護(hù)層鑿去，并將鋼筋銹跡清除，如損壞面積不大可用環(huán)氧砂漿修補(bǔ)，如損壞面積過(guò)大，可噴射高標(biāo)號(hào)水泥砂漿修補(bǔ)。
c）鋼筋混凝土簡(jiǎn)支梁產(chǎn)生裂縫時(shí)，按下列方法進(jìn)行處理：①當(dāng)裂縫寬度大于限值規(guī)定時(shí)，應(yīng)采用壓力灌漿法灌注環(huán)氧樹(shù)脂膠；②如裂縫發(fā)展嚴(yán)重時(shí)，應(yīng)查明原因，按照不同情況采取加固措施，并加強(qiáng)觀測(cè)。
通過(guò)對(duì)鋼筋混凝土簡(jiǎn)支梁橋梁體的常見(jiàn)病害及維修方法的分析，我們可以看到，一座橋梁的病害成因涉及到許多方面的因素，諸如設(shè)計(jì)、施工、監(jiān)理以及養(yǎng)護(hù)等，因此，要使得病害的減輕就需要從以下幾個(gè)方面入手：
a）緊抓設(shè)計(jì)環(huán)節(jié)，好的設(shè)計(jì)是橋梁是否成功的基本保證，沒(méi)有好的設(shè)計(jì)方案，就不可能高水平、現(xiàn)代化的橋梁；
b）組織和管理好施工的各個(gè)環(huán)節(jié)，因?yàn)闃蛄嘿|(zhì)量的好壞不是靠一時(shí)的好壞來(lái)衡量，而是環(huán)環(huán)緊扣的，只要一個(gè)環(huán)節(jié)出現(xiàn)問(wèn)題，則引起其他環(huán)節(jié)病害的發(fā)生，因此，施工單位要具有良好的施工水平和職業(yè)道德，同時(shí)，監(jiān)理單位要做好監(jiān)督管理，認(rèn)真管理施工單位；
c）加強(qiáng)養(yǎng)護(hù)和維修。要積極做好養(yǎng)護(hù)工作，及時(shí)發(fā)現(xiàn)橋梁的病害，并分析其可能成因，在了解成因的基礎(chǔ)上采用有效的維修措施，減輕或消除病害。
