鋼筋混凝土橋梁裂縫病害防治措施淺析

邢 娜 41070419691110102X

河南宏建建設(shè)發(fā)展有限公司

鋼筋混凝土橋梁裂縫病害防治措施淺析

邢 娜 41070419691110102X

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交通運(yùn)輸量大幅度增長(zhǎng)，行車密度及車輛載重越來越大，加上設(shè)計(jì)及施工不當(dāng)、設(shè)計(jì)標(biāo)準(zhǔn)過低、運(yùn)營(yíng)期間維護(hù)不當(dāng)?shù)纫蛩兀芏鄻蛄撼霈F(xiàn)了不同程度的病害，嚴(yán)重影響了橋梁的使用性能，帶來極大的安全隱患。筆者根據(jù)自身的施工經(jīng)驗(yàn)對(duì)橋梁常見病害原因進(jìn)行了徹底的分析，并從公路橋梁的病害從設(shè)計(jì)、施工、使用和養(yǎng)護(hù)等方面提出了對(duì)策，以期對(duì)我國(guó)的橋梁病害的整治和橋梁維修加固做出一些貢獻(xiàn)。

橋梁；病害；原因；措施

隨著我國(guó)國(guó)民經(jīng)濟(jì)的快速發(fā)展，高速公路作為交通要道變得日益重要，其車速快，流量大，對(duì)橋梁的沖擊力大，如果其發(fā)生病害，那么就會(huì)使得交通陷入癱瘓狀態(tài)，所以定期檢查和養(yǎng)護(hù)維護(hù)橋梁至關(guān)重要，由此可見，總結(jié)高速公路橋梁的病害特征對(duì)橋梁的養(yǎng)護(hù)、維修和加固意義重大。

一、橋梁裂縫種類及產(chǎn)生的原因

我國(guó)修建的高速公路上的橋梁多為中小跨徑的混凝土簡(jiǎn)支梁橋，有些通車年限較長(zhǎng)，已經(jīng)出現(xiàn)較嚴(yán)重的病害。從目前鋼筋混凝土橋梁使用的情況看，有很多橋梁體開裂和橋面鋪裝混凝土損壞等，使橋面產(chǎn)生坑槽，影響車輛的正常行駛，甚至影響到結(jié)構(gòu)的正常使用和耐久性?；炷翗蛄毫芽p的成因復(fù)雜、繁多，有時(shí)多種因素互相影響，但每一條裂縫均有其產(chǎn)生的一種或幾種主要因素，大致可劃分以下幾種：

（1）荷載引起的裂縫?；炷翗蛄涸陟o、動(dòng)荷載及次應(yīng)力下產(chǎn)生的裂縫稱荷載裂縫，主要有直接應(yīng)力裂縫、次應(yīng)力裂縫兩種。直接應(yīng)力裂縫是指外荷載引起的直接應(yīng)力產(chǎn)生的裂縫；次應(yīng)力裂縫是指由外荷載引起的次生應(yīng)力產(chǎn)生裂縫。 通常裂縫方向與主拉應(yīng)力方向大致是正交的。

（2）溫度變化引起的裂縫?；炷辆哂袩崦浝淇s性質(zhì)，當(dāng)外部環(huán)境或內(nèi)部溫度發(fā)生變化，混凝土將發(fā)生變形，若變形遭到約束，則在結(jié)構(gòu)內(nèi)將產(chǎn)生應(yīng)力，當(dāng)應(yīng)力超過混凝土抗拉強(qiáng)度時(shí)即產(chǎn)生溫度裂縫。在某些大跨徑橋梁中，溫度應(yīng)力可以達(dá)到甚至超出活載應(yīng)力。溫度裂縫區(qū)別其它裂縫最主要特征是將隨溫度變化而擴(kuò)張或合攏。引起溫度變化主要因素有：年溫差、日照、驟然降溫、水化熱、蒸汽養(yǎng)護(hù)或冬季施工措施不當(dāng)?shù)取?/p>

（3）收縮引起的裂縫。在實(shí)際工程中，混凝土因收縮所引起的裂縫是最常見的。在混凝土收縮種類中，塑性收縮和縮水收縮（干縮）是發(fā)生混凝土體積變形的主要原因，另外還有自生收縮和炭化收縮。研究表明，影響混凝土收縮裂縫的主要因素有：水泥品種、標(biāo)號(hào)及用量、水灰比、外摻劑、養(yǎng)護(hù)方法、外界環(huán)境、振搗方式及時(shí)間。

（4）地基變形引起的裂縫。由于基礎(chǔ)豎向不均勻沉降或水平方向位移，使結(jié)構(gòu)中產(chǎn)生附加應(yīng)力，超出混凝土結(jié)構(gòu)的抗拉能力，導(dǎo)致結(jié)構(gòu)開裂?；A(chǔ)不均勻沉降的主要原因有：地質(zhì)勘察精度不夠、試驗(yàn)資料不準(zhǔn)；地基地質(zhì)差異太大；結(jié)構(gòu)荷載差異太大；結(jié)構(gòu)基礎(chǔ)類型差別大；地基凍脹；分期建造的基礎(chǔ)；橋梁基礎(chǔ)基于滑坡體、溶洞或活動(dòng)斷層等不良地質(zhì)時(shí)，可能造成不均勻沉降。

（5）施工工藝質(zhì)量引起的裂縫。在混凝土結(jié)構(gòu)澆筑、構(gòu)件制作、起模、運(yùn)輸、堆放、拼裝及吊裝過程中，若施工工藝不合理、施工質(zhì)量低劣，容易產(chǎn)生縱向、橫向等各種裂縫，特別是細(xì)長(zhǎng)薄壁結(jié)構(gòu)更容易出現(xiàn)。

二、減少高速公路橋梁裂縫病害發(fā)生的對(duì)策

引起橋梁病害的因素涉及到設(shè)計(jì)、施工、使用和管理養(yǎng)護(hù)等各方面，而且因?yàn)闃蛄旱慕Y(jié)構(gòu)類型、跨度、環(huán)境和使用條件不同而各不相同。要減少病害的發(fā)生，就必須從上述各方面入手，有針對(duì)性地采取對(duì)策。

國(guó)內(nèi)在設(shè)計(jì)方面常因?yàn)楣て诨蚪?jīng)濟(jì)方面的原因在方案設(shè)計(jì)時(shí)投入的精力不足，對(duì)很多關(guān)鍵問題缺乏研究，為橋梁的病害埋下了病根。一方面是結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)不合理，對(duì)結(jié)構(gòu)體系缺乏仔細(xì)的研究和優(yōu)化，結(jié)構(gòu)細(xì)節(jié)構(gòu)造粗糙，材質(zhì)要求低。另一方面是計(jì)算和設(shè)計(jì)不完善，如設(shè)計(jì)安全系數(shù)不恰當(dāng)，進(jìn)行有限元分析時(shí)對(duì)結(jié)構(gòu)邊界條件和傳力路徑認(rèn)識(shí)不清除，對(duì)施工方法、順序和施工荷載等結(jié)構(gòu)成橋性能的影響認(rèn)識(shí)不夠等。

很多橋梁病害經(jīng)常與施工質(zhì)量低劣有關(guān)，典型的問題有鋼筋保護(hù)層不足及目前廣泛存在于施工現(xiàn)場(chǎng)的嚴(yán)重的構(gòu)件開裂、混凝土蜂窩、麻面、露筋等問題，其主要原因包括：水泥選用、混凝土配合比、振搗、養(yǎng)護(hù)不當(dāng)及預(yù)應(yīng)力施加不合理等。這些施工上的缺陷雖然短期不會(huì)對(duì)橋梁的正常使用產(chǎn)生明顯的影響，但卻會(huì)對(duì)結(jié)構(gòu)的后期使用和長(zhǎng)期耐久性產(chǎn)生非常不利的危害。

車輛超載是我國(guó)公路運(yùn)輸中較為普遍的現(xiàn)象。橋梁的超載一方面可能會(huì)引發(fā)疲勞問題，加大疲勞應(yīng)力幅度、加劇損傷，甚至?xí)霈F(xiàn)一些超載引發(fā)的結(jié)構(gòu)破壞事故。另一方面，超載造成的橋梁內(nèi)部損傷不能恢復(fù)，將使得橋梁在正常荷載下的工作狀態(tài)發(fā)生變化，從而可能危害橋梁的安全性和耐久性。國(guó)內(nèi)很多地區(qū)對(duì)于橋梁的日常檢查和養(yǎng)護(hù)還不是十分重視，一座橋梁往往前期建設(shè)投入很大的成本，而忽視橋梁運(yùn)營(yíng)中的養(yǎng)護(hù)和維修。很多病害沒有在橋梁日常和定期檢查中發(fā)現(xiàn)并及時(shí)予以整治，天長(zhǎng)日久導(dǎo)致病害加重不得不采取加固措施，此時(shí)投入的加固費(fèi)用十分可觀，甚至?xí)^建設(shè)費(fèi)用。從根本上減少橋梁病害的對(duì)策就是采用合理縝密的設(shè)計(jì)方案，保證良好的施工質(zhì)量，加強(qiáng)對(duì)高速公路橋梁使用荷載的研究，避免超載現(xiàn)象，以及進(jìn)行完善的日常檢查和養(yǎng)護(hù)。

三、結(jié)語(yǔ)

任何一座橋梁在運(yùn)營(yíng)中不可避免會(huì)產(chǎn)生一定程度的病害，但其病害防治是一項(xiàng)系統(tǒng)工程，必須采取合理的方法進(jìn)行整治或維修加固。弄清病害的真正狀況，在對(duì)病害產(chǎn)生的原因進(jìn)行正確診斷分析的基礎(chǔ)上，配合科學(xué)合理的設(shè)計(jì)和維修材料的選擇及正確使用，嚴(yán)格按照施工程序控制施工質(zhì)量，可大大延長(zhǎng)維修周期，提高混凝土的耐久性，延長(zhǎng)橋梁的使用壽命。

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［3］肖敏，雷昌龍.混凝上橋梁的病害防治.橋梁建設(shè)，2002（2）：36-39.

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［5］ 王有志，孫大海，徐鴻儒. 鋼筋混凝土簡(jiǎn)支板梁式橋病害調(diào)查分析與評(píng)價(jià).華東公路，2002（4）.