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混凝土桥梁结构的病害及防治措施

发布时间:2019-03-05

混凝土桥梁结构的病害及防治措施是非常重要的,了解病害才能合理制定方案从根本解决问题,每个细节都非常关键。鲁班乐标小编就混凝土桥梁结构的病害及防治措施和大家说明一下。

桥梁作为交通运输的枢纽,直接影响着交通的流量和荷载。随着行车密度的加大和超重车辆的增加,使公路桥梁的负荷日趋严重,原有桥梁已严重不适应交通发展的需要。目前桥梁出现的不同程度的损伤及缺陷,如:各种裂缝及蜂窝麻面和孔洞等,多是由于设计考虑不周、施工不当、养护管理不善、混凝土老化等原因造成的。为了保证已有公路的畅通运营,桥梁的养护与维修工作就显得尤为重要。

一、混凝土桥梁出现的主要病害及原因

(一)由混凝土缺陷引起的病害

1.蜂窝、麻面和气泡

蜂窝指混凝土构件表面缺少水泥浆,使骨料间产生如蜂窝状的不规则窟窿;麻面指混凝土构件表面出现无数连续成片的不规则小凹点;气泡指混凝土表面出现的大小不一、分布不均的气泡状凹陷。

产生的原因可大致归为:1.混凝土配合比设计不准确,致混凝土砂率偏低、集料粒径偏大。2.混凝土拌合不均或运输过程离析。3.振捣不密实,尤其梁体存在斜面时振捣时间短,混凝土排气不充足。4.模板底部有空隙,浇筑时漏浆,以及选择的模板表面不光滑,模板湿润又不够,致使构件表面混凝土内的水份被吸去。

2.混凝土自应力裂缝

此类裂缝可分为收缩裂缝和温度裂缝。此类裂缝可分为混凝土硬化前裂缝、硬化过程裂缝和完全硬化后裂缝,是受混凝土材料配合、浇筑方法,养护条件和使用环境等多种因素影响的。

温度裂缝是混凝土受冷热温度变化影响,混凝土内部收缩和膨胀,产生的温度应力超过混凝土强度所致。

收缩裂缝如:盖梁竖向裂缝、桥台台帽竖向裂缝、墩柱竖向裂缝等,此类裂缝特点是:多发生在混凝土面层,裂缝浅而细,多沿板类构件短边方向,均匀分布于相邻两根钢筋之间,中间宽两头细,至梁的上、下缘附近逐渐消失。

收缩裂缝产生原因:1.水泥品种、标号、骨料品种没有根据施工场所自然环境等具体情况选择,水泥用量及水灰比不符合施工要求等。2.在混凝土浇筑后4—5小时,此时水泥水化反应激烈,随着表层水分逐步蒸发,湿度逐步降低,混凝土体积减小。混凝土表层水分损失快,内部损失慢,因此产生表面收缩大、内部收缩小的不均匀收缩,表面收缩变形受到内部混凝土的约束,致使表面混凝土承受拉力,当表面混凝土承受拉力超过其抗拉强度时,便产生收缩裂缝。

(二)由其他因素引起的裂缝

从基础向上发展至墩台上部的裂缝、翼墙和前墙断裂的裂缝、桥墩墩帽顺桥轴线横贯墩帽的水平裂缝、双柱式桥墩下承台的竖向裂缝、墩台盖梁自上而下的垂直裂缝等,这些裂缝多是由于基础松软产生不均匀沉降或局部应力所致。

(三)钢筋的锈蚀

混凝土的劣化不仅直接降低混凝土的性能,更主要的是它对混凝土中的钢筋失去保护作用,导致钢筋锈蚀。

受力钢筋的锈蚀是电化学过程,除受其自身性能影响外,与混凝土的性能和外界环境有着密切的关系,在大气区当裂缝达到0.3mm时,钢筋已经开始腐蚀,当钢筋暴露于空气中,更加快了钢筋锈蚀速度。钢筋生锈后,导致其本身有效截面缩小,生成的氧化铁体积比原来膨胀好几倍,导致保护层的混凝土开裂或表面混凝土成块脱落,使有害物质更容易进入混凝土内部,加速对钢筋混凝土的腐蚀。随着钢筋锈蚀程度的增大,钢筋与混凝土之间的粘结力减小、共同作用受到损害,从而引起构件承载力下降。

二、治理上述病害的几种有效措施

(一)混凝土原材料的控制

选用适当的补强混凝土或砂浆,要有较高的密实度以及抗化学侵蚀的性能,满足抗渗、抗冻要求。混凝土设计配合比要采用适当的砂率,选择符合结构断面尺寸和钢筋间距的集料粒径,对位于侵蚀环境水中的桥墩,应采用防水混凝土和适当的混合掺料或添加剂。如在混凝土中加入粉煤灰或超细粉等可以减少水泥带入的碱量,加太钢纤维深丙烯纤维可以对膨胀、开裂起到阻裂作用,并具有很好的抗渗能力,达到自防水的基本要求。

(二)对蜂窝、麻面等的修饰

1.在修饰前凿除松散薄弱部分,再用清水冲洗干净。

2.在麻面、蜂窝处涂涮一层素水泥浆。

3.混凝土硬化后(24小时左右),将砂浆拌和均匀,将砂浆用刮刀用力压入麻点、蜂窝内,即压即刮平,然后用布拭去表面粉尘,养护24小时左右再用细砂纸打磨光滑。

气泡、露筋、磨损等病害的治理可参考蜂窝、麻面的基本处理措施,但也要依病害发生程度而制定具体的施工措施。

(三)对于既有结构混凝土的裂缝,可以通过埋设注浆嘴进行高压注浆的方法进行填塞封堵;对于贯通的毛细孔,可以采用新型的渗透结晶型材料通过毛细孔进入混凝土内部,与混凝土本身的某些物质发生反应,生成凝胶,堵塞毛细孔,提高混凝土的密实度,增加抗渗性,从而提高混凝土的抗侵蚀能力和使用寿命。

(四)对于侵蚀轻微的钢筋混凝土结构,可在混凝土表面涂刷阻锈剂,通过渗透进入混凝土中,防止钢筋进一步锈蚀,这种方法既不妨碍混凝土的透气性及水分散发,又起到保护钢筋的作用。对于侵蚀严重的钢筋混凝土结构,必须剔除松动的混凝土,检查钢筋的锈蚀程度,如钢筋只是表面锈蚀,可先作除锈处理,并在钢筋表面涂刷阻锈剂,如果钢筋的有效面积明显减小,应该采用同型号的钢筋进行绑焊。在混凝土补强后,必须在结构表面再喷涂阻锈剂。

(五)桥梁防水系统的设计

1.在混凝土基面涂抹渗透结晶型防水材料

防水层可采用渗透结晶型防水材料,其具有遇湿固化能力,不仅可以在混凝土表面形成一道防水屏障,而且其对混凝土的渗透性强,渗入混凝土中后,其活性物质可与混凝土中的物质进一步反应生成凝胶,堵塞已存在于混凝土中的空隙、裂缝及毛细孔,以增加基层混凝土的密实度,阻止了水和各种侵蚀性介质的渗入。

2.在桥面铺设防水层

可采用聚合物沥青防水涂料,其是以复合离子型乳化沥青、橡胶、树脂改性剂为主要原料构成的单组分水乳型防水涂料,与水泥混凝土及沥青混合料表面粘结均非常牢固,耐高低温,在热沥青混合料摊铺后,可以软化并与与其高度粘结,耐久性能好。

防水层铺装前必须对水泥混凝土桥面板进行严格的清理,用高压吹风机将桥面灰尘处理干净,保持桥面板表面平整粗糙,干燥整洁。施工时防水层易薄不易厚,易喷涂不易刷涂,喷涂可随着桥面的凹凸,均匀的将涂料撒布在凹凸的表层,保留粗糙面增加沥青混凝土与桥面的粘结力。

三、结语

综上所述,我国的路桥建设正处于高速发展阶段,在使用过程中,路桥梁混凝土构件因受到各种因素而出现的外观缺陷等,不仅影响混凝土构件的外观形象,也会对混凝土桥梁的强度、耐久性产生影响,对行车安全带来隐患,并阻碍交通运输经济的发展。在桥梁建设施工时,施工单位要紧抓设计环节,保持良好的施工水平和职业道德,建设完成后加强养护和维修,发现桥梁病害,及时分析其成因,在了解具体情况后采用有效的维修措施,减轻或消除病害。

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