混凝土橋梁病害原因分析及加固技術(shù).doc

混凝土橋梁病害原因分析及加固技術(shù)研究摘 要：混凝土橋梁在使用過程中會(huì)不可避免的出現(xiàn)損傷和病害，本文針對混凝土橋梁在使用過程中常見的病害形式，對橋梁病害產(chǎn)生的原因進(jìn)行了分析，并提出了幾種常用的橋梁加固方法，對橋梁施工、養(yǎng)護(hù)及加固維修工作有一定的指導(dǎo)意義。關(guān)鍵詞：橋梁病害；裂縫；成因；加固方法橋梁是確保公路暢通的咽喉，其承載能力和通行能力，是溝通全線的關(guān)鍵1。然而我國大部分橋梁建于90年代，已經(jīng)使用多年，大部分橋梁不可避免的出現(xiàn)了損傷和病害，橋梁病害以及其帶來的交通風(fēng)險(xiǎn)在不斷增加，并且嚴(yán)重影響了橋梁的使用性能，如不及時(shí)修補(bǔ)和維護(hù)，還會(huì)造成主體結(jié)構(gòu)的破壞2。橋梁病害的急劇增長，與當(dāng)前快速增長的交通極不相稱，因此，正確分析橋梁病害成因，掌握橋梁病害的特點(diǎn)，針對具體問題迅速簡捷地制定相應(yīng)對策，具有較大的經(jīng)濟(jì)價(jià)值和社會(huì)效益。1橋梁常見病害的主要形式我們按橋梁基礎(chǔ)下部結(jié)構(gòu)、上部結(jié)構(gòu)和橋面鋪裝系等分類把橋梁病害大致歸納如下：（1）下部結(jié)構(gòu)實(shí)體式墩臺(tái)一般是由于基礎(chǔ)開裂或不均勻沉降而引起的豎向裂縫或傾斜；柱式或框架式墩臺(tái)由于受力截面小，在荷載增加過大及基礎(chǔ)變位雙重影響的情況下，造成蓋梁或立柱產(chǎn)生裂縫，使立柱鋼筋銹蝕，其承載能力的降低。（2）上部結(jié)構(gòu)梁式橋主梁受力狀況一般良好，少部分梁體會(huì)由于跨中撓度偏大而出現(xiàn)裂縫，梁底混凝土保護(hù)層出現(xiàn)開裂、脫落等現(xiàn)象。另外由于橋下無明顯限高標(biāo)志，會(huì)導(dǎo)致邊粱被車輛撞擊，導(dǎo)致混凝土脫落，嚴(yán)重時(shí)導(dǎo)致主筋或鋼絞線外露、崩裂，影響粱體的承載能力及結(jié)構(gòu)耐久性。（3）橋面鋪裝系橋面鋪裝層病害和伸縮縫毀壞是目前橋梁普遍存在的通病。 橋面鋪裝層病害表現(xiàn)為鋪裝的縱橫向裂縫，鋪裝層剝落。伸縮縫設(shè)置在粱端相對薄弱的部位，常見病害形式有3：軟性防水材料老化、脫落，接頭活動(dòng)異常，錨固構(gòu)件損壞，伸縮縫凹槽填入其他硬物，不能自由變形，構(gòu)造部位凹陷或凸出等。歸納起來，橋梁病害主要體現(xiàn)在以下幾個(gè)方面：（1）結(jié)構(gòu)極限承載能力不足；（2）結(jié)構(gòu)不滿足正常使用狀態(tài)要求；（3）混凝土保護(hù)層過薄引起混凝土碳化、鋼筋的銹蝕，嚴(yán)重影響使用功能。2橋梁主要病害的原因分析2.1鋼筋銹蝕鋼筋銹蝕、混凝土剝落等病害在下部結(jié)構(gòu)及蓋粱、墩柱和橋臺(tái)等各部構(gòu)件都有發(fā)生，可分兩種情況：一種是混凝土剝落開裂后導(dǎo)致鋼筋銹蝕，即先裂后銹：另一種是由于保護(hù)層太薄、露筋或滲水等引起鋼筋銹蝕膨脹，使得混凝土剝落，即先銹后裂。主筋銹蝕將導(dǎo)致其有效截面的減少，混凝土剝落開裂后使鋼筋更易銹蝕，如此惡行循環(huán)對橋梁的危害是相當(dāng)大的。鋼筋銹蝕伴有體積膨脹，使混凝土出現(xiàn)沿鋼筋的縱向裂縫，造成鋼筋與混凝土之間的黏結(jié)力破壞，鋼筋截面面積減少，使結(jié)構(gòu)構(gòu)件的承載力降低，變形和裂縫增大等一系列不良后果，嚴(yán)重時(shí)會(huì)導(dǎo)致結(jié)構(gòu)的完全破壞。2.2伸縮縫病害伸縮縫設(shè)置在粱端相對薄弱的部位，受橋面溫度變化的影響和車輛荷載的作用頻繁不斷地伸縮變形，因此極易損壞。產(chǎn)生伸縮縫病害的主要原因有：設(shè)計(jì)不周引起的伸縮縫損壞；選型不當(dāng)引起的伸縮縫損壞；橋墩臺(tái)施工及梁（板）預(yù)制尺寸導(dǎo)致實(shí)際板端預(yù)留間隙與設(shè)計(jì)間隙懸殊而引起伸縮縫損壞；設(shè)計(jì)與實(shí)際伸縮量不符引起的伸縮縫破壞等。2.3橋面鋪裝病害橋面鋪裝層病害主要表現(xiàn)為鋪裝的縱橫向裂縫，鋪裝層剝落，伸縮縫處鋪裝破損等形式。引起這一病害的主要原因是沖擊荷載；其次是橋梁承載結(jié)構(gòu)功能減弱，如裝配式板橋鉸縫破壞；第三個(gè)原因是行車道鋪裝結(jié)構(gòu)存在的問題。3幾種常見的加固方法3.1增大構(gòu)件截面加固法采用增大構(gòu)件截面、增加配筋的加固方法可提高梁的強(qiáng)度、剛度、穩(wěn)定性。這種加固方法是在梁底或側(cè)面加大尺寸，增配主筋，提高梁的有效高度，從而提高了橋梁的承載力。這種方法主要用于梁橋及拱橋拱肋的加固，但這種方法會(huì)使上部結(jié)構(gòu)恒載增加，需要現(xiàn)場作業(yè)，加固初期需中斷橋下交通，且橋下凈空有所減小。3.2鋼板粘貼加固法鋼板粘貼加固法是采用粘結(jié)劑和錨栓將鋼板粘貼錨固在混凝土結(jié)構(gòu)的受拉區(qū)或薄弱部位，以鋼板代替增設(shè)的補(bǔ)強(qiáng)鋼筋，使鋼板與加固的混凝土結(jié)構(gòu)形成整體，可在短期內(nèi)迅速提高橋梁承載力。這種加固方法具有不改變原結(jié)構(gòu)尺寸、施工簡單、短期加固效果好等優(yōu)點(diǎn)。隨著frp材料的出現(xiàn)，采用高強(qiáng)輕質(zhì)的frp材料進(jìn)行外貼加固愈來愈成為工程加固的首選材料。3.3橋面補(bǔ)強(qiáng)層加固法橋面補(bǔ)強(qiáng)層加固法通過在被鑿除的舊橋面的梁頂上加鋪一層鋼筋混凝土層，使其與原有主梁形成整體，這種加固的原理是通過增大主梁有效高度和抗壓截面強(qiáng)度，改善橋梁荷載橫向分布能力，從而提高橋梁的承載能力。3.4混凝土錨噴加固當(dāng)混凝土梁質(zhì)量特別低，主梁受力鋼筋銹蝕嚴(yán)重，橋梁承載能力不足時(shí)，則可考慮在梁底部增設(shè)縱向、橫向受力鋼筋，增大混凝土截面，于在實(shí)際操作時(shí)澆筑混凝土很困難，可考慮采用噴射混凝土的方法。這種加固方法首先是用植筋法將錨筋植入待補(bǔ)強(qiáng)部位的結(jié)構(gòu)內(nèi)，掛設(shè)補(bǔ)強(qiáng)鋼筋網(wǎng)，然后再噴射一定厚度的混凝土，形成與原結(jié)構(gòu)共同受力的組合結(jié)構(gòu)，從而達(dá)到提高其承載能力的目的?；炷铃^噴加固技術(shù)所用設(shè)備簡單、占地面積小、施工機(jī)械化程度高、速度快、效率高、節(jié)省勞動(dòng)力，施工過程中不中斷交通，是一種新的橋梁加固技術(shù)。3.5體外預(yù)應(yīng)力加固法利用預(yù)應(yīng)力索產(chǎn)生的反向預(yù)矩，對混凝土粱受拉區(qū)施以體外預(yù)應(yīng)力，能較大幅度地減小恒載下構(gòu)件的變形與應(yīng)力水平。這種加固方法在自重增加很小的情況下，能大幅度改善調(diào)整原結(jié)構(gòu)的受力狀況，提高承重結(jié)構(gòu)的剛度、抗裂性能，不足之處是容易導(dǎo)致超靜定結(jié)構(gòu)發(fā)生內(nèi)力重分布、轉(zhuǎn)向塊和錨固點(diǎn)存在著巨大的集中力且易受環(huán)境的影響。4結(jié)語橋梁病害是客觀存在的，不可避免的，產(chǎn)生病害的原因是多樣的、復(fù)雜的，對受損壞橋梁的加固及維修方法也是多方案的。橋梁病害發(fā)現(xiàn)的越早，維修加固越及時(shí)，所需費(fèi)用越少，也越有利于改善結(jié)構(gòu)的耐久性。隨著交通運(yùn)輸業(yè)的蓬勃發(fā)展，橋梁的加固、維修、改造技術(shù)在道路橋梁中應(yīng)用范圍也越來越廣，因此我們只有對橋梁病害產(chǎn)生的原因進(jìn)行深入的分析，確定導(dǎo)致病害產(chǎn)生的因素，針對這些導(dǎo)致病害產(chǎn)生的因素制定科學(xué)合理的維修養(yǎng)護(hù)管理措施，嚴(yán)格按照施工程序控制施工質(zhì)量才能達(dá)到抑制和消除病害所帶來的損害。參考文獻(xiàn)1侯奎.論維修和加固技術(shù)在橋梁病害中的應(yīng)用j.工程與建設(shè), 2