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    探討常見橋梁病害的形式及成因
    發布時間:2014-08-05

    摘要:隨著經濟的飛速發展和道路運輸事業的日趨繁榮,人們對高等級、高標準的公路交通的需求也日益增加,因此,全國各地的公路建設和養護維修事業的發展也非常迅速;新建工程已有比較豐富的設計和施工經驗,在此不加細說,但養護維修項目,尤其是大型橋梁的養護維修業務卻是近幾年才逐漸發展壯大起來的熱門行業,其受重視的程度也越來越高。橋梁是公路交通系統中的重要組成部分,在公路運輸事業中有著舉足輕重的地位,一旦出現質量問題,給國家和人民造成的損失將是巨大的.所以,主管部門都把橋梁維修養護工作擺在了極為重要的議事日程上來。

    關鍵詞:橋梁 病害 形式 機理 成因

            0 引言 

            橋連四海,路通八方,橋梁的興建與暢通,促進了人類社會的文化和經濟生活的繁榮與發展。但是橋梁一旦發生倒塌事故,就會帶來巨大的損失和災難。近些年,人們已經開始注意到了各種病害正在不同程度地侵擾著我國正在服役的30多萬座既有橋梁。據統計,在我國存在安全隱患和耐久性問題的橋梁約占總數的50%,個別地方甚至超過了70%,在這些橋中危橋又占20%~30%,約有9597座。 如何對這些既有橋梁做出正確的檢測、評估及加固,目前理論上尚沒有很好的解決辦法,究其原因,主要是對病害及其發生機理缺乏系統、清楚的認識。 

            1 橋梁病害的主要形式 

            鋼筋混凝土橋梁的病害主要有下列幾種形式: 

            1.1 裂縫 裂縫是鋼筋混凝土橋梁中最普遍、最常見的病害之一,不產生裂縫的橋梁幾乎沒有。而且裂縫往往是多種因素聯合作用的結果。裂縫對鋼筋混凝土橋梁的危害程度不一,嚴重的裂縫如貫穿縫、網裂等將會嚴重危及橋梁的安全運行。另外裂縫往往也會引起其它病害的發生與發展,如鋼筋銹蝕、凍融破壞等,這些病害與裂縫形成惡性循環,會對橋梁的耐久性產生很大的危害。 

            1.2 混凝土碳化及鋼筋銹蝕 混凝土碳化及鋼筋銹蝕現象在鋼筋混凝土橋梁中普遍存在。當混凝土炭化和鋼筋銹蝕程度日漸嚴重后,橋梁必然會產生較多的順筋裂縫,這會造成橋梁使用安全性降低和使用壽命縮短。 

            1.3 剝蝕 剝蝕是從混凝土的外觀破壞形態著眼,對混凝土橋梁結構表面混凝土發生蜂窩麻面、露石、酥松起皮和剝落等病害的統稱。根據不同的機理可分為凍融剝蝕、沖磨和空蝕、水質侵蝕、風化剝蝕等。 

            1.4 結構構造的破壞 在鋼筋混凝土橋梁中,由于結構的關鍵部位構造不合理、施工中存在問題或年代久遠等而引起的結構構造老化、失穩、變形過大等已在一定程度上影響了橋梁的安全運行。 

            1.5 地基不均勻沉降引起的破壞 由于地基不均勻沉降引起的破壞對結構的影響也比較大,如翼墻和錐坡的下沉、滑動、開裂,毛石墩臺的貫通縫等。 

            2 橋梁病害機理分析 

            2.1 裂縫 當混凝土中拉應力大于其抗拉強度或拉應變大于其極限拉應變時,混凝土會產生裂縫。橋梁裂縫又主要有以下幾種。 

            首先,超載裂縫。超載裂縫有可細分為: 

            ①局壓裂縫:當設計的混凝土抗壓強度不夠或超載使用時,在承壓應力大部位,由于出現局部拉應力,常常導致產生局壓裂縫,甚至會局部壓碎。特征:局壓區出現大體與壓力方向平行的多條短裂縫。 

            ②彎曲裂縫:當受拉區拉應力超過混凝土抗拉強度時往往出現彎曲裂縫。特征:彎矩最大截面附近從受拉區邊緣開始出現橫向裂縫,逐漸向中和軸展;用螺紋筋時,裂縫間可見短向次裂縫。

      其次,網裂。當混凝土出現縱橫相交的不規則裂縫時,稱為網裂或龜裂。主要有以下情況: 

            ①混凝土攪拌、運輸時間過長,使水分蒸發,引起混凝土澆筑時坍落度過低,使混凝土出現不規則的網狀裂縫。 

            ②混凝土初期養護時,由于澆水不足或不及時或遇大風天氣施工,混凝土表面急驟干燥,出現塑性收縮狀態,會在混凝土表面產生不規則裂縫,一般深度較淺。 

            再次,鋼筋銹蝕引起的裂縫;炷林袖摻畎l生銹蝕后,其銹蝕產物的體積比原來膨脹2~4倍,從而對周圍混凝土產生膨脹應力。當膨脹應力大于混凝土抗拉強度時,就會產生裂縫,這種裂縫稱為鋼銹裂縫。鋼銹裂縫一般都為沿鋼筋長度方向發展的順筋裂縫。 

            2.2 混凝土碳化及鋼筋銹蝕 混凝土碳化及鋼筋銹蝕現象在橋梁中比較普遍。也比較嚴重。調查表明,當碳化深度接近或超過混凝土的保護層厚度時,混凝土內的鋼筋已銹蝕。凡裂縫多、混凝土質量差的橋梁,其鋼筋銹蝕程度也必然嚴重,產生的順筋裂縫也特別多。隨著鋼筋銹蝕的發生,混凝土開裂、剝落,鋼筋和混凝土的粘結力就不斷喪失,鋼筋截面積就減少,承載能力下降,從而降低了結構的安全度,結構損壞事故就可能發生。 



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