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高速公路桥梁常见问题分析及对策研究

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摘要:文章介绍了高速公路桥梁常见的一些病害, 并对其进行了深入的分析, 提出了一些维修和养护建议, 强调了对桥梁进行定期检测和维修养护的重要性, 从而维持桥梁的正常运营, 提高高速公路的桥梁建设质量,延长高速公路交通体系的使用年限。

关键词:高速公路;桥梁;常见问题;对策研究

中图分类号:U412.36+6 文献标识码:A 文章编号:

引言

近年来, 随着国家经济的高速发展, 我国高速公路建设也达到了一个新的高度, 高速公路桥梁建设也得到了飞速的发展,一方面由于施工质量和施工工艺的参差不齐, 通过长时间的运营, 桥梁必然会出现各种各样的病害, 另一方面公路超限车辆日益增多, 许多超限车辆的荷载效应超过公路桥梁设计等级, 给桥梁的安全运营带来隐患。本文结合多条高速公路桥梁的检测结果, 针对常见病害特点进行了规纳和总结, 并对产生原因进行了分析

高速公路桥梁常见问题分析

钢筋锈蚀

在桥梁的建设与使用中钢筋的作用是不可忽略的,钢筋的使用寿命直接影响着桥梁的使用。影响钢筋锈蚀的因素众多:原材料(水泥、钢筋、外加剂、拌和用水等)、环境(海水、除冰剂、酸雨、尾气等)、施工(水灰比、水泥用量、外加剂、混凝土质量等),以及其他诸如钢筋应力状态等因素。混凝土钢筋锈蚀机理复杂,因此混凝土桥梁钢筋防腐是一项系统工程,需要多管齐下,综合治理。但其本质是外界的水浸入混凝土内的钢筋表面,然后发生复杂的物理化学反应,致使钢筋锈蚀。此外,混凝土的碳化也会导致钢筋锈蚀问题的发生,混凝土碳化与钢筋锈蚀混凝土的碳化是一种化学腐蚀。当空气中二氧化碳渗透到混凝土内,就会与碱性物质起化学反应后生成碳酸盐和水,使混凝土碱度降低,这个过程称为混凝土碳化。水泥在水化过程中生成大量的氢氧化钙,空隙中饱和氢氧化钙溶液充满了混凝土,混凝土中的凝土碱性介质对钢筋有良好的保护作用,使钢筋表面生成难溶的保护层。混凝土碳化后会使碱度降低,当碳化超过混凝土的保护层时,在水与空气的条件下,就会削弱混凝土对钢筋的保护作用,导致钢筋生锈。

2、粱端头局部破损

粱端头局部破损主要是由于填缝材料老化或根本没使用填缝材料,使雨水渗漏,导致钢筋锈蚀,钢筋锈蚀后体积会膨胀,从而对钢筋周围混凝土产生张力导致开裂破损,开裂后雨水和化冰盐更容易进入混凝土裂缝,形成恶性循环,加快了钢筋的锈蚀过程和受冻融破坏的

程度,使得病害更加严重。

3、桥梁施工裂缝

桥梁混凝土裂缝的种类,就其产生的原因, 大致可划分如下几种:

(1)荷载引起的裂缝。荷载裂缝产生的原因在于施工过程中,不加限制地堆放施工机具、材料;不了解预制结构受力特点,随意翻身、起吊、运输、安装;不按设计图纸施工,擅自更改结构施工顺序,改变结构受力模式;不对结构做机器振动下的疲劳强度验算等。

(2)温度变化引起的裂缝。混凝土具有热胀冷缩性质,当外部环境或结构内部温度发生变化,混凝土将发生变形,若变形遭到约束,则在结构内将产生应力,当应力超过混凝土抗拉强度时即产生温度裂缝。

(3)施工材料质量引起的裂缝。混凝土主要由水泥、砂、骨料、拌和水及外加剂组成。配置混凝土所采用材料质量不合格,可能导致结构出现裂缝。砂石粒径太小、级配不良、空隙率大,将导致水泥和拌和水用量加大, 影响混凝土的强度,使混凝土收缩加大,如果使用超出规定的特细砂,后果更严重。

(5)施工工艺质量引起的裂缝。在混凝土结构浇筑、构件制作、起模、运输、堆放、拼装及吊装过程中,若施工工艺不合理、施工质量低劣,容易产生纵向的、横向的、斜向的、竖向的、水平的、表面的、深进的和贯穿的各种裂缝,特别是细长薄壁结构更容易出现。

二、高速公路桥梁病害问题的对策研究

1、钢筋锈蚀防治对策研究

(1)钢筋防锈,在防治钢筋锈蚀时,首先想到的就是必须在钢筋上做文章。目前较为经济、被广泛采用的是使用涂层钢筋,即在普通低碳钢表面加上防腐涂层,把钢筋与腐蚀性环境隔离开,从而得到钢筋防腐的目的。涂层材料必须保证在运输、储存、安装过程中涂层不被破坏,在恶劣条件下具有一定的耐久性、在结构物使用寿命周期内均能保持其结构功能,并且具有经济性。

(2)电化学防护法根据电化学原理我们知道:只要钢筋携带(或能及时获得)足够数量的多余电子,无论电解液的PH 如何,钢筋都始终处于稳定状态,不会腐蚀。由此人们设想采用阴极保护法防止钢筋腐蚀。阴极保护可分为外加电流阴极防护法和电镀阴极防护法。

外加电流阴极防护法就是把要保护的钢铁设备作为阴极,另外用不溶性电极作为辅助阳极,两者都放在电解质溶液里,接上外加直流电源.通电后,大量电子被强制流向被保护的钢铁设备,使钢铁表面产生负电荷(电子)的积累,只要外加足够强的电压,金属腐蚀而产生的原电池电流就不能被输送,因而防止了钢铁的腐蚀。

电镀阴极防护法是利用电解原理在金属表面上镀上一薄层其它金属或合金的过程,是利用电解作用使金属或其它材料制件的表面附着一层金属膜的工艺从而起到防止腐蚀。

2、粱端头局部破损的防治措施

拆除原有伸缩缝的填充材料。基层处理将伸缩缝两边各宽约40cm 范围内的铺装层混凝

土凿除并用高压水枪清洗干净,涂刷2 遍“优止水”,处理原预埋螺栓锚筋及露出的桥面钢筋;伸缩缝防水处理,用小扁凿凿除旧的填缝料,用钢丝刷清理缝壁,并清理干净缝内尘土。

用水盾防水胶底漆涂刷缝壁。在伸缩缝的两侧路面上各撒一层石粉,防止灌填接缝材料时污

染路面;凿挖或钻成埋置螺栓用的锚筋孔,并预先埋好锚筋;锚筋必须埋设牢固,在孔内灌注调和好的“立止水”,使其不易拔出。缝的下部可填25~30mm 高的泡沫塑料嵌条。用防水胶面漆灌缝,缝顶部须留有5mm 膨胀空间。

裂缝处理

(1)表面修补法。表面修补法是一种简单、常见的修补方法,它主要适用于稳定和对结构承载能力没有影响的表面裂缝以及深进裂缝的处理。通常的处理措施是在裂缝的表面涂抹水泥浆、环氧胶泥或在混凝土表面涂刷油漆、沥青等防腐材料,在防护的同时为了防止混凝土受各种作用的影响继续开裂,通常可以采用在裂缝的表面粘贴玻璃纤维布等措施。

(2)灌浆、嵌缝封堵法。灌浆法主要适用于对结构整体性有影响或有防渗要求的混凝土裂缝的修补,它是利用压力设备将胶结材料压入混凝土的裂缝中,胶结材料硬化后与混凝土形成一个整体,从而起到封堵加固的目的。常用的胶结材料有水泥浆、环氧树脂、甲基丙烯酸酯、聚氨酯等化学材料。嵌缝法是裂缝封堵中最常用的一种方法,它通常是沿裂缝凿槽,在槽中嵌填塑性止水材料,以达到封闭裂缝的目的。常用的塑性材料有聚氯乙烯胶泥、塑料油膏、丁基橡胶等;常用的刚性止水材料为聚合物水泥砂浆。

(3)混凝土置换法是处理严重损坏混凝土的一种有效方法, 此方法是先将损坏的混凝土剔除,然后再置换入新的混凝土或其他材料。常用的置换材料有普通混凝土或水泥砂浆、聚合物或改性聚合物混凝土或砂浆。

参考文献

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