钢筋混凝土桥梁病害原因分析及防治

1、2007年 第1期(总第155期黑龙江交通科技HE I L ONG JI A NG J I A OTONG KEJINo.1,2007(S u m No.155钢筋混凝土桥梁病害原因分析及防治孟晓文(内蒙古交通建设监理咨询有限责任公司摘 要:介绍了钢筋混凝土桥粱经常出现的病害及其病害产生的原因,提出了对病害的处理及预防措施。关键词:钢筋混凝土桥梁;病害;防治中图分类号:U445 7 文献标识码:C 文章编号:1008-3383(200701-0082-01钢筋混凝土桥梁在修建或运营一段时间后往往会伴有病害的发生,如桥头跳车、混凝土开裂、钢筋诱蚀等,对混凝土桥梁产生不同程度的损伤,影响结构的正常

2、使用,降低其使用性能及使用寿命。下面介绍对这些桥梁病害的分析及病害的处理及预防措施。1 桥梁存在的主要病害及产生的原因通过对部分钢筋混凝土桥梁病害的调查分析,产生病害既有外界因素,也有内部因素。设计考虑不周或施工组织不当、地基基础的不均匀沉降、桥梁长期处于超载状态等原因。1.1 桥头跳车桥头跳车是桥梁投入使用后普遍存在的一种病害,一般的台后路面与桥台路面高差普遍在23c m左右,个别的桥梁甚至达到67c m,桥台与台后路面明显存在着台阶。桥头跳车不仅影响行车舒适,而且还会使桥产生过大的冲击力,诱发或加重桥梁的病害,同时形响桥头伸缩缝的工作性能,加速其破坏过程,伸缩缝需频繁维修、更换。桥头跳车主

3、要因素是台后填土及路基与桥台间的不均匀沉降,而不均匀沉降的原因包括:(1填土前原地面的承载力不足;(2填土质量不好,容易发生沉降;(3土方碾压质量不合格;(4由于桥梁结构物的影响,碾压机械无法达到的部位出现死角。设计上考虑增加台后搭板的形式来避免或减轻桥头跳车的现象。施工中,严格控制填土及碾压质量。可以通过长期观测,判断桥台台后及路基沉降是否稳定。若沉降相对稳定,可考虑将台后路面凿掉后重新铺装混凝土的方法解决,但不能破坏或扰动原来的台后回填土。1.2 混凝土开裂从目前钢筋混凝土桥梁使用的情况看,有许多桥梁梁体开裂,桥面铺装混凝土损坏,使桥面产生坑槽,影响车辆的正常行驶,甚至影响到结构的正常使用

4、和耐久性。引起梁体开裂的原因是多方面的。构造处理不当导致的局部应力集中,混凝土早期养护不当引起的干缩、混凝土的碱 骨料反应、温度的骤升骤降、钢筋的锈蚀,超载等均会引起混凝土开裂。桥面铺装混凝土损坏主要原因是施工质量存在问题,桥面铺装混凝土普遍比设计厚度薄,强度达不到设计标准。对大面积剥落处的桥面,现行的处置方法是清除已破损的混凝土,以后填补热沥青棍凝土。此种修补方法效果较差,一般在睛好天气进行修补可维持34个月,若遇雨天修补,则仅能维持l2个月。对桥面破损处混凝土修补,可考虑在封闭交通的价况下,采用快硬微膨胀水泥。桥面开裂后再行修补仅是一种事后处理的办法。最好的方法还是在设计、施工上采取预防措

5、施。设计上可考虑梁体预埋勾头钢筋,以增强桥面抗剪能力。施工中在浇筑桥面混凝土前,清洗梁体表面混凝土,在保持其湿润状态下,先浇筑一层砂浆垫层,然后再浇筑桥面混凝土。同时注意混凝土的养生,用湿法养护,始终保持混凝土处于潮湿状态,且养护时间不宜太短。1.3 钢筋锈蚀钢筋锈蚀可分两种情况:一种是混凝土开裂后导致的钢筋锈蚀,即先裂后锈;一种是因为保护层太薄或露筋而引起的钢筋锈蚀。钢筋锈蚀体积膨胀导致混凝土开裂或表面混凝土成块脱落,即先锈后裂。由于钢筋锈蚀,混凝上表面开裂甚至脱层,从而使原来处于混凝土保护层下的钢筋暴露于空气中而锈蚀,如此恶性循环,如不加以维修养护,此种病害对桥梁的危害也是不可忽视的。在桥

6、梁竣工后几年内保护层太薄或露筋问题并不显得太突出,甚至一直处于被忽视的状态,直到长期的大气作用导致钢筋严重锈蚀后才引起人们的注意,此时需花费人力、物力进行维修养护。解决这一问题的方法就是在施工和设计时确保混凝土的保护层厚度,避免保护层太薄或露筋。对先裂后锈的问题,规范中一般采用限制裂缝宽度的方法来解决。对可能引起钢筋锈蚀的裂缝,需作压浆封闭处理,对压浆材料,必须保证其强度。1.4 河床冲刷近年来,由于桥位上、下游采矿严重,经洪水冲刷,河床标高急剧下降,桥梁基桩裸露,基桩混凝土剥落、漏筋。为防止河床的进一步冲刷,桥梁养护管理部门一方面应同有关方面进行协调,严禁在桥位的上、下游采砂;另一方面,在桥

7、梁的上下游修建拦水坝等构造物,防止河床的冲刷,保护桥梁墩台基础。1.5 伸缩装置损坏由于伸缩缝是设在梁的接口处,其受力状况极为复杂,(下转第84页总第155期黑龙江交通科技第1期了工作量,而且施工方便。采用这种方法加固的桥涵,经多次实地观察,使用效果良好。4 旧桥基础加固桥梁基础特别是天然地基上的浅基础,由于埋置深度较浅,易受河水冲刷而淘空。受河水改道冲刷桥梁引道,导致桥台基础冲空,引道被毁。桥梁地基局部软弱,致使桥台发生不均匀沉降,引起桥台开裂等。针对以上病害,我们采取对河床用浆砌片石进行铺砌,上游河床设置丁坝,打木桩扩大桥台基础等方法进行加固。对于跨径较小的桥梁,由于河水改道,洪水直接冲刷

8、桥台基础,导致基础冲空甚至掉脚,可采取在桥跨范围内满铺15#片石混凝土的方法进行加固,铺砌厚度为30cm,铺砌两端设置截水墙,截水墙的深度为1m,宽度为0.6m。采用该法共加固桥涵8座。对于桥梁上游河床变迁、水流改道,洪水直接冲刷桥台基础和桥台引道,导致桥台基础冲空、引道被毁的桥梁,采取在桥梁上游适当位置设置丁坝等调治构造物,将河水导入主河道。5 桥面铺装层的加固桥面铺装层开裂或剥离等病害,对于钢筋混凝土梁板桥容易使钢筋锈蚀,减弱桥梁的横向整体性;对于石拱桥,由于桥面雨水下渗,加大了拱上填料的含水量,使拱圈出现渗水现象等;同时由于桥面铺装层的破损,引起桥面平整度差,车辆通行时,使桥梁产生震动,

9、对桥梁产生不利影响,同时又加重了桥面铺装层的病害。根据桥梁的具体情况,采用不同的加固方法,对于使用年限长、破损严重的采用拆除、修复的加固方案。而对于病害较轻,使用年限短,且混凝土强度仍符合设计要求的则先处治病害,在不降低设计荷载标准的前提下可采用加铺沥青碎石层的方案。6 公路旧桥的管理加强公路旧桥的管理,并进行维修和加固,使其处于正常的工作状态,充分发挥旧桥的作用,是公路管理部门的一项主要任务。对于旧桥的超限运输管理工作具有工期短、要求高、工程量较小、前期工作量大等特点,公路超限运输一般是为国家或省的重点建设工程服务,我们的经验是:(1对于经常过大件的路段,桥梁进行重点检查和管理,收集原始档案

10、材料,掌握其动态;(2在施工中注意抓重点、制约工程;(3重视加固工程中原始资料的收集和整理工作,为今后的加固工程积累经验;(4充分调动基层单位的积极性,正确处理责、权、利的关系。笔者认为公路旧桥的维修加固同样属于桥梁工程,不能重建轻养,旧桥的加固比新建还难,因为旧桥的维修加固,没有现成的规范,更没有可供使用的标准图,桥梁的病害又错综复杂,病害原因难以确定,因此,应充分重视公路旧桥的管理工作,加大资金投入,使其保持良好的工作状态,确保公路运输的安全。目前制约旧桥加固工作的主要因素是资金问题,在养路资金紧缺的情况下,投入到旧桥加固上的资金更加有限,现在的做法是省公路局将大中型桥梁作为计划单列,而从

11、我单位的实际情况看,小桥的数量约占桥梁总数的90%,且小桥的病害也比较严重,对小桥的维修、加固需要投入大量的资金,为此建议采用以下办法逐步解决:(1省公路局应加大对大中型桥梁加固资金的投入,并将属于危桥的小桥纳入这个范围,集中资金重点解决危桥的加固;(2对于桥梁的小修保养,应纳入公路小修保养议标中,特别是实行养路工程费制后,可将各段管养的桥梁编入小修保养工程量清单内,对站(所不能承担的项目可安排段工程队施工,总段加强检查和考核。收稿日期:2006-12-07(上接第82页除承受拉、压、剪力外,还要受到冲击力、高频振动和疲劳等综合作用,尤其在重载、超载车的作用下,桥梁伸缩装置极易损坏且难以修复,

12、这不仅影响行车的舒适,而且也影响了桥梁的使用寿命。目前,我国桥梁伸缩装置的破损情况非常普遍,对接式伸缩装置普遍出现材料老化、脱落现象,有些已发展成坑槽;钢齿板伸缩缝装置的钢齿板脱落、锚固件破损外露,并时常戳坏汽车轮胎。其他类型的伸缩装置也都普遍出现破损现象,完好率很低,情况是相当严重的。桥梁伸缩装置的质量关键是锚固系统,而锚固系统的基础是过渡段的混凝土,在产品的结构设计时,锚固件多数都置于桥面铺装层中,与主梁连接的部分很少,由于桥面铺装层很薄,锚固件不仅受力不均匀,而且施工难度大。因此,伸缩装置在结构设计时不仅要注重桥梁伸缩量的计算,而且要考虑产品在施工工艺上的要求,对预埋件的位置、深度尽量与

13、主梁(板相连接,并与桥梁的结构设计相匹配。对过渡段混凝土的长度、厚、标号等应有严格的要求。对于大跨桥、斜桥、弯桥等应做特殊设计处理,端部尺寸和构造设计,确保过渡段后浇混凝土有足够的强度和整体性。为保证桥梁伸缝的平顺和耐久,要不断改进设计,合理选择伸缩装置的型号,加强施工管理,提高安装技术,加强使用期的养护管理工作。1.6 桥梁基础冻胀寒冷冻土地区的桥梁,由于在设计中未能相应采取防治冻胀措施,致使产生许多冻害。表现为基础上抬、倾斜、断裂,造成桥梁起拱,失稳破坏,严重地影响了正常交通。温度、土质和水分是造成桥梁基础冻害的基本因素,也是防治其冻害的根本条件和途径。在处置桥梁基础冻害时,必须充分考虑结构特点,水文地质条件等因素。做到因地制宜、就地取材、节约投资、施