1、2007年 第1期(總第155期黑龍江交通科技HE I L ONG JI A NG J I A OTONG KEJINo.1,2007(S u m No.155鋼筋混凝土橋梁病害原因分析及防治孟曉文(內蒙古交通建設監理咨詢有限責任公司摘 要:介紹了鋼筋混凝土橋粱經常出現的病害及其病害產生的原因,提出了對病害的處理及預防措施。關鍵詞:鋼筋混凝土橋梁;病害;防治中圖分類號:U445 7 文獻標識碼:C 文章編號:1008-3383(200701-0082-01鋼筋混凝土橋梁在修建或運營一段時間后往往會伴有病害的發生,如橋頭跳車、混凝土開裂、鋼筋誘蝕等,對混凝土橋梁產生不同程度的損傷,影響結構的正常

2、使用,降低其使用性能及使用壽命。下面介紹對這些橋梁病害的分析及病害的處理及預防措施。1 橋梁存在的主要病害及產生的原因通過對部分鋼筋混凝土橋梁病害的調查分析,產生病害既有外界因素,也有內部因素。設計考慮不周或施工組織不當、地基基礎的不均勻沉降、橋梁長期處于超載狀態等原因。1.1 橋頭跳車橋頭跳車是橋梁投入使用后普遍存在的一種病害,一般的臺后路面與橋臺路面高差普遍在23c m左右,個別的橋梁甚至達到67c m,橋臺與臺后路面明顯存在著臺階。橋頭跳車不僅影響行車舒適,而且還會使橋產生過大的沖擊力,誘發或加重橋梁的病害,同時形響橋頭伸縮縫的工作性能,加速其破壞過程,伸縮縫需頻繁維修、更換。橋頭跳車主

3、要因素是臺后填土及路基與橋臺間的不均勻沉降,而不均勻沉降的原因包括:(1填土前原地面的承載力不足;(2填土質量不好,容易發生沉降;(3土方碾壓質量不合格;(4由于橋梁結構物的影響,碾壓機械無法達到的部位出現死角。設計上考慮增加臺后搭板的形式來避免或減輕橋頭跳車的現象。施工中,嚴格控制填土及碾壓質量。可以通過長期觀測,判斷橋臺臺后及路基沉降是否穩定。若沉降相對穩定,可考慮將臺后路面鑿掉后重新鋪裝混凝土的方法解決,但不能破壞或擾動原來的臺后回填土。1.2 混凝土開裂從目前鋼筋混凝土橋梁使用的情況看,有許多橋梁梁體開裂,橋面鋪裝混凝土損壞,使橋面產生坑槽,影響車輛的正常行駛,甚至影響到結構的正常使用

4、和耐久性。引起梁體開裂的原因是多方面的。構造處理不當導致的局部應力集中,混凝土早期養護不當引起的干縮、混凝土的堿 骨料反應、溫度的驟升驟降、鋼筋的銹蝕,超載等均會引起混凝土開裂。橋面鋪裝混凝土損壞主要原因是施工質量存在問題,橋面鋪裝混凝土普遍比設計厚度薄,強度達不到設計標準。對大面積剝落處的橋面,現行的處置方法是清除已破損的混凝土,以后填補熱瀝青棍凝土。此種修補方法效果較差,一般在睛好天氣進行修補可維持34個月,若遇雨天修補,則僅能維持l2個月。對橋面破損處混凝土修補,可考慮在封閉交通的價況下,采用快硬微膨脹水泥。橋面開裂后再行修補僅是一種事后處理的辦法。最好的方法還是在設計、施工上采取預防措

5、施。設計上可考慮梁體預埋勾頭鋼筋,以增強橋面抗剪能力。施工中在澆筑橋面混凝土前,清洗梁體表面混凝土,在保持其濕潤狀態下,先澆筑一層砂漿墊層,然后再澆筑橋面混凝土。同時注意混凝土的養生,用濕法養護,始終保持混凝土處于潮濕狀態,且養護時間不宜太短。1.3 鋼筋銹蝕鋼筋銹蝕可分兩種情況:一種是混凝土開裂后導致的鋼筋銹蝕,即先裂后銹;一種是因為保護層太薄或露筋而引起的鋼筋銹蝕。鋼筋銹蝕體積膨脹導致混凝土開裂或表面混凝土成塊脫落,即先銹后裂。由于鋼筋銹蝕,混凝上表面開裂甚至脫層,從而使原來處于混凝土保護層下的鋼筋暴露于空氣中而銹蝕,如此惡性循環,如不加以維修養護,此種病害對橋梁的危害也是不可忽視的。在橋

6、梁竣工后幾年內保護層太薄或露筋問題并不顯得太突出,甚至一直處于被忽視的狀態,直到長期的大氣作用導致鋼筋嚴重銹蝕后才引起人們的注意,此時需花費人力、物力進行維修養護。解決這一問題的方法就是在施工和設計時確保混凝土的保護層厚度,避免保護層太薄或露筋。對先裂后銹的問題,規范中一般采用限制裂縫寬度的方法來解決。對可能引起鋼筋銹蝕的裂縫,需作壓漿封閉處理,對壓漿材料,必須保證其強度。1.4 河床沖刷近年來,由于橋位上、下游采礦嚴重,經洪水沖刷,河床標高急劇下降,橋梁基樁裸露,基樁混凝土剝落、漏筋。為防止河床的進一步沖刷,橋梁養護管理部門一方面應同有關方面進行協調,嚴禁在橋位的上、下游采砂;另一方面,在橋

7、梁的上下游修建攔水壩等構造物,防止河床的沖刷,保護橋梁墩臺基礎。1.5 伸縮裝置損壞由于伸縮縫是設在梁的接口處,其受力狀況極為復雜,(下轉第84頁總第155期黑龍江交通科技第1期了工作量,而且施工方便。采用這種方法加固的橋涵,經多次實地觀察,使用效果良好。4 舊橋基礎加固橋梁基礎特別是天然地基上的淺基礎,由于埋置深度較淺,易受河水沖刷而淘空。受河水改道沖刷橋梁引道,導致橋臺基礎沖空,引道被毀。橋梁地基局部軟弱,致使橋臺發生不均勻沉降,引起橋臺開裂等。針對以上病害,我們采取對河床用漿砌片石進行鋪砌,上游河床設置丁壩,打木樁擴大橋臺基礎等方法進行加固。對于跨徑較小的橋梁,由于河水改道,洪水直接沖刷

8、橋臺基礎,導致基礎沖空甚至掉腳,可采取在橋跨范圍內滿鋪15#片石混凝土的方法進行加固,鋪砌厚度為30cm,鋪砌兩端設置截水墻,截水墻的深度為1m,寬度為0.6m。采用該法共加固橋涵8座。對于橋梁上游河床變遷、水流改道,洪水直接沖刷橋臺基礎和橋臺引道,導致橋臺基礎沖空、引道被毀的橋梁,采取在橋梁上游適當位置設置丁壩等調治構造物,將河水導入主河道。5 橋面鋪裝層的加固橋面鋪裝層開裂或剝離等病害,對于鋼筋混凝土梁板橋容易使鋼筋銹蝕,減弱橋梁的橫向整體性;對于石拱橋,由于橋面雨水下滲,加大了拱上填料的含水量,使拱圈出現滲水現象等;同時由于橋面鋪裝層的破損,引起橋面平整度差,車輛通行時,使橋梁產生震動,

9、對橋梁產生不利影響,同時又加重了橋面鋪裝層的病害。根據橋梁的具體情況,采用不同的加固方法,對于使用年限長、破損嚴重的采用拆除、修復的加固方案。而對于病害較輕,使用年限短,且混凝土強度仍符合設計要求的則先處治病害,在不降低設計荷載標準的前提下可采用加鋪瀝青碎石層的方案。6 公路舊橋的管理加強公路舊橋的管理,并進行維修和加固,使其處于正常的工作狀態,充分發揮舊橋的作用,是公路管理部門的一項主要任務。對于舊橋的超限運輸管理工作具有工期短、要求高、工程量較小、前期工作量大等特點,公路超限運輸一般是為國家或省的重點建設工程服務,我們的經驗是:(1對于經常過大件的路段,橋梁進行重點檢查和管理,收集原始檔案

10、材料,掌握其動態;(2在施工中注意抓重點、制約工程;(3重視加固工程中原始資料的收集和整理工作,為今后的加固工程積累經驗;(4充分調動基層單位的積極性,正確處理責、權、利的關系。筆者認為公路舊橋的維修加固同樣屬于橋梁工程,不能重建輕養,舊橋的加固比新建還難,因為舊橋的維修加固,沒有現成的規范,更沒有可供使用的標準圖,橋梁的病害又錯綜復雜,病害原因難以確定,因此,應充分重視公路舊橋的管理工作,加大資金投入,使其保持良好的工作狀態,確保公路運輸的安全。目前制約舊橋加固工作的主要因素是資金問題,在養路資金緊缺的情況下,投入到舊橋加固上的資金更加有限,現在的做法是省公路局將大中型橋梁作為計劃單列,而從

11、我單位的實際情況看,小橋的數量約占橋梁總數的90%,且小橋的病害也比較嚴重,對小橋的維修、加固需要投入大量的資金,為此建議采用以下辦法逐步解決:(1省公路局應加大對大中型橋梁加固資金的投入,并將屬于危橋的小橋納入這個范圍,集中資金重點解決危橋的加固;(2對于橋梁的小修保養,應納入公路小修保養議標中,特別是實行養路工程費制后,可將各段管養的橋梁編入小修保養工程量清單內,對站(所不能承擔的項目可安排段工程隊施工,總段加強檢查和考核。收稿日期:2006-12-07(上接第82頁除承受拉、壓、剪力外,還要受到沖擊力、高頻振動和疲勞等綜合作用,尤其在重載、超載車的作用下,橋梁伸縮裝置極易損壞且難以修復,

12、這不僅影響行車的舒適,而且也影響了橋梁的使用壽命。目前,我國橋梁伸縮裝置的破損情況非常普遍,對接式伸縮裝置普遍出現材料老化、脫落現象,有些已發展成坑槽;鋼齒板伸縮縫裝置的鋼齒板脫落、錨固件破損外露,并時常戳壞汽車輪胎。其他類型的伸縮裝置也都普遍出現破損現象,完好率很低,情況是相當嚴重的。橋梁伸縮裝置的質量關鍵是錨固系統,而錨固系統的基礎是過渡段的混凝土,在產品的結構設計時,錨固件多數都置于橋面鋪裝層中,與主梁連接的部分很少,由于橋面鋪裝層很薄,錨固件不僅受力不均勻,而且施工難度大。因此,伸縮裝置在結構設計時不僅要注重橋梁伸縮量的計算,而且要考慮產品在施工工藝上的要求,對預埋件的位置、深度盡量與

13、主梁(板相連接,并與橋梁的結構設計相匹配。對過渡段混凝土的長度、厚、標號等應有嚴格的要求。對于大跨橋、斜橋、彎橋等應做特殊設計處理,端部尺寸和構造設計,確保過渡段后澆混凝土有足夠的強度和整體性。為保證橋梁伸縫的平順和耐久,要不斷改進設計,合理選擇伸縮裝置的型號,加強施工管理,提高安裝技術,加強使用期的養護管理工作。1.6 橋梁基礎凍脹寒冷凍土地區的橋梁,由于在設計中未能相應采取防治凍脹措施,致使產生許多凍害。表現為基礎上抬、傾斜、斷裂,造成橋梁起拱,失穩破壞,嚴重地影響了正常交通。溫度、土質和水分是造成橋梁基礎凍害的基本因素,也是防治其凍害的根本條件和途徑。在處置橋梁基礎凍害時,必須充分考慮結構特點,水文地質條件等因素。做到因地制宜、就地取材、節約投資、施