城市道路常规桥梁病害分析探讨

城市道路常规桥梁病害分析探讨

刘富强刘宣

淄博市规划设计研究院山东淄博255000

摘要：本文尝试从桥梁建设的现状、设计、施工、运营阶段全寿命周期对城市道路钢筋混凝土常规桥梁病害进行了分析探讨，得出病害原因，供大家参考。

关键词：钢筋混凝土常规梁桥；结构安全；病害；耐久性

一、概述

钢筋混凝土结构为目前城市道路桥梁建设的常规结构，比重较大，然而各种病害问题给其带来了很多方面的安全隐患。随着当代城市建设的快速发展，城市交通流量加大，对桥梁质量提出了更严格的要求。因此,对城市道路常规桥梁病害应予以充分重视，并做好桥梁养护，为城市发展提供可靠保证。

本文将在正常使用过程中，由于钢筋混凝土材料特性、结构的设计施工，使用条件等因素的影响，桥梁会发生变形损伤，从而导致桥梁安全性、适用性及耐久性不能满足要求，这些变形、损伤统称为桥梁病害。

二、城市道路常规桥梁病害剖析探讨

钢筋混凝土常规桥梁病害形式众多，原因错综复杂，这里着重从城市建设快速发展的现状、设计阶段、施工阶段、运营养护阶段全寿命周期分析引起的病害原因。

2.1城市建设快速发展的现状

近年来,城市建设脚步不断加快，城市组群规模越来越大,交通量飞速正常，已经远远超出了以往的设计交通量，同时汽车载重量不断增加,对已建桥梁构成了威胁。运营中的道桥随之出现不同程度的病害,影响到城市生活和建设的正常运转。养护中找到钢筋混凝土常规桥梁发生病害的原因,通过对其承载能力进行正确的评价,采用合理的加固方案,充分发挥和提高其承载潜力,其大多数桥梁是可以继续运营的。因此,对旧桥病害原因分析及合理加固方案的研究对保证城市交通安全运行有重大意义。

2.2桥梁设计阶段的不足

在桥梁的设计阶段,由于设计者对设计理论的理解深度不够,设计时生硬的套取规范和采用标准图式,实践经验不足。长期以来,设计者一直偏重于结构计算方法研究,忽视了对总体构造和细节处理方面的关注。合理可靠的结构设计除了满足规范要求外,还要求设计人员具有对结构本性的正确认识。从桥梁的设计方面考虑,先简支后连续结构体系的设计思路很值得探究性学习。简支梁桥是一种静定结构,它能够抵制温度、收缩、徐变、基础变位等产生的次内力,而其特点就在于结构的跨中弯矩较大;对于连续梁桥,它的优势就在于主梁连续,行车顺畅,支点的负弯矩有效的削弱了其跨中正弯矩,从而减小梁高和自重,经济性较好。桥梁结构的设计应该取长补短,先简支后连续的结构形式正是对两种桥型优点的继承。在预制装配阶段,由于混凝土的龄期较短,受温度、收缩、徐变的影响,构件的变形量比较大,但这时的变形结构恰好为静定结构,以上因素不会对结构产生温度次内力、支座反力、应力重分布等不良影响;在形成连续体系之后,各项应以连续桥梁进行计算分析,但是此阶段应力重分布、收缩、徐变已经基本趋于稳定,故很大程度消除了连续梁桥的弱势。所以钢筋混凝土桥梁的病因很大程度取决于结构的设计合理与否,设计者应融会贯通,使桥梁结构的设计更加合理化。

2.3桥梁施工阶段

桥梁施工作为城市道路建设的重要组成部分，不仅关系着桥梁的使用和运行，还影响着整个道路的质量。桥梁由于施工质量产生的病害，如混凝土的表面缺陷，裂缝、蜂窝、麻面、碳化等,均严重影响着结构的安全性与耐久性。

1）混凝土的表层缺陷。

混凝土表层缺陷主要有蜂窝、麻面等。蜂窝的现象为混凝土结构局部出现酥散，无强度状态。其产生的原因是：下料不当或下料过高，未设串筒使石子集中，造成石子砂浆离析；混凝土未分层下料，振捣不实，或漏振，或振捣时间不够；模板缝隙未堵严，水泥浆流失；钢筋较密，使用的石子粒径过大或坍落度过小等。防治措施为认真设计、严格控制混凝土配合比，经常检查，做到计量准确，混凝土拌合均匀，坍落度适合；混凝土下料高度超过2m应设串筒或溜槽：浇灌应分层下料，分层振捣，防止漏振：模板缝应堵塞严密，浇灌中，应随时检查模板支撑情况防止漏浆；小蜂窝：洗刷干净后，用1：2或1：2．5水泥砂浆抹平压实；较大蜂窝，凿去蜂窝处薄弱松散颗粒，刷洗净后，采用A3级耐久性高强修补料进行仔细填塞捣实，较深蜂窝，如清除困难，可埋压浆管、排气管，表面抹砂浆或灌筑混凝土封闭后，进行水泥压浆处理。麻面的现象是混凝土局部表面出现缺浆和许多小凹坑、麻点，形成粗糙面，但无钢筋外露现象。其产生的原因是模板表面粗糙或粘附水泥浆渣等杂物未清理干净，拆模时混凝土表面被粘坏；模板未浇水湿润或湿润不够，构件表面混凝土的水分被吸去，使混凝土失水过多出现麻面；模板拼缝不严，局部漏浆；模扳隔离剂涂刷不匀，或局部漏刷或失效．混凝土表面与模板粘结造成麻面；混凝土振捣不实，气泡未排出，停在模板表面形成麻点。防治的措施是模板表面清理干净，不得粘有干硬水泥砂浆等杂物，浇灌混凝土前，模板应浇水充分湿润，模板缝隙，应用油毡纸、腻子等堵严，模扳隔离剂应选用长效的，涂刷均匀，不得漏刷；混凝土应分层均匀振捣密实，至排除气泡为止；表面作粉刷的，可不处理，表面无粉刷的，应在麻面部位浇水充分湿润后，用原混凝土配合比去石子砂浆，将麻面抹平压光。处理缺损厚度在5mm以下的情况可以使用工程耐久性薄层修补料进行面层修复。5mm以上的情况需要使用工程耐久性高强修补料进行修补。其中新老混凝土交接处，还需要进行界面处理，预防后期空鼓以及表面脱落等危害发生。

2）混凝土的裂缝。

混凝土结构的损伤与破坏，一般都是首先在混凝土中出现裂缝。引起裂缝的原因很多，主要归纳为两类：一是由外荷载引起的结构性裂缝，其裂缝的分布及宽度与外荷载有关。这种裂缝的出现，是由于结构承载力不足或者其他严重性问题引起的，对此类裂缝，应对其进行结构受力分析计算，加固补强后对裂缝进行修补。二是由变形引起的非结构性裂缝。如温度变化，混凝土收缩徐变等因素引起的结构变形受到限制时，结构内部就会出现拉应力，当此应力达到混凝土抗拉强度极限值时，既会引起混凝土裂缝，裂缝一出现，拉应力就消失了,接踵而至的是腐蚀、冻融侵害,从而形成恶性循环,威胁桥梁结构的安全性。对非结构性裂缝也应进行及时有效的修补。

3)混凝土表面剥落露筋。

在大气环境下,桥梁结构的破坏部分是钢筋的混凝土保护层碳化,碱性降低,混凝土出现裂缝,氧气和水侵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。防治碳化主要把握改善结构材料的防水性能和提高密实度两个方面。实验证明,施加拉应力会加大混凝土的碳化速度,而施加压应力则可以明显减小混凝土的碳化速度,混凝土的碳化速度随时间延长而明显减慢。因此,采用预应力混凝土结构可以有效的遏制混凝土碳化病害。

2.4运营养护阶段

由于对于桥梁养护维修认识不足，加上近几年道路建设规模大，资金紧张，养护工作的现状基本是养路不养桥。目前桥梁养护管理工作基本停留在建立技术档案，清扫桥面，疏通泄水管，修复损坏的栏杆和桥面铺装上，检查也是人力目测。管理人员对于一些前期病害未能及时发现、修复，导致更严重病害的发生。加强桥梁养护管理工作，必须贯彻“预防为主，防治结合”的原则。对于桥梁检测人员应进行专门的技术培训，确保桥梁检测队伍的质量，真正做好桥梁定期检查，做好养护工作。当然,桥梁的健康安全还需要全社会的关注和群众广泛参与,关注交通、关注基础设施建设,群策群力,推动建立一整套有效的桥梁运营监测和管理系统来维护桥梁。

三、结束语

桥梁的病害始终伴随着桥梁的设计、施工与使用阶段,人们无法完全摆脱它,但是通过对各个环节的严格控制以及分析、管理、监测体系的完善,桥梁病害可以被极大限度被消除,城市道路常规桥梁的结构安全性与耐久性得到极大的保证。

参考文献:

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