高速公路橋梁常見病害防治措施
2013-01-10 來源：作者：呂建軍 李春香 來源：中國論文網(wǎng)
一、引言
近年來，我國橋梁工程建設(shè)取得了舉世矚目的進步，然而隨 著交通事業(yè)的發(fā)展和在役橋梁使用年限的增加，高速公路橋梁的病害問題日益突出，橋梁改造維修加固任務十分繁重，并且耗資巨大。一般而言，如果能認真施工，并在運營期間仔細檢查與維護，混凝土橋梁的預期壽命可以達到75~ 100年，橋梁的養(yǎng)護維修經(jīng)驗表明，病害及早發(fā)現(xiàn)，及時整治，就能延長橋梁的使用壽命。
二、高速公路橋梁常見病害
2.1裂縫裂縫是高速公路橋梁中最普遍、最常見的病害之一，不產(chǎn)生裂縫的橋梁是不存在的。而且裂縫往往是多種因素聯(lián)合作用的結(jié)果。裂縫對鋼筋混凝土橋梁的危害程度不一，嚴重的裂縫如貫穿縫、網(wǎng)裂等將會嚴重危及橋梁的運行安全。裂縫往往也會引起其它病害的發(fā)生，如鋼筋銹蝕、凍融破壞等，這些病害與裂縫形成惡性循環(huán)，會對橋梁的耐久性產(chǎn)生極大的危害。
2.2地基不均勻沉降引起的破壞
由于地基不均勻沉降引起的破壞對高速公路橋梁的影響是比較大，如翼墻和錐坡的下沉、滑動、開裂，毛石墩臺的貫通縫等。軟基在荷載作用下產(chǎn)生的較變形后沉降是導致橋臺與路堤沉降差的主要因素。
2.3粱端頭局部破損
粱端頭局部破損主要是由于填縫材料老化或根本沒使用填縫材料，使雨水滲漏，導致鋼筋銹蝕，鋼筋銹蝕后體積會膨脹，從而對鋼筋周圍混凝土產(chǎn)生張力導致開裂破損，開裂后雨水和化冰鹽更容易進入混凝土裂縫，形成惡性循環(huán)，加快了鋼筋的銹蝕過程和受凍融破壞的程度，使得病害更加嚴重。
2.4剝蝕混凝土的剝蝕主要是由凍融循環(huán)和水質(zhì)侵蝕兩種因素造成的?；炷两Y(jié)構(gòu)在飽水或潮濕狀態(tài)下，由于外界正負溫度變化過大而造成混凝土中毛細管和孔隙中水分遇冷結(jié)凍時體積膨脹受阻，混凝土中產(chǎn)生拉應力，而遇熱時水溶解周邊混凝土應力又松弛下來，這樣應力不斷反復，使混凝土的疲勞應力降低或超過混凝土的疲勞應力，造成混凝土由表及里逐漸剝蝕，這一破壞現(xiàn)象稱為凍融破壞。
凍融剝蝕破壞會使鋼筋混凝土梁橋的墩臺、梁板、樁等鋼筋混凝土結(jié)構(gòu)的有效面積減少，并誘發(fā)鋼筋銹蝕，加快破壞，致使橋梁的承載力和穩(wěn)定性下降。在整個過程中，混凝土的含水量和環(huán)境溫度變化起了決定作用，是發(fā)生凍融破壞的必要條件。凍融對混凝土結(jié)構(gòu)破壞作用的大小取決于混凝土的抗凍性、飽水程度、混凝土所處環(huán)境的最低溫度、凍融速率、最大凍深和年凍融循環(huán)次數(shù)等因素。影響混凝土抗凍性的主要因素有混凝土的水灰比、含氣量、水泥品種、骨料質(zhì)量、外加劑和結(jié)合料等。凍融破壞形態(tài)可表現(xiàn)為表面脫落、冰凍裂縫、凍脹等。凍融對橋梁結(jié)構(gòu)的破壞是比較大的，應引起足夠重視。
2.5混凝土碳化與鋼筋銹蝕
混凝土的碳化是一種化學腐蝕。當空氣中二氧化碳滲透到混凝土內(nèi)，就會與堿性物質(zhì)起化學反應后生成碳酸鹽和水，使混凝土堿度降低，這個過程稱為混凝土碳化。水泥在水化過程中生成大量的氫氧化鈣，空隙中飽和氫氧化鈣溶液充滿了混凝土，混凝土中的凝土堿性介質(zhì)對鋼筋有良好的保護作用，使鋼筋表面生成難溶的保護層?；炷撂蓟髸箟A度降低，當碳化超過混凝土的保護層時，在水與空氣的條件下，就會削弱混凝土對鋼筋的保護作用，導致鋼筋生銹。影響混凝土碳化速度的因素是多方面的。首先是水泥品種，因不同的水泥中所含硅酸鈣和鋁酸鈣鹽基性高低不同;其次，影響混凝土碳化主要還與空氣中的二氧化碳濃度高低、濕度大小有關(guān)，在干燥和飽和水條件下，碳化反應幾乎停止。
三、高速公路橋梁常見病害防治措施
3.1裂縫的防治措施
3.1.1優(yōu)選施工方案
采取良好的施工方案，對控制混凝土裂縫有很大的關(guān)系。施工方案主要應確定一定的澆筑量，施工縫間距、澆筑時間、位置及構(gòu)造、振搗和運輸?shù)?。一次澆筑長度由垂直施工縫分割，最好是設(shè)置在變截面處或承力較小的部位。水平施工縫位置的設(shè)留也應加以注意，一般來說，水平施工縫應盡量留在變截面處，或遠離受拉鋼筋部位而設(shè)在混凝土的受拉區(qū)，確定澆筑時間的原則應盡量避開炎熱天氣和晝夜溫差大的時間。如果必須在夏季施工，則應采取材料降溫措施來控制混凝土入模溫度。
3.1.2提高施工質(zhì)量
由于施工質(zhì)量原因而產(chǎn)生的裂縫發(fā)生率是最大的，如果在施工時能控制住了裂縫，那么在使用階段出現(xiàn)裂縫的可能性也就降低了。因此，預防裂縫的主要階段是施工階段，在施工階段要注意以下幾個問題：（1）選擇合適的配合比，配合比的選擇不僅要滿足強度要求、施工要求，同時還要從防止產(chǎn)生裂縫的需要出發(fā)。在滿足強度的原則下，盡可能減少水泥用量。（2）鋼筋的成型和模板安裝位置要準確、牢固，以免施工中發(fā)生變形。鋼筋上的污物和氧化層要清除，以免影響?zhàn)そY(jié)力。（3）澆筑和振搗操作要合理，特別是振搗操作技術(shù)往往被忽視，過分的振搗對水泥混凝土均勻有害，振搗不足也不能保證混凝土應有的密實度，振搗的程度要恰到好處。
3 .1.3加強養(yǎng)護管理
養(yǎng)護的目的是使混凝土正常硬化，強度增長，不受或少受外界影響。關(guān)鍵是設(shè)法使混凝土溫度慢慢下降到接近外界氣溫，縮小降溫過程的溫差。以便減小溫度應力，盡量防止裂縫的產(chǎn)生。常規(guī)的養(yǎng)護方法是噴水，對一般混凝土結(jié)構(gòu)，減少表面收縮，防止龜裂是可行的。大體積混凝土由于塊體內(nèi)外溫度不一致，強度增長不同，常常是在強度增長慢的表面開裂，其養(yǎng)護就不能只滿足于常規(guī)方法。具體說，盡量晚拆模，拆模后要立即覆蓋或及時回填，避開外界氣候的影響，養(yǎng)護期應以混凝土強度增長最快的階段為準，即7~ 28d。
3.2地基不均勻沉降的防治措施
3.2.1加樁加固
當橋臺基底下有軟臥層或橋臺基礎(chǔ)未置于堅硬的巖石基礎(chǔ)上而發(fā)生沉降以及橋墩的基礎(chǔ)被嚴重沖刷時，可采用在橋臺外圍加樁，在沉井基礎(chǔ)內(nèi)加樁，或者在橋墩上、下游加樁的方法對上述墩、臺進行加固。通常采用的加樁方法有旋噴樁加固、鉆孔樁加固、預制混凝土樁加固以及鋼管樁加固等。
3.2.2頂推加固對于發(fā)生橋臺水平位移的混凝土橋，可采用頂推法消除因橋臺位移引起的病害。最后，用鋼筋混凝土箍套加固：當墩、臺或樁等下部結(jié)構(gòu)因承載能力不足、施工質(zhì)量不好、水流沖刷磨損、風化剝蝕、排水不良以及其他因素如地震、火災、船舶和漂浮物撞擊等造成損壞、變形、側(cè)移及鼓肚等各種病害時，可以采取在有缺陷的墩、臺和樁基等的外圍澆筑一層鋼筋混凝土箍套的方法進行加固。
3.3粱端頭局部破損的防治措施
3.3.1拆除原有伸縮縫的填充材料。
3.3.2基層處理將伸縮縫兩邊各寬約40cm范圍內(nèi)的鋪裝層混凝土鑿除并用高壓水槍清洗干凈，涂刷2遍“優(yōu)止水”，處理原預埋螺栓錨筋及露出的橋面鋼筋。
3.3.3伸縮縫防水處理
?。?）用小扁鑿鑿除舊的填縫料，用鋼絲刷清理縫壁，并清理干凈縫內(nèi)塵土。
（2）用水盾防水膠底漆涂刷縫壁。
?。?）在伸縮縫的兩側(cè)路面上各撒一層石粉，防止灌填接縫材料時污染路面;鑿挖或鉆成埋置螺栓用的錨筋孔，并預先埋好錨筋;錨筋必須埋設(shè)牢固，在孔內(nèi)灌注調(diào)和好的“立止水”，使其不易拔出。
?。?）縫的下部可填25~ 30mm高的泡沫塑料嵌條。
?。?）用防水膠面漆灌縫，縫頂部須留有5mm膨脹空間。
3.4混凝土碳化的防治措施
3.4.1水泥的選擇
在施工中應根據(jù)建筑物所處的地理位置、周圍環(huán)境等因素，選擇合適的水泥品種;對于水位變化區(qū)以及干濕交替作用的部位或較嚴寒地區(qū)選用抗硫酸鹽普通水泥;沖刷部位宜選高強度水泥;
3.4.2骨料的選擇
分析骨料的性質(zhì)，如抗酸性骨料與水、水泥的作用對混凝土的碳化有一定的延緩作用。另外，若建筑物地處環(huán)境惡劣的地區(qū)，宜采取環(huán)氧基液涂層保護效果較好，對建筑物地下部分在其周圍設(shè)置保護層;用各種溶注液浸注混凝土。
3.4.3配合比的選擇
要選好配合比，適量的外加劑，高質(zhì)量的原材料，科學的攪拌和運輸，及時的養(yǎng)護等各項嚴格的工藝手段，以減少滲流水量和其它有害物的侵蝕，以確保混凝土的密實性。
四、結(jié)語
要降低病害對高速公路橋梁橋的損傷，首先要進行系統(tǒng)的病害調(diào)查，弄清橋梁病害的真正狀況，在對病害產(chǎn)生的原因進行正確診斷分析的基礎(chǔ)上，嚴格按照施工程序控制施工質(zhì)量，配合科學合理養(yǎng)護措施，可大大延長橋梁維修周期，提高混凝土的耐久性，延長高速公路橋梁的使用壽命。
