浅议铁路混凝土桥梁结构病害的处理措施论文_程明照

浅议铁路混凝土桥梁结构病害的处理措施论文_程明照

郑州铁路局洛阳工务段 河南洛阳 471002

摘要:当前,铁路工程的建设越来越多。作为铁路桥梁的主要结构部分的钢筋混凝土,由于其结构性质的比较特殊,在进行相关的工程设计时,必须对其结构稳定性加以重视。如果不及时针对桥梁结构的各种病害进行系统分析,并找出导致病害的原因,将严重影响桥梁结构的正常使用和自身安全性,进而对列车的安全性造成严重的威胁。基于此,文章就铁路混凝土桥梁结构病害的处理措施进行简要的分析,希望可以提供一个借鉴。

关键词:铁路混凝土桥梁;结构病害;处理措施

1 铁路混凝土桥梁典型病害

1.1结构性裂缝

对于结构性裂缝,一般情况是由于外荷载作用引起的,裂缝的宽度、分布与外荷载有直接关系。产生这种裂缝的直接原因是结构承载力不足,即结构物的实际工作状态与设计时假设状态有出入,设计中存在简化不合理或某些外部荷载未考虑的情况,未对铁路荷载的发展即荷载增加的影响或范围进行考虑。间接原因是地基基础不均匀沉降或水平位移等使结构产生附加应力,超过混凝土结构的抗拉强度而发生开裂。

1.2非结构性裂缝

由变形(如温度、混凝土收缩等因素)引起的裂缝为非结构性裂缝。这种裂缝往往受混凝土材料组成、施工方法、养护条件及所处环境等因素的影响。混凝土收缩徐变是混凝土的固有性质,混凝土因收缩引起的裂缝是最常见的。众所周知,混凝土的抗拉强度比抗压强度低得多,混凝土结构对温度变化较为敏感,当变形受到约束时结构内部将产生次应力,当超过混凝土抗拉强度时将会产生温度裂缝。

1.3钢筋锈蚀产生的裂缝

钢筋锈蚀引起混凝土结构过早发生破坏,目前已成为国内外广泛关注的问题。由于氯离子的侵入,使钢筋逐渐被锈蚀,锈蚀反应产生Fe2O3而导致体积增大,使裂缝进一步扩展和保护层剥落,导致混凝土与钢筋的黏结力降低。对于预应力钢筋处于高应力状态工作,还会发生应力腐蚀而使结构的承载能力显著降低,严重威胁结构使用的安全性。

2 铁路混凝土桥梁结构问题处理对策研究

2.1裂缝处理

列车通过引起很多裂缝出现并扩展,以竖向弯曲裂缝和斜裂缝为主,混凝土裂缝危害很大,在高温、高盐环境下极易出现钢筋锈蚀和鼓包现象,大大降低混凝土耐久性,而针对不同裂缝对应的处理措施也各不相同。

具体措施是:对于一些细小裂缝以及不影响承载能力的裂缝一般需要做灌封处理,先将裂缝部位清洗干净,采用封闭胶涂刷封闭或环氧树脂灌封;对于裂缝较宽情况,可先将裂缝凿成V字形凹槽,清洗干净后用环氧树脂封闭。对于影响结构承载能力的较大裂缝,先要计算裂缝对承载能力的影响,然后再进行下一步的黏贴钢板加固、体外预应力加固和其他加固方法,当裂缝已严重影响行车安全时应及时更换桥梁。

2.2梁体加固

重载作用下12m及以下小跨度桥梁和超低高度预应力混凝土梁均出现了挠度过大情况,伴随而来的还包括振动加剧、梁体开裂和钢筋锈蚀等一系列问题,所以,对这几种类型梁体需要从提高承载能力和抗裂性能方面进行加固。

针对不同梁型,采用了包括体外预应力、辅助钢梁在内的多种加固方法。通过加固,可提高梁体竖向刚度,提高承载能力,可大幅降低恒载、活载作用下的梁体应力,减小活载作用下挠度,满足重载运输条件下的适用性。

2.3桥梁预防性养护技术

(1)梁板裂缝进行封胶注胶修:裂缝宽度在0.15mm以下,使用裂缝封堵胶对其进行封闭处理。用毛刷或胶辊粘胶涂刷于要求裂缝封闭的混凝土表面。裂缝宽度在0.15mm以上,使用裂缝胶对混凝土裂缝进行注胶处理。

期刊文章分类查询,尽在期刊图书馆以一定的压力将裂缝胶注射入裂缝内,胶液固化后将开裂两侧的混凝土连接成结构整体;胶液还能进一步渗透到裂缝周围的混凝土毛细缝隙中,形成较宽的加固带,并能沿着钢筋走向渗透,保护钢筋和增加钢筋与混凝土的黏合力,起到对裂缝修复,对结构局部增强且提高耐久性的作用,贯穿性裂缝以及蜂窝状混凝土局部缺陷的补强和封闭。

(2)梁板钢筋锈蚀处理:对剥落钢筋进行除锈防锈转化处理,并采用无机聚合物砂浆修补锈转化剂是一种弱酸性高分子复合物,能使钢铁的氧化物(铁锈)转化为黑色的有机铁化合物,从而在钢铁表面生成一层由化学键和物理黏结的复合物膜,因此膜层牢固致密、附着力极强,使钢铁基体与介质分隔不再受到侵蚀。1mm左右就会生成黑色的化合物,15—— ̄20min形成保护膜,5—— ̄8h后进行后续工序。对于锈蚀严重并产生浮锈的钢筋表面,必须先将浮锈清除,再进行涂装。

2.4其他处理措施

相对于混凝土梁承载能力和振动性能而言,混凝土梁耐久性也需要引起重视。高温、高盐环境和化学物质侵蚀、梁体表面和裂缝积水、冻融循环均是影响耐久性的根本原因,而朔黄铁路很多钢筋混凝土桥梁均大量出现钢筋锈蚀和混凝土脱落现象,这都需要尽快进行处理。

在进行钢筋锈蚀和混凝土脱落处理时,可先将表层混凝土凿除,打磨、清洁钢筋,然后采用环氧树脂补强加固的方法。对于排水措施而言,泄水孔腐蚀严重,可以考虑更换渗锌钢结构泄水孔,并做好梁体与钢结构之间的密封处理;对于桥梁附属设施损坏、梁端顶死等病害,也需要进行及时处理,避免既有病害的进一步发展。

3 预防铁路混凝土桥梁病害的措施

3.1保证桥梁施工质量

认真把好质量验收关调查情况表明,凡是病害较为严重的桥梁,都与施工质量差有关。严格把好质量验收关,对于不合格产品、偷工减料等劣质工程坚决不予接收。从源头上消除病害发生的因素。

3.2桥梁的日常检查及维修

为了在桥梁后期管理和养护过程中降低已有病害的影响,同时减少新发病害,需要制定管理养护对策。

3.2.1做好桥梁日常养护工作

根据桥梁病害特点进行系统评估,并通过评估结果确定后续桥梁的日常养护工作,例如对已发病害区域进行定期检测,对重要受力区域增加检测频率等。

3.2.2坚守预防性养护规则

桥梁的损伤和病害发生往往与环境高度相关,特别是在春融、雨季等时间,因此需要进行预防性养护,在病害高发期不开展病害修补和加固工作,并做好相关防护工作。

3.2.3健全管理和养护机构和制度

良好的机构和制度是推行管理和养护的重要举措,相关管养部分需要明确责任分属,配备专业的养护团队,建立并检测及管养制度,提供管养工作的准确性和积极性。

3.3桥梁的防排水问题不容忽视

钢筋锈蚀是混凝土梁的主要病害之一,其电化学反应是靠水的参与完成的。许多桥梁排水不畅,水沿着梁内外两侧表面流溢;所安装的泄水管伸出梁体过短,使泄水孔下的腹板、梁底混凝土经常处于干湿交替状态,容易使混凝土腐蚀开裂、钢筋锈蚀加快,目前在刚建10多条新线上就已经有此类问题显现。因此,在设计、施工、养护等方面对桥梁排水问题应加以高度重视。

综上,我们应针对铁路混凝土桥梁结构中出现的典型病害,从混凝土桥梁设计、施工、运营等过程中加强防范,以提高桥梁的使用寿命与耐久性,保证列车运行的安全性与舒适性。

参考文献

[1]陈波.分析铁路桥梁钢筋混凝土结构的可靠性[J].江西建材,2016,02:193+197.

[2]郑泉庆.公路桥梁钢筋锈蚀的分析与防治[J].华东公路,2016,03:14-17.

[3]李娜.某铁路预应力混凝土连续梁底板崩裂处理措施[J].交通科技,2016,06:28-30.

论文作者:程明照

论文发表刊物:《基层建设》2017年第21期

论文发表时间:2017/10/31

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