橋梁病害原因及預(yù)防
2016-07-05
修建或運(yùn)營(yíng)一段時(shí)間之后的鋼筋混凝土橋梁經(jīng)常會(huì)出現(xiàn)一些病害,常見(jiàn)的橋梁病害有橋梁基礎(chǔ)病害、混凝土開(kāi)裂、橋頭跳車(chē)等,這些病害都會(huì)對(duì)橋梁產(chǎn)生一定程度上的損害,會(huì)對(duì)橋梁的正常使用造成影響,還會(huì)降低橋梁的使用性能,減短橋梁的使用年限等。以下對(duì)橋梁中常見(jiàn)的病害進(jìn)行簡(jiǎn)單地?cái)⑹霾⒎治銎涑霈F(xiàn)原因,最終提出一些預(yù)防措施。
1 橋梁常見(jiàn)病害及原因分析
1.1 橋梁基礎(chǔ)病害
常見(jiàn)的橋梁基礎(chǔ)病害有,由于橋梁承載力的不足導(dǎo)致的橋梁基礎(chǔ)不均勻下沉,基礎(chǔ)發(fā)生滑移和傾斜,甚至基礎(chǔ)底部局部被沖空;基礎(chǔ)組成中的結(jié)構(gòu)物產(chǎn)生異常應(yīng)力和出現(xiàn)開(kāi)裂現(xiàn)象。出現(xiàn)這些病害的原因主要是設(shè)計(jì)荷載標(biāo)準(zhǔn)偏低,導(dǎo)致橋梁承載力不能滿(mǎn)足現(xiàn)今使用要求,橋梁的承載能力是根據(jù)當(dāng)初橋梁設(shè)計(jì)時(shí)所采用的荷載等級(jí)來(lái)確定的,早些年代所建造的橋梁設(shè)計(jì)荷載偏低,隨著交通量的快速增加和荷載等級(jí)的不斷提高,之前的橋梁已經(jīng)不能滿(mǎn)足現(xiàn)在交通的使用要求,承載力嚴(yán)重不足,繼而導(dǎo)致橋梁基礎(chǔ)出現(xiàn)病害。
1.2 橋梁墩臺(tái)病害
墩臺(tái)上常見(jiàn)的病害有,墩臺(tái)上出現(xiàn)水平向或豎向或者網(wǎng)狀的裂縫,墩臺(tái)上的混凝土出現(xiàn)脫落,材料老化,局部大體塊的損壞,鋼筋外漏出現(xiàn)銹蝕,墩臺(tái)結(jié)構(gòu)發(fā)生位移和變形等。造成這些病害的原因是,超出墩臺(tái)設(shè)計(jì)的最高水位的洪水、泥石流,或者地震、強(qiáng)風(fēng),船舶撞擊等對(duì)墩臺(tái)的直接物理撞擊導(dǎo)致墩臺(tái)混凝土開(kāi)裂,甚至結(jié)構(gòu)出現(xiàn)位移和變形,另外早期的橋梁時(shí)代已久,隨著時(shí)間的推移,墩臺(tái)上的混凝土材料會(huì)自然老化脫落,繼而導(dǎo)致其中的鋼筋外漏發(fā)生銹蝕。
1.3 橋梁上部構(gòu)造病害
常見(jiàn)的橋梁上部構(gòu)造病害有:橋梁的不同部位出現(xiàn)開(kāi)裂程度不一的裂縫;混凝土的強(qiáng)度分布不均勻;混凝土中滲入水;橋面的某些部位鋼筋暴露,且出現(xiàn)銹蝕;梁的預(yù)應(yīng)力不滿(mǎn)足受力要求,梁體凍裂。究其原因主要是,有些橋梁在設(shè)計(jì)上就不合理,結(jié)構(gòu)構(gòu)造的受力不合理,起初病害并不明顯,但是在經(jīng)過(guò)一段時(shí)間之后,病害就較為明顯了,除設(shè)計(jì)之外,還有施工技術(shù)、工藝的限制,有些橋梁存在一定的技術(shù)缺陷,在上部結(jié)構(gòu)構(gòu)造施工時(shí)質(zhì)量沒(méi)有滿(mǎn)足要求,導(dǎo)致后期運(yùn)營(yíng)時(shí)病害的出現(xiàn)。
1.4 混凝土開(kāi)裂
混凝土開(kāi)裂病害常常表現(xiàn)為橋梁的梁體出現(xiàn)開(kāi)裂,橋面上鋪裝的混凝土損壞,導(dǎo)致橋面上出現(xiàn)很多坑槽,嚴(yán)重影響了車(chē)輛的正常行駛,長(zhǎng)時(shí)間下去對(duì)橋梁的結(jié)構(gòu)的使用也造成影響,減短了橋梁的使用壽命。導(dǎo)致梁體混凝土開(kāi)裂的原因有很多,構(gòu)造的設(shè)計(jì)不當(dāng)導(dǎo)致梁體的局部應(yīng)力過(guò)于集中,混凝土早期的養(yǎng)護(hù)工作沒(méi)有做到位,導(dǎo)致混凝土干縮,橋梁周?chē)h(huán)境中的溫度濕度的驟變,車(chē)輛的超載行駛等都會(huì)引起混凝土開(kāi)裂。橋面上鋪裝的混凝土損壞的主要原因是施工質(zhì)量沒(méi)有達(dá)到設(shè)計(jì)要求。
1.5 橋頭跳車(chē)
橋頭跳車(chē)是橋梁正常運(yùn)行之后普遍存在的的病害,正常情況下,臺(tái)后路面與橋臺(tái)路面的高差大約是2～3cm,但是極個(gè)別橋梁達(dá)到了6、7cm,這樣橋臺(tái)與臺(tái)后路面之間出現(xiàn)了明顯的臺(tái)階,致使車(chē)輛在行駛到橋頭時(shí)出現(xiàn)跳車(chē)現(xiàn)象。橋頭跳車(chē)不僅影響到了行車(chē)的舒適度,還會(huì)對(duì)橋面產(chǎn)生過(guò)大的沖擊力,加重病害或誘發(fā)其他橋梁病害,同時(shí)對(duì)橋頭伸縮縫的性能造成影響,造成后期伸縮縫頻繁維修,影響交通的正常使用。造成橋頭跳車(chē)的主要原因是臺(tái)后填土及路基與橋臺(tái)間的不均勻沉降,造成不均勻沉降的原因是填土前的原地面承載力不足,填土質(zhì)量不滿(mǎn)足要求,土方碾壓不合格等。
1.6 其它病害
除上述病害以外,常見(jiàn)的病害還有橋梁凍害、橋面病害等。橋梁的墩臺(tái)、橋面由于長(zhǎng)時(shí)間受到嚴(yán)寒天氣的影響,混凝土中的水分會(huì)凝結(jié)長(zhǎng)固體狀態(tài),然后天氣轉(zhuǎn)暖,又會(huì)融化,長(zhǎng)期的凍融循環(huán),對(duì)混凝土的性能造成很大的影響,因而對(duì)橋梁本身的結(jié)構(gòu)和路面造成損壞,影響了橋梁的使用年限。
2 預(yù)防措施和方法
2.1 橋梁裂縫加固與處理結(jié)合進(jìn)行
橋梁裂縫的處理和加固需要結(jié)合進(jìn)行。裂縫加固一方面是為了使梁體的承載能力得以恢復(fù)或提高,加強(qiáng)橋梁的橫向剛度;另一方面則是為了抑制裂縫的深入發(fā)展。通常采用的橋梁縱向加固方法有:對(duì)上部結(jié)構(gòu)進(jìn)行加固的時(shí)候采用橋面補(bǔ)強(qiáng)層加固法,黏貼鋼板的方法、通過(guò)改變結(jié)構(gòu)受力體系來(lái)加固的方法,增大截面積和配置鋼筋的加固方法等。在對(duì)下部分結(jié)構(gòu)進(jìn)行加固的時(shí)候采用的方法有:擴(kuò)大基礎(chǔ)加固法、增加樁基法、拓寬墩臺(tái)加固法、修建擋土墻面加固法;為了增加橋梁的橫向剛度,可采用增設(shè)預(yù)應(yīng)力橫隔板的方法。對(duì)于裂縫的處理可采用裂紋注漿、修補(bǔ)保護(hù)層、填充泥漿等方法。通過(guò)借鑒國(guó)外的先進(jìn)技術(shù),對(duì)那些存在裂紋、碳化深度過(guò)大或受鹽水電化學(xué)腐蝕嚴(yán)重的鋼筋混凝土橋梁進(jìn)行及時(shí)維修,抑制結(jié)構(gòu)物的惡化速度,從而提高了橋梁的使用年限。
2.2 采用新材料新工藝
當(dāng)前,有很多混凝土裂縫修補(bǔ)技術(shù)可以改善混凝土的使用性能和提高混凝土的使用年限,其中聚丙烯纖維混凝土加上堿一骨料反應(yīng)抑制劑及滲透型鋼筋阻銹劑的使用比較具有代表性。我們應(yīng)該不斷地引進(jìn)和研制新的修補(bǔ)技術(shù)和修補(bǔ)材料,比如國(guó)外的碳纖維加固法,這種方法的突出優(yōu)點(diǎn)是加固效果明顯,且對(duì)橋梁自重影響小,延長(zhǎng)了橋梁的使用年限。
2.3 提高修補(bǔ)材料質(zhì)量和施工工藝水平
修補(bǔ)材料的質(zhì)量和施工工藝水平是決定裂縫處理效果的關(guān)鍵因素。之前對(duì)于橋梁的橋柱和縱橫梁出現(xiàn)的裂縫常采用鋼板加固法修補(bǔ),對(duì)于橋面上的裂縫則采用瀝青澆灌法。這些方法雖然方便快捷,但是鋼板加固施工難度大且增加了橋梁的自重,瀝青澆灌只堵漏,沒(méi)有強(qiáng)化功能,對(duì)于鋼筋銹蝕病害,傳統(tǒng)的“打補(bǔ)丁”不僅效果不明顯還會(huì)帶來(lái)更多的銹蝕。所以要提高施工工藝水平和修補(bǔ)材料質(zhì)量,引進(jìn)國(guó)外的先進(jìn)技術(shù)和先進(jìn)的材料,例如國(guó)外的遷移型有機(jī)阻銹劑在組織鋼筋銹蝕方面效果就很不錯(cuò)。
3 結(jié)語(yǔ)
橋梁從開(kāi)始運(yùn)行就不可避免的會(huì)出現(xiàn)一些病害,但是對(duì)于這些病害,我們不能置之不理,要加以處理,否則會(huì)對(duì)橋梁的安全性構(gòu)成嚴(yán)重威脅。要把設(shè)計(jì)施工工作做到位,做充分,預(yù)防更多病害的出現(xiàn),從而減少維修,延長(zhǎng)橋梁使用壽命。
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