摘要:随着国家经济的快速发展,桥梁工程等基础设施的建设越来越重视,钢筋混凝土桥梁的数量越来越多。由于受到设计、施工、维护等因素的影响,导致了桥梁工程经常存在相关的病害。因为检测与加固工作的不及时,造成了大量桥梁出现了失效、坍塌等问题,这不仅会带来巨大的经济损失,同时也威胁到使用人员的生命与财产安全。因而,现阶段进行钢筋混凝土桥梁病害检测的探讨有着重要的意义。
关键词:钢筋混凝土;桥梁病害检测分析
引言
钢筋混凝土桥梁在使用过程中受到各种内部和外部因素的影响,会产生很多病害,对钢筋混凝土桥梁的使用寿命产生很大的影响。分析了钢筋混凝土桥梁的常见病害,并提出了防治措施,对桥梁养护和加固具有一定的参考作用。
1概述
近年来,我国的公路交通运输事业得到了快速的发展,交通量不断增长,车辆大型化发展迅速,这些都加速了公路交通设施的破坏。而钢筋混凝土桥梁作为我国公路的重要组成部分,在运营使用过程中也受到了很大的破坏,产生了很多病害。另外,在钢筋混凝土桥梁设计中,没有对交通量增长进行准确预测,设计标准低,不能适应我国交通量的迅速增长。另外,在施工过程中没有进行有效的质量控制,在运营使用中养护力度不够,这些都是造成桥梁出现早期破坏,缩短桥梁使用寿命的主要原因。我国早期修建的钢筋混凝土桥梁普遍存在桥梁设计标准低、通行能力差、承载能力不足等问题,必须进行完整的检测,查明桥梁现有病害及成因,制定维修和加固方案。在钢筋混凝土桥梁运营使用过程中,对桥梁重要部位进行定期检查,并制定桥梁加固和维修的养护方案,保证桥梁安全使用。我国很多桥梁在没有达到设计年限就出现严重破坏,最后提前进行大修甚至重建,造成了很大的经济损失。因此,对桥梁病害进行日常检查,制定可行的防治措施,是保证桥梁安全通行,提高桥梁使用寿命的正确途径。
2桥梁病害检测内容
2.1桥面性能
使用雷达、激光光学、红外热象仪、超声波等技术检测桥面的纵坡横坡,桥面平整度、磨耗以及由于腐蚀而导致的顶面钢筋保护层的层裂,冻融循环造成的沥青铺装层下的混凝土裂崩等。
2.2桥梁结构体系
桥梁结构的性能主要通过荷载试验来检测,根据荷载的性质分为静载试验和动载试验。通过静载试验测定所选截面上的应力(应变)、位移(挠度),分析荷载横向分布以及裂缝扩展情况。动载试验则是通过测量动应变或动挠度、自振特性和动力响应来评价桥梁性能。
2.3桥梁基础
桥梁基础整体性能和材料状况的检测通过观测墩台的沉降、倾斜、位移和裂缝等变形状况来分析。采用激光系统和连通管水平测量装置观测基础沉降。采用摆式、水准式倾斜仪测量基础倾斜量。
3钢筋混凝土桥梁病害
在混凝土病害中,一种是由环境作用引起的混凝土结构发生化学、物理反应,导致结构损伤与破坏。另一种是由荷载作用或设计、施工不当造成的混凝土结构损伤。
3.1混凝土的碳化和检测
对于钢筋混凝土桥梁,碳化是一种化学腐蚀。暴露于空气中的混凝土结构,直接和CO2接触,由于混凝土表面存在细小孔洞或裂隙,CO2进入到混凝土内部和碱性物质发生化学反应生成碳酸盐和水。CO2与混凝土在水化过程中产生的Ca(OH)2反应产生碳化,导致混凝土的碱性降低,随着时间推移,碳化深度会逐渐加深,钢筋表面的保护层逐渐减薄。如果不能得到及时防止与修复,在水和空气的作用下,混凝土就会失去对钢筋的保护作用,从而导致钢筋生锈,最终影响结构性能。
期刊文章分类查询,尽在期刊图书馆钢筋混凝土的碳化几乎是无法避免的,但是为了保证工程安全性能,可以根据二氧化碳浓度换算混凝土的碳化深度和碳化时间,混凝土碳化速率随着深度和时间的增加逐渐减缓。
3.2碱—骨料反应和检测
混凝土中的水泥成分和骨料中的活性硅在水的作用下会发生化学反应生成碱—硅酸盐凝胶,这种物质容易酥松膨胀,导致混凝土开裂破坏。这种病害一旦发生就难以控制,表层开裂是碱—骨料反应的重要特征。由于混凝土结构内部钢筋的约束作用,碱—骨料反应后的混凝土表面常出现网状裂缝,一般在裂缝处会有白色凝胶物质流出。混凝土碱—骨料反应可以通过外表观察进行检测,但对于已经发生碱—骨料反应的桥梁,目前还没有可靠的修补措施。主要通过建设过程中控制含碱量指标进行防治。
3.3氯离子侵蚀的检测分析
外界环境中存在的氯离子,将会对已经硬化了的混凝土进行侵蚀。一般而言,氯离子主要来自于外界环境中的水,如果在短时间内有大量的氯离子进入到钢筋混凝土结构中,将导致混凝土结构的表面发生泛白问题,并且将造成混凝土结构出现破损。为了降低氯离子对于钢筋混凝土结构的侵蚀与破坏,可以定期对可能浸润混凝土的水体进行检测,检测的重点是水体的pH值以及Cl离子浓度。如果附近水体的pH值小于4,那么需要对桥梁的钢筋混凝土结构做好隔离保护。尤其是一些酸雨地区的桥梁工程,极容易受到淋雨的影响,因而要对淋雨部位涂抹相应的防水层。在进行桥梁工程的施工时,可以对氯盐的掺量进行控制,进而降低氯离子的侵蚀问题,氯盐的掺量不能超过水泥重量的1%。
3.4钢筋锈蚀
钢筋是桥梁的骨架结构,由于混凝土表面开裂渗水或钢筋保护层太薄或露筋等原因,都会导致混凝土内部的钢筋锈蚀。大多数结构都是由于混凝土表面开裂渗水导致的,桥梁防撞墙等附属结构的钢筋容易出现第二种情况的锈蚀。钢筋锈蚀,会使桥梁结构表面的混凝土开裂甚至成块脱落,导致钢筋锈蚀进一步恶化。因此,钢筋锈蚀对钢筋混凝土桥梁的破坏极大,且呈现不断恶化的趋势。
4钢筋混凝土桥梁病害的成因与控制措施
①施工过程中的用料质量不达标将导致桥梁出现各种类型的病害。因而,施工过程中要对水泥、钢筋等重要材料的质量进行严格的把关,并且要对水泥等建筑材料的含碱量、配合比进行严格的控制。②桥梁设计构造不合理也可能导致桥梁病害的出现。因而,要对钢筋保护层的厚度进行合理的设置,并且要对洞口等部位的钢筋进行保护,防止出现钢筋的锈蚀问题。③对施工队伍的专业素质与综合素养进行把控。④加强钢筋混凝土桥梁病害的检测,加大检测力度、提升检测频率,检测过程中发现问题要及时进行处理。检测单位要不断提升检测技术与工艺,注重检测设备与技术的更新,提升检测工作的质量,为桥梁工程的安全使用提供有力的数据支持。
结语
钢筋混凝土桥梁在运营使用过程中,受到车辆荷载和自然条件的破坏,会出现很多病害,在日常检查中应做好记录并采取措施进行及时维修。为了延长钢筋混凝土桥梁使用寿命,必须对其病害进行定期检查,并制定维修和加固方案,及时进行修补,以恢复桥梁的使用性能。文章从钢筋混凝土桥梁常见病害的成因进行分析,提出了病害的防治措施,为桥梁日常维修与加固提供了一些参考经验。
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论文作者:刘元功
论文发表刊物:《基层建设》2018年第36期
论文发表时间:2019/2/13
标签:桥梁论文; 病害论文; 钢筋混凝土论文; 钢筋论文; 混凝土论文; 锈蚀论文; 骨料论文; 《基层建设》2018年第36期论文;