桥梁工程中混凝土通病及其处理措施研究论文_徐杰

桥梁工程中混凝土通病及其处理措施研究论文_徐杰

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摘要:当前在我国进行桥梁工程的施工时,大都是采用的现浇混凝土,而且它也成为了桥梁建设过程中的主要原材料,所以混凝土的质量往往对于桥梁建设的质量有着非常重要的影响,只有保证了混凝土的施工质量,才能够更好地保证桥梁工程的质量。但是就我国目前的情况而言,在进行桥梁的建设时,在现浇混凝土施工过程中仍然存在着许多的通病,这些通病或多或少地对于桥梁的使用寿命造成了影响,所以必须要对于这些问题引起足够的重视。本文分析了桥梁工程中混凝土通病及其处理措施。

关键词:桥梁工程;混凝土通病;处理措施

任何一座桥梁,从交付运营时起,或多或少就带有一定程度的病害,必须进行维修处理。但更重要的是在设计、施工中预防病害的发生,降低后期的维修保养费用。若能将科研单位、设计单位、施工单位、养护单位等联合起来检查已建成混凝土桥梁存在的工程质量病害和通病,并把这些病害和通病录制下来,让各相关单位技术人员从中吸取经验教训,将对混凝土桥梁工程质量起到不可估量的作用。

一、桥梁工程中混凝土通病

1.混凝土的碳化。在大气环境下,桥梁结构的破坏主要是钢筋的混凝土保护层碳化,碱性降低,混凝土出现裂缝,大气中的氧气和水深入混凝土中到达钢筋表面,并发生化学反应,引起体积膨胀,使混凝土的裂缝加大,最终引起保护层的开裂、剥落。

2.钢筋锈蚀。钢筋锈蚀可分为两种情况:一种是混凝土开裂后导致的钢筋锈蚀,即先裂后锈;另一种是因为保护层太薄或露筋而引起的钢筋锈蚀,钢筋锈蚀体积膨胀导致混凝土开裂或表面混凝土成块脱落,即先锈后裂。由于钢筋锈蚀,造成构件的混凝土剥落开裂,破坏混凝土构件。钢筋锈蚀为钢筋混凝土桥梁构件破坏的主要原因,钢筋锈蚀时体积会膨胀(为原体积的1-7倍),推挤混凝土,导致混凝土承受拉力而裂开剥落,使钢筋暴露于大气中,加速生锈,并造成钢筋混凝土桥梁构件的劣化.钢筋锈蚀后,钢筋截面积将减少,降低强度,从而影响桥梁结构物的耐久性。造成钢筋锈蚀的主要原因有:混凝土开裂;钢筋受湿气及氧气的作用;混凝土中性化;钢筋表面氯离子含量偏高等。

3.桥面铺装层。桥面铺装层是车辆荷载直接作用的部分。在桥梁工程中,桥面铺装常出现不规则的网状裂缝,较规则的纵向、横向裂缝及较严重的碎裂等病害。产生病害的原因是多方面的,主要是设计阶段对桥面铺装参与结构受力考虑偏低(亦即没有按主受力截面要求配筋设计),而超载车辆又频繁作用。另外配筋材料的选择和施工质量也是影响桥面铺装质量的重要因素。

二、处理措施

1.混凝土。选用适当的补强混凝土或砂浆处理被侵蚀松动的混凝土,胶结结构已经遭到破坏,丧失了原有的强度和承载能力。在进行处理时,应剔除松动的混凝土,采用适当的混凝土或砂浆补强,侵蚀严重的应考虑增大原来结构的尺寸,降低混凝土表面的拉应力,抑制裂缝的发生,增强结构的承载能力。补强的混凝土或砂浆应具有以下性能:和易性好,具有较好的弹性和低收缩率,使补强的混凝土不开裂;与既有混凝土构件要有较高的粘接力,以及相一致的膨胀系数,满足结构要求的抗弯强度或抗拉强度;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;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。

2.适当增加混凝土保护层的厚度。在混凝土耐久性规范中,规定了最小保护层厚度,较原来的钢筋混凝土规范有了很大的提高,这是一条防止混凝土被侵蚀的重要手段,可以将延长有害物质到达钢筋的时间,延缓了钢筋的腐蚀,使钢筋混凝土的有效寿命得到提高。

期刊文章分类查询,尽在期刊图书馆但在混凝土耐久性规范发布之前,混凝土钢筋的净保护层厚度仅为15mm,从结构受力的角度,使截面的有效高度和承载能力较大,而从抗侵蚀能力来讲,则正好相反,在恶劣的环境下,侵蚀很容易到达钢筋位置,引起钢筋的锈蚀和混凝土裂缝的进一步发展。所以对于侵蚀严重的结构应考虑适当增加混凝土保护层的厚度,补强的混凝土净保护层厚度满足公路混凝土结构耐久性相关规范的要求。

3.对于桥面铺装病害。可以采用新近开发的冷轧带肋钢筋和钢纤维混凝土材料防护。冷轧带肋钢筋与普通钢筋相比,设计强度大幅度提高,与混凝土粘结握裹力强。同时,冷轧带肋钢筋网有良好的整体刚度,不易变形,在桥面混凝土施工时不会出现局部钢筋网陷落的情况。采用了钢纤维混凝土这一新型高强复合材料来对桥面修理、补强,既可提高桥面的抗裂性、耐磨性、耐久性,又可延长桥梁的使用寿命和减少维修,此外,早期强度高,可提前通车,具有明显的技术经济效益和社会效益,有着很好的发展前景。对于裂缝问题,可以通过提高结构的含筋率来预防病害,对于已出现裂缝的桥梁可以采用“植筋”技术和在混凝土表面涂抹环氧树脂等保护层的方法处治。

4.桥梁裂缝加固和修补方法

(1)桥梁裂缝处理应与加固结合进行。加固一方面是为了恢复或提高梁体的承载能力(纵向加固),提高桥梁的横向刚度(横向加固),另一方面是为了减缓裂缝的产生和进一步发展。常用的桥梁纵向加固方法:上部结构加固时可采用桥面补强层加固法、增大截面和配筋法、粘贴钢板法、改变结构受力体系加固法、体外预应力法等,下部结构加固时可采用扩大基础加固法、增补桩基加固法、混凝土套箍法、墩台拓宽法和桥台新建挡土墙加固法;桥梁横向加固方法有:增设预应力横隔板、提高桥梁的横向刚度。

(2)桥梁裂缝病害的处理效果主要取决于修补材料的质量与相应的施工工艺水平,早期桥梁裂缝修补,对不同部位,采用不同的材料和施工方法,纵、横梁的裂缝修补材料,一般采用钢板加固方法;桥面则采用喷洒沥青方法。前者增加了桥梁的荷载,施工难度大,但牢固可靠;后者沥青容易老化,只堵漏,不补强,方便快捷。混凝土裂缝是水分渗入并导致钢筋锈蚀的通道。钢筋锈蚀损坏的修复通常采取“打补丁”的方法,即局部凿除松动的混凝土,露出锈蚀钢筋,除锈后抹上水泥砂浆。近年来,新的修复技术不断出现:在结构表面涂上一层有机迁移型阻锈剂,它将渗进混凝土中,吸附于钢筋表面,形成一层钝化的保护膜,对钢筋阴阳两级同时进行保护。

5.混凝土表面的防护层。处于恶劣环境下的混凝土桥梁,应在混凝土表面增设防护层。在海洋及近海环境下,经过对多种混凝土表面防护层进行试验,表

明采用防护层保护的混凝土试件在探测深度范围内氯离子的渗入量比无涂层的低7倍以上,氯离子的含量值基本接近混凝土原有的初始浓度。钢筋混凝土结构设计按允许有裂缝设计考虑的,在正常使用状态是存在微小裂缝的,所以表面防护层宜采用渗透结晶型混凝土防水材料,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,以增加混凝土的密实度,阻止了水和各种侵蚀性介质的渗入。当混凝土出现新的裂缝有水渗入时,在混凝土内部未反应的涂层颗粒还可与混凝土中的物质继续反应生成新的凝胶,对较小的裂缝可实现自身修复。

在进行桥梁施工的过程中,必须要对桥梁混凝土这些病害引起足够的重视,然后采取有效的措施来对其加以预防和治理,从而避免这些病害对于桥梁的质量和使用寿命造成影响,保证桥梁功能的正常发挥。

参考文献:

[1]崔问进. 浅谈混凝土的施工温度与裂缝[J]. 经营管理者,2015(4):337.

[2]崔兆户.桥梁混凝土质量通病的防治措施[J].科技信息,2015(19).

[3]郭杰声,张其敏.关于混凝土质量通病防治措施的探讨[J].黑龙江科技信息,2015(16).

论文作者:徐杰

论文发表刊物:《基层建设》2017年第19期

论文发表时间:2017/11/7

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