鋼筋混凝土橋梁病害及處治方法初探
2015-03-20
上個世紀(jì)八十年代以來，為了適應(yīng)日益增長的交通需要，各地在建設(shè)資金有限的情況下建設(shè)了眾多施工方便、造價較低的鋼筋混凝土簡支梁橋，為促進(jìn)城鄉(xiāng)經(jīng)濟(jì)繁榮作出了重要貢獻(xiàn)。隨著我國改革開放的深入及經(jīng)濟(jì)的發(fā)展，通過這些橋梁的交通量及行車荷載已日益加大。簡支梁橋橋體在超負(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、施工中形成的，有些是在橋梁運營中形成的。為了保證已有公路的暢通運營，橋梁的養(yǎng)護(hù)與維修工作就顯得尤為重要。本文將針對對鋼筋混凝土簡支梁橋梁體的常見病害進(jìn)行歸納和總結(jié)，并對病害提出一定的維修方法。
1 簡支梁橋梁體常見病害類型及產(chǎn)生原因
1.1 表層缺陷
鋼筋混凝土簡支梁橋表層缺陷主要有蜂窩、漏筋、麻面、空洞、磨損、銹蝕、老化、表層成塊脫落等類型，具體各類缺陷產(chǎn)生的原因如下：
1.1.1 蜂窩
蜂窩現(xiàn)象的產(chǎn)生主要是因為設(shè)計和施工原因所致，具體的原因如下：
a）施工不當(dāng)所致。混凝土在灌筑過程中如果缺乏應(yīng)有的振搗、以及運輸過程中混凝土出現(xiàn)離析、支模時模板縫隙不嚴(yán)，使得水泥砂漿流失等都會造成蜂窩現(xiàn)象的產(chǎn)生；
b）結(jié)構(gòu)設(shè)計或材料配比不合理。當(dāng)鋼筋太密、混凝土粗骨料粒徑太大或塌落度過小時，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)層處振搗不實或漏振等，此外，當(dāng)梁橋梁體因為外界或自身原因出現(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)生主要是因為施工時采用了表面不光滑的模板，以及模板在濕潤時不夠充分，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)計和施工過程中尋求。如果在結(jié)構(gòu)設(shè)計時鋼筋選配不當(dāng)，使得鋼筋布置過密，則可能造成該病害的產(chǎn)生，同時，在施工時混凝土被卡住，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）混凝土強度不足，表層細(xì)骨料太多；
b）車輪磨耗；
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，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，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，如車輛撞擊、船舶或其他堅硬物體的撞擊等。
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，鋼筋混凝土簡支梁橋梁體結(jié)構(gòu)裂縫的種類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，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其抗拉強度時，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
該裂縫為最常見也較為嚴(yán)重的一種裂縫。當(dāng)跨徑大于12m時，其裂縫多處于薄腹部分，在梁的半高線附近裂縫跨度較大，一般在0.15～0.3mm；當(dāng)梁跨徑小于10m時，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)計不當(dāng)、施工質(zhì)量差、養(yǎng)護(hù)不及時或溫度及環(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)計上的缺陷，即主拉應(yīng)力較計算大，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，間隔的時間太長等。
1.2.6梁底縱向裂縫
該種裂縫多因混凝土保護(hù)層過薄或摻入氯鹽等速凝劑所致。
2 簡支梁橋梁體常見病害的維修處治方法
常見的維修處治方法有：
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)號混凝土或水泥砂漿填補。
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，如損壞面積過大，可噴射高標(biāo)號水泥砂漿修補。
c）鋼筋混凝土簡支梁產(chǎn)生裂縫時，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，應(yīng)采用壓力灌漿法灌注環(huán)氧樹脂膠；②如裂縫發(fā)展嚴(yán)重時，應(yīng)查明原因，按照不同情況采取加固措施，并加強觀測。
通過對鋼筋混凝土簡支梁橋梁體的常見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、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方面入手：
a）緊抓設(shè)計環(huán)節(jié)，好的設(shè)計是橋梁是否成功的基本保證，沒有好的設(shè)計方案，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環(huán)節(jié)，因為橋梁質(zhì)量的好壞不是靠一時的好壞來衡量，而是環(huán)環(huán)緊扣的，只要一個環(huán)節(jié)出現(xiàn)問題，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，監(jiān)理單位要做好監(jiān)督管理，認(rèn)真管理施工單位；
c）加強養(yǎng)護(hù)和維修。要積極做好養(yǎng)護(hù)工作，及時發(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。
