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      鋼筋混凝土橋梁病害檢測分析

      2019-11-29 01:51:28吳志魁
      建材發(fā)展導(dǎo)向 2019年9期
      關(guān)鍵詞:碳化橋梁工程骨料

      吳志魁

      (河南高速公路試驗檢測有限公司,河南 鄭州 450000)

      1 鋼筋混凝土橋梁病害檢測的概述

      1.1 常見的病害類型

      鋼筋混凝土橋梁施工與運營過程中,常見的病害類型有很多:1) 橋面鋪裝病害。橋面鋪裝結(jié)構(gòu)的主要作用就是阻隔外界因素對橋梁工程內(nèi)部結(jié)構(gòu)的損害,同時也避免雨水、外力作用對于橋梁工程內(nèi)部結(jié)構(gòu)所產(chǎn)生的破壞。但是,目前橋面鋪裝經(jīng)常存在坑槽、唧漿等類型的病害,并且這些病害直接造成了滲水問題,進(jìn)而導(dǎo)致了橋梁工程內(nèi)部的鋼結(jié)構(gòu)出現(xiàn)銹蝕、氧化等問題。由于受到滲水問題的影響,橋梁下部的混凝土也會出現(xiàn)化學(xué)腐蝕問題,進(jìn)而對承重結(jié)構(gòu)造成一定的破壞。2) 鋼筋混凝土橋梁經(jīng)常出現(xiàn)伸縮縫病害。伸縮縫的設(shè)置是為了給橋梁提供足夠的伸縮空間,一旦伸縮縫裝置出現(xiàn)了病害,將造成橋梁工程的伸縮空間不足,還可能伴隨著漏水等一系列的問題。3) 橋梁經(jīng)常出現(xiàn)橋頭搭板病害。所謂的橋頭搭板病害,主要是指橋頭搭板因為脫落而導(dǎo)致橋頭跳車等問題。一旦出現(xiàn)橋頭搭板等相關(guān)病害,勢必會給行車安全造成嚴(yán)重的影響。同時,橋頭搭板病害還可能對橋涵整體結(jié)構(gòu)的穩(wěn)定性、耐久性造成不良的影響。4) 支座移位損害也是一種常見的病害類型。支座的安裝可以有效的傳遞橋梁體系上部的承載力、變形力,同時還可以降低溫度變化對于橋梁穩(wěn)定性的影響。一旦支座出現(xiàn)移位病害,將造成橋梁工程梁體的受力情況發(fā)生偏移,并且將導(dǎo)致橋梁工程出現(xiàn)局部應(yīng)力集中的問題,進(jìn)而影響到橋梁整體的穩(wěn)定性。5)橋梁基礎(chǔ)橋梁基礎(chǔ)整體性能和材料狀況的檢測通過觀測墩臺的沉降、傾斜、位移和裂縫等變形狀況來分析。采用激光系統(tǒng)和連通管水平測量裝置觀測基礎(chǔ)沉降。采用擺式、水準(zhǔn)式傾斜儀測量基礎(chǔ)傾斜量。

      1.2 鋼筋混凝土橋梁病害的檢測內(nèi)容

      在進(jìn)行鋼筋混凝土橋梁的病害檢測工作時:①進(jìn)行橋梁結(jié)構(gòu)體系的檢測。對于橋梁結(jié)構(gòu)的性能檢測工作而言,主要采用荷載試驗進(jìn)行。檢測過程中,可以根據(jù)荷載性質(zhì)的不同將其分為靜載試驗與動載試驗。通過進(jìn)行靜載試驗,可以對所選橋梁截面的應(yīng)力(應(yīng)變) 情況以及位移(撓度) 情況進(jìn)行掌握,同時還可以對荷載橫向分布、橋梁裂縫擴展情況進(jìn)行分析。通過進(jìn)行動載試驗,可以對動應(yīng)變以及動撓度等參數(shù)進(jìn)行掌握,同時可以了解橋梁的自振特性、動力響應(yīng)等數(shù)據(jù),進(jìn)而可以對橋梁性能進(jìn)行評價。②檢測過程中要對橋面性能進(jìn)行檢測,這一過程中需要用到雷達(dá)、紅外熱象儀、超聲波等技術(shù)。需要注意的是,檢測中要對橋梁縱坡、橫坡以及橋面的平整度、磨耗效果引起重視,并且要對橋梁頂面鋼筋保護(hù)層的層裂問題進(jìn)行嚴(yán)格的檢測。③注重橋梁基礎(chǔ)的檢測。對于橋梁基礎(chǔ)整體性能以及材料狀況的檢測工作,可以從墩臺沉降、傾斜狀況等方面著手,檢測過程中可以應(yīng)用激光系統(tǒng)以及連通管水平測量裝置進(jìn)行橋梁基礎(chǔ)沉降值的觀測。

      2 鋼筋混凝土橋梁病害的檢測分析

      2.1 混凝土碳化檢測分析

      鋼筋混凝土橋梁的碳化問題屬于化學(xué)腐蝕的一種,由于混凝土結(jié)構(gòu)長期暴露在空氣中直接與二氧化碳相接觸,因而二氧化碳可以通過混凝土表面的一些細(xì)小孔洞、裂隙進(jìn)入到混凝土結(jié)構(gòu)的內(nèi)部,通過與堿性物質(zhì)發(fā)生化學(xué)反應(yīng),進(jìn)而導(dǎo)致混凝土在水化過程中發(fā)生碳化反應(yīng)。這樣一來,將造成混凝土的堿性降低,并且隨著時間的增長混凝土的碳化深度將會不斷加深,這一過程中鋼筋表面的保護(hù)層也會不斷的變薄。如果不能及時對混凝土碳化問題進(jìn)行檢測與修復(fù),將導(dǎo)致鋼筋出現(xiàn)生銹、腐蝕的問題,最終導(dǎo)致結(jié)構(gòu)的受力性能下降。一般而言,所有的鋼筋混凝土橋梁都會發(fā)生碳化問題,檢測過程中可以通過二氧化碳的濃度進(jìn)行混凝土碳化深度的換算,并且可以對碳化時間進(jìn)行計算,混凝土的碳化速率隨將會伴隨著碳化深度、時間的增加而不斷的降低。

      2.2 氯離子侵蝕的檢測分析

      外界環(huán)境中存在的氯離子,將會對已經(jīng)硬化了的混凝土進(jìn)行侵蝕。一般而言,氯離子主要來自于外界環(huán)境中的水,如果在短時間內(nèi)有大量的氯離子進(jìn)入到鋼筋混凝土結(jié)構(gòu)中,將導(dǎo)致混凝土結(jié)構(gòu)的表面發(fā)生泛白問題,并且將造成混凝土結(jié)構(gòu)出現(xiàn)破損。為了降低氯離子對于鋼筋混凝土結(jié)構(gòu)的侵蝕與破壞,可以定期對可能浸潤混凝土的水體進(jìn)行檢測,檢測的重點是水體的pH 值以及Cl 離子濃度。如果附近水體的pH 值小于4,那么需要對橋梁的鋼筋混凝土結(jié)構(gòu)做好隔離保護(hù)。尤其是一些酸雨地區(qū)的橋梁工程,極容易受到淋雨的影響,因而要對淋雨部位涂抹相應(yīng)的防水層。在進(jìn)行橋梁工程的施工時,可以對氯鹽的摻量進(jìn)行控制,進(jìn)而降低氯離子的侵蝕問題,氯鹽的摻量不能超過水泥重量的1%。

      2.3 堿-骨料檢測分析

      混凝土中存在的水泥成分以及骨料中存在的活性硅成分,將在水的作用下進(jìn)行復(fù)雜的化學(xué)反應(yīng),進(jìn)而生成一種堿-硅酸鹽凝膠。對于這一物質(zhì)而言,容易出現(xiàn)酥松、膨脹現(xiàn)象,進(jìn)而造成混凝土發(fā)生開裂破壞。這一病害一旦出現(xiàn)將難以得到控制,并且堿-骨料反應(yīng)的一個重要特征就是表面開裂。因為受到混凝土內(nèi)部結(jié)構(gòu)中的鋼筋約束作用,堿-骨料反應(yīng)將導(dǎo)致混凝土的表面位置出現(xiàn)網(wǎng)狀裂縫問題,這一過程中裂縫位置處將會出現(xiàn)白色凝膠物質(zhì)。在進(jìn)行混凝土堿-骨料反應(yīng)的檢測工作時,可以對外表進(jìn)行觀察。但是,對于已經(jīng)出現(xiàn)堿-骨料反應(yīng)的橋梁工程而言,現(xiàn)階段并沒有可靠的修補措施,施工過程中可以通過對含堿量指標(biāo)進(jìn)行控制,進(jìn)而達(dá)到堿-骨料反應(yīng)的防治效果。

      2.4 鋼筋銹蝕的檢測分析

      如果鋼筋表面的混凝土保護(hù)層遭到了不同程度的破壞,將導(dǎo)致水、氧氣等物質(zhì)進(jìn)入到混凝土結(jié)構(gòu)的內(nèi)部,并且將引起鋼筋的腐蝕問題。對于腐蝕后的鋼筋而言,其承受拉力的有效面積將會大大減少,并且整個鋼筋混凝土結(jié)構(gòu)的力學(xué)性能也將受到影響。檢測過程中,大多使用電測法進(jìn)行鋼筋電流的測定,由于鋼筋的腐蝕問題將會改變鋼筋的電位,因而檢測過程中可以通過電位觀測進(jìn)行鋼筋銹蝕狀況的了解。

      3 鋼筋混凝土橋梁病害的成因與控制措施

      1) 施工過程中的用料質(zhì)量不達(dá)標(biāo)將導(dǎo)致橋梁出現(xiàn)各種類型的病害。因而,施工過程中要對水泥、鋼筋等重要材料的質(zhì)量進(jìn)行嚴(yán)格的把關(guān),并且要對水泥等建筑材料的含堿量、配合比進(jìn)行嚴(yán)格的控制。2) 橋梁設(shè)計構(gòu)造不合理也可能導(dǎo)致橋梁病害的出現(xiàn)。因而,要對鋼筋保護(hù)層的厚度進(jìn)行合理的設(shè)置,并且要對洞口等部位的鋼筋進(jìn)行保護(hù),防止出現(xiàn)鋼筋的銹蝕問題。3) 對施工隊伍的專業(yè)素質(zhì)與綜合素養(yǎng)進(jìn)行把控。4) 加強鋼筋混凝土橋梁病害的檢測,加大檢測力度、提升檢測頻率,檢測過程中發(fā)現(xiàn)問題要及時進(jìn)行處理。檢測單位要不斷提升檢測技術(shù)與工藝,注重檢測設(shè)備與技術(shù)的更新,提升檢測工作的質(zhì)量,為橋梁工程的安全使用提供有力的數(shù)據(jù)支持。

      4 結(jié)語

      由于鋼筋混凝土橋梁長期暴露在空氣中,與氧氣、二氧化碳以及水、氯化物等物質(zhì)直接接觸。另外,隨著國內(nèi)交通運輸業(yè)的不斷發(fā)展,橋梁所受的荷載狀況不斷惡化。因而,鋼筋混凝土橋梁使用過程中經(jīng)常會出現(xiàn)許多的病害?,F(xiàn)階段要加強橋梁病害的檢測分析,防止病害出現(xiàn)惡化、加劇,進(jìn)而降低橋梁事故的出現(xiàn)。

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