关于钢筋混凝土简支梁桥梁体常见病害的讨论.doc

1、关于钢筋混凝土简支梁桥梁体常见病害的讨论摘要：对于某些多次出现的桥梁病害,它们在表现形式和形成机理等方面可能存在着共同点,即隐含着现有设计理论和施工方法中的不合理因素。如果能够找出同一类病害产生的共同原因并得到一个对该类病害普遍适应的防治及改造方法,就可以在今后的设计和施工当中有效地减少该类桥梁病害发生的几率,从而起到未雨绸缪的作用。 关键词：简支梁桥、常见病害、维修方法 中图分类号：U445 文献标识码：A 桥梁是确保公路畅通的咽喉,钢筋混凝土简支板梁式桥在公路桥梁中占有很大比例,我国采用较多的装配式简支梁桥是 T 型截面,而且其中很大一部分位于重要交通干道上,故保证其安全运营具有重要的现实

2、意义。目前,旧桥老化、破损等造成承载力不足仍然是个世界性范围的问题。若对每座桥梁都组织专家专门检测再确定养护维修方案,必定耗费大量人力、物力,这在当前的条件下是不容易实现的。但是对于某些多次出现的桥梁病害,它们在表现形式和形成机理等方面可能存在着共同点,即隐含着现有设计理论和施工方法中的不合理因素。如果能够找出同一类病害产生的共同原因并得到一个对该类病害普遍适应的防治及改造方法,就可以在今后的设计和施工当中有效地减少该类桥梁病害发生的几率,从而起到未雨绸缪的作用。 1.简支梁桥梁体常见病害类型及产生原因 1.1 表层缺陷 钢筋砼简支梁桥表层缺陷主要有蜂窝、漏筋、麻面、空洞、磨损、锈蚀、老化、表

3、层成块脱落等类型，具体各类缺陷产生的原因如下： 1.1.1 蜂窝 蜂窝现象的产生主要是因为设计和施工原因所致，具体的原因如下：（1）施工不当所致。砼在灌筑过程中如果缺乏应有的振捣以及运输过程中砼出现离析、支模时模板缝隙不严，使得水泥砂浆流失等都可以造成蜂窝现象的产生； （2）结构设计或材料配比不合理。当钢筋太密、砼粗骨料粒径太大或塌落度过小时，都可造成其蜂窝的形成。 1.1.2 漏筋 漏筋的产生很大程度上是因施工质量差所引起，如灌筑时钢筋保护层垫块发生位移，钢筋紧贴模板，保护层处振捣不实或漏振等。此外，当梁桥梁体因为外界或自身原因出现裂缝，降雨天气里，雨水浸入梁体裂缝，使得钢筋锈蚀膨胀引起表层

4、大面积脱落，从而促成漏筋现象出现。1.1.3 麻面 麻面的发生主要是因为施工时采用了表面不光滑的模板，以及模板在湿润时不够充分，造成梁体表面砼内的水分被模板吸收，从而使得麻面现象出现。 1.1.4 空洞 其成因可以从结构设计和施工过程中寻求。如果在结构设计时钢筋选配不当，使得钢筋布置过密，则可能造成该病害的产生，同时，在施工时砼被卡住，又未充分振捣就继续灌筑上层砼，此外，严重漏浆亦能产生空洞现象。 1.1.5 磨损 该病害的成因大致有三种情况：（1）砼强度不足，表层细骨料太多;（2）车轮磨耗；（3）高速水流冲刷，水流中又夹带大量砂石等。 1.1.6 锈蚀、老化、剥落 其成因主要有以下几种：（1

5、）保护层太薄；当保护层太薄时，在自然条件下，表层砼极易发生水化反应，出现碳酸钙粉末或碳酸钙晶体，从而失去表层的保护作用，致使保护层剥落，进而出现钢筋锈蚀现象。（2）结构出现裂缝时，雨水浸入裂缝内部，使得钢筋发生化学及物理反应，从而出现锈蚀；（3）钢筋锈蚀膨胀引起剥落；（4）严寒地区冰冻及干湿交替循环作用；（5）有侵蚀性水的化学侵蚀作用。 1.1.7 表层成块脱落 主要是由于外界作用所致，如车辆撞击、船舶或其他坚硬物体的撞击等。 1.2 结构裂缝 实际上，砼结构裂缝的成因复杂而繁多，甚至是多种因素相互影响，现对钢筋砼简支梁桥梁体结构裂缝的种类及成因作如下总结： 1.2.1 网状裂缝 此种裂缝能发

6、生在各种跨度的梁上，裂缝比较细小，宽度约 0.030.05mm，用手触及有凸起感觉，其多为砼收缩所引起的表面龟裂，也即当砼表层水分损失快，内部损失慢，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砼的约束，致使表面砼承受拉力，当表面砼承受的拉力超过其抗拉强度时，产生龟裂，进一步致使网状裂缝出现。 1.2.2 下缘受拉区的裂缝 此种裂缝多发生于桥梁跨中部，梁跨度越大，裂缝越多，其自下翼缘向上发展，至翼缘与梁肋相接处停止，裂缝间距约 0.10.2m，宽度约为 0.030.1mm，其多为砼收缩和梁受扰曲所致。 1.2.3 腹板上是竖向裂缝 该裂缝为最常见也较为严重的一种裂缝。当跨径大于

7、 12m 时，其裂缝多处于薄腹部分，在梁的半高线附近裂缝跨度较大，一般在 0.150.3mm；当梁跨径小于 10m 时，其裂缝较细小，且多数裂缝系由梁肋向上延伸，越上越细，上端未到腹板顶部，其成因多系设计不当、施工质量差、养护不及时或温度及环境条件不良的影响所致。 1.2.4 腹板上是斜向裂缝 是钢筋砼梁中出现最多的一种裂缝，且多在跨中两侧，离跨中越远倾斜角越大，反之越小，倾斜角在 150450 之间，第一道裂缝多出现在距支座 0.51.0m 处，裂缝宽度一般在 0.3mm 以下，该种裂缝的产生多为设计上的缺陷，即主拉应力较计算大，使得砼不能负担而导致裂缝产生，而施工不良又会加快裂缝的产生和发

8、展。 1.2.5 梁侧水平裂缝 该种裂缝多因施工不当引起，如分层灌筑时，间隔的时间太长等。 1.2.6 梁底纵向裂缝 该种裂缝多因砼保护层过薄或掺入氯盐等速凝剂所致。 在实际情况中,钢筋混凝土梁的病害常常并不是单一出现,而是同时出现或者由一种病害引起另一种病害的产生或加剧另一种病害。 (1)根据在各单一病害作用下钢筋混凝土简支梁桥的有限元模拟分析结果,得出简支梁桥在竖向裂纹的影响下损伤最大,其次为混凝土强度下降和钢筋锈蚀,而混凝土截面缺损对简支梁桥的损伤程度最小。 (2)根据各单一病害作用下简支梁桥的最大挠度变化率数据图,得到随着病害等级的增加,钢筋锈蚀、混凝土强度下降和混凝土截面缺损对钢筋混

9、凝土简支梁的影响程度变化都比较缓慢,而竖向裂纹却急剧增加。因此在桥梁的典型病害里,竖向裂纹的影响应该尤为关注。 (3)钢筋混凝土简支梁桥在 2 种病害共同影响下的有限元模拟分析结果表明:多种病害共同作用时对桥梁的损伤程度都要大于其单独对桥梁的影响程度的线性叠加。在病害等级较低情况下,混凝土强度下降与其它病害对简支梁桥的损伤程度为线性相关,且随着病害等级的增大逐渐变为弱非线性相关,在 4 级裂纹和混凝土强度下降共同作用时则变为强非线性相关。而竖向裂纹和钢筋锈蚀对简支梁桥的损伤程度为强非线性相关,并且随着病害等级的增大非线性程度也随着增大。由此可以看出当竖向裂纹与钢筋锈蚀共同对桥梁产生的影响要远远

10、大于两种病害单独对桥梁的影响,所以在桥梁的使用过程中应尽量避免这两种病害同时出现。 2.简支梁桥梁体常见病害的维修方法 常见的维修方法有： （1）梁（板）体砼的空洞、蜂窝、麻面、表面风化、剥落等应先将松散部分清除，再根据情况用高标号砼或水泥砂浆填补。 （2）梁体若出现漏筋或保护层剥落等现象，应先将松动的保护层凿去，并将钢筋锈迹清除，如损坏面积不大可用环氧砂浆修补，如损坏面积过大，可喷射高标号水泥砂浆修补。 （3）钢筋砼简支梁产生裂缝时，按下列方法进行处理：当裂缝宽度大于限值规定时，应采用压力灌浆法灌注环氧树脂胶；如裂缝发展严重时，应查明原因，按照不同情况采取加固措施，并加强观测。 结语 通过对

11、钢筋砼简支梁桥梁体的常见病害及维修方法的分析，我们可以看到，一座桥梁的病害成因涉及到许多方面的因素，诸如设计、施工、监理以及养护等，因此，要使得病害的减轻就需要从以下几个方面入手：（1）紧抓设计环节，好的设计是桥梁是否成功的基本保证，没有好的设计方案，就不可能高水平、现代化的桥梁； （2）组织和管理好施工的各个环节，因为桥梁质量的好坏不是靠一时的好坏来衡量，而是环环紧扣的，只要一个环节出现问题，则引起其他环节病害的发生，因此，施工单位要具有良好的施工水平和职业道德，同时，监理单位要做好监督管理，认真管理施工单位； （3）加强养护和维修。要积极做好养护工作，及时发现桥梁的病害，并分析其可能成因，在了解成因的基础上采用有效的维修措施，减轻或消除病害。