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桥梁常见病害原因分析及处置方法桥梁在长期使用过程中,由于自然环境、荷载作用、材料老化等因素,可能会出现各种病害。常见病害包括裂缝、钢筋锈蚀、混凝土剥落、支座损坏、桥面铺装破损等。
一、病害原因分析
1.裂缝:主要由温度变化、收缩徐变、超载或设计施工缺陷引起。温度应力和收缩变形可能导致结构开裂,而超载则会引发受力裂缝。2.钢筋锈蚀:因混凝土碳化或氯离子侵蚀导致保护层失效,使钢筋暴露于空气中发生锈蚀,降低结构承载力。3.混凝土剥落:冻融循环、化学腐蚀(如硫酸盐侵蚀)以及外力冲击均可造成混凝土表面剥落。4.支座损坏:长期使用中,橡胶老化、剪切变形过大或安装不当会导致支座失效。5.桥面铺装破损:车辆荷载频繁作用及防水层失效,易引起桥面坑槽、裂缝等问题。
二、处置方法
1.裂缝处理:对非结构性裂缝可采用压力灌浆或表面封闭技术;对结构性裂缝需加强加固措施,如粘贴碳纤维布或增设预应力筋。2.防腐蚀措施:通过涂刷防护涂层、修补混凝土缺陷以防止钢筋进一步锈蚀客运专线正线路基与涵洞过渡段施工方案,并定期检查维护。3.混凝土修复:使用高性能修补材料对剥落区域进行填补,恢复表面平整性。4.支座更换与维修:对于老化或损坏的支座,应及时更换或调整,确保其正常工作状态。5.桥面养护:加强日常巡查,及时修补破损部位,完善排水系统和防水层,延长使用寿命。
综上所述,针对不同病害类型采取科学合理的处置措施,可以有效提升桥梁的安全性和耐久性。同时,加强预防性养护也是减少病害发生的关键所在。
原因分析:施工不当可能是一个原因,混凝土浇筑中缺乏应有的捣固,模板缝隙不严,水泥浆流失等造成湿接板渗水腐蚀。重车作用的积累使得湿接板发生剥落。
处置建议:可以采用环氧砂浆或者环氧树脂修补表面。
4、拱圈侧墙脱离、斜向裂缝
侧墙与拱圈之间脱离,或侧墙上有斜向裂缝。
建议:检查礅台与主拱变形。1、开裂轻微不再发展的,可作一般修补裂缝处理;2、开裂严重或裂缝在发展中,应考虑加固、改造方案。
原因分析:由于老化引起的,运营时间较长,在行车长期的作用下,支座发生老化变质、开裂。
处置建议:如果比较严重则将其更换。方法如下:在支座旁边的梁底处设置千斤顶,将梁板顶起,使支座脱空不受力,然后调整更换。
2、剪切变形、开裂(剪切超限)
原因分析:主要是由于运营时间较长,在行车长期的作用下,动载振动横向力与衡载形成剪切力对支座的损害严重,支座的损坏不平整会使得桥梁上部承重结构的横向受力严重。
处置建议:如果比较严重则将其更换。方法如下:在支座旁边的梁底处设置千斤顶,将梁板顶起,使支座脱空不受力,然后调整更换。
3、支座位置串动、脱空
原因分析:串动脱空主要是因为剪切受力。
处置方法:支座产生缺陷或者不能正常工作时应立即修修整更换。对于上面所说的支座已经串动到失去其正常作用,应立即予以调整。方法如下:在支座旁边的梁底处设置千斤顶,将梁板顶起,使支座脱空不受力,然后调整更换。
1、自基础向上的竖向裂缝
原因分析:一般是因为基础下的土层松软或沉陷不均造成的。
处置方法:灌浆、嵌缝封堵法进行处理,并观察其发展情况,如有发展需进一步处理。
原因分析:混凝土浇筑接缝不良引起。
处置方法:用表面修补法处理。
原因分析:混凝土强度不足引起。
处置建议:先用灌浆发处理,观察其发展情况。
原因分析:混凝土保护层不够,造成钢筋锈蚀膨胀。
处置方法:采用表面修补法。
原因分析:桥墩柱的表层混凝土剥落一方面由于河水冲刷,一方面墩柱自身材料缺陷,导致混凝土剥落。
处置建议:建议用护墩形式对墩柱进行护理,沿桩基外面浇筑混凝土。建议浇筑混凝土深入地基,以防在长期水流以及挖砂下会形成悬空混凝土裙边,将更加不利于桩基受力。
1、自基础向上发展至台身的裂缝,下宽上窄的
原因分析:基础松软或者沉降不均。
处置建议:轻微的裂缝用表面修补法进行防护;严重的需要进行地基处理,对裂缝进行灌浆、镶缝封堵进行处理。
原因分析:桥台的横向裂缝是由于荷载的重复作用导致的,伸缩缝的堵塞使得桥面将车辆的荷载不加缓冲的直接传给承重构件,这样,沿道路前进方向的车辆荷载力对 桥台造成了直接的损坏,长期的作用,使得作用效果的累积超过了混凝土的疲劳强度,于是与道路垂直的方向会出现裂缝,并且裂缝的移动方向是行车的方向;同时地质地基的不稳定也是造成桥台损坏的主要因素。
处置方法:若若裂缝较细较浅,可以采用表面修补法,若裂缝宽度深度较大,可以先进行封闭处理,然后粘帖碳纤维布防止裂缝的继续扩大。
3、台身前墙竖向贯通裂缝
原因分析:一般是由于基础松软或者沉降不均引起
处置建议:轻微的裂缝用表面修补法进行防护;严重的需要进行地基处理,然后对裂缝进行灌浆、镶缝封堵进行处理。
原因分析:在车辆长期何载的作用下引起桥梁向横坡方向偏移,已致挤压挡快使得挡块产生裂缝。
处置方法:挡块所产生的裂缝应该立即维修,以免危及桥梁梁片的稳固,需要采用灌浆、嵌缝封堵法灌浆法。它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,在槽中嵌填塑性或刚性止水材料,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、丁基橡胶等等;常用的刚性止水材料为聚合物水泥砂浆。
1、自上而下的竖向裂缝以及顶部的纵向裂缝
原因分析:由于地基地质沉陷造成的,由于基础竖向不均匀沉降或水平方向位移,加上长期车辆荷载所受的剪切力以及材质缺陷等原因造成。由于基础竖向不均匀沉降或水平方向位移,使结构中产生附加应力,超出混凝土结构的抗拉能力,导致结构开裂。
处置方法:若病害情况不严重,可以进行表面修补法;若情况严重,危及桥梁的正常运营,则需要进行地基处理,然后进行封堵处理。
2、自下而上的竖向裂缝以及底部的纵向裂缝
原因分析:上部受压下部受拉,引起下部混凝土的张拉裂缝,是钢筋抗拉强度强度不足所导致的。
处置方法:应该立即维修,以免危及桥梁梁片的稳固。可以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。裂缝较宽,或有发展趋势等采用灌浆、嵌缝封堵法。
3、保护层过薄引起的表层开裂
原因分析:保护层过薄引起混凝土的表层裂缝
处置方法:由于此病害对结构稳定性和结构承载能力没有影响,可以采用表面修补法,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。
4、自垫石向下发展的裂缝
原因分析:由于墩帽在支承垫石下未布置钢筋或受到过大的冲击力所致。
处置方法:若病害不严重可才用表面修补法,若裂缝宽度深度较大,可以先进行封闭处理,然后粘帖碳纤维布防止裂缝的继续扩大。
原因分析:一般是高填土的涵洞或者通道,由于受过大的土压力产生的位移;还有一些是因为地基的不均匀沉降引起翼墙的竖向位移。
处置方法:若位移、倾斜不严重,可以暂不处理,观察其发展情况。若其位移倾斜严重,则需要加设支撑架,或者打锚杆进行加固,防止其进一步发展。
原因分析:翼墙产生的裂缝是由于梁体自身产生的恒载和汽车产生的活载由支座传递到桥台,桥台长期受剪力作用,当荷载累积量超过其所能承受的疲劳次数时,翼墙会从受力处产生倾斜向下的裂缝。并逐渐由于动载产生的剪切应力作用裂缝逐渐向下延伸。
处置方法:较细裂缝一般采用表面修补法,严重的裂缝宽度深度超限时采用灌浆、镶缝封堵法。
原因分析:施工时填土不密实等原因造成的。
处置建议:小面积的材料缺陷,可以采用注浆法补足,在条件允许的情况下也可以浇筑混凝土。
原因分析:锥坡的沉陷虽然不会对桥梁总体结构产生影响,但它是地质地基沉陷的一种表现形式。
处置建议:地质地基的沉陷可以导致墩台帽梁的纵向裂缝,使帽梁上压下拉,造成台帽的错位,影响支座及梁板的稳定。地质勘察精度不够、试验资料不准,在没有充分掌握地质情况就设计、施工,这是造成地基不均匀沉降的主要原因。地基地质差异太大。存在软弱地基,地基土由于不同压缩性引起不均匀沉降。桥梁建成以后,原有地基条件变化。桥梁使用期间原有地基条件变化均可能造成不均匀沉降。对于沉陷的锥坡,有可能导致大面积的坍塌,造成桥头搭板处与桥梁的脱节,产生严重的跳车现象,直接对承重构建造成硬性损坏,所以一定要进行维修。建议将护坡的浆砌片石挖开,在里面填三灰土,或者回填材料并夯实,之后向里面灌水泥浆,饱和后将浆砌片石再砌好。
十一、沥青混凝土桥面铺装
原因分析:由于长期重车以及高温作用而导致的病害现象。
处置建议:一般可采用沥清混合料覆盖车辙并加铺沥青混合料薄层罩面的方法。如条件许可时,可用加热切副法(使用铣刨机及或加热切削整平机)铣刨或切削。
原因分析:沥青材料高温稳定性差dbj/t45-035-2016 城镇环境卫生作业质量评价标准(附条文说明),或者是设计配合比有问题。
处置建议:一般可采用沥清混合料覆盖车辙并加铺沥青混合料薄层罩面的方法。如条件许可时,可用加热切副法(使用铣刨机及或加热切削整平机)铣刨或切削。
原因分析:桥头跳车是由于桥台与其后路基沉降不均匀造成了桥台和路基顶面的沉降差而产生的。当沉降差超过2cm以上时,将使此处的路面断裂,从而使行车产生明显的颠簸和不适。分析形成沉降断裂的原因,主要是由于高等级公路桥台基础一般采用桩基础,桩尖落到持力层,其沉降量甚小,设计控制工后的沉降量一般为2cm~3cm,而其后的台背回填因地基沉降和台后填料本身的压缩变形,从而使桥台和路基产生不均匀沉降,造成路面和桥台的高程突变,形成桥头跳车。
处置方法:对沉降路基段桩孔注浆,让其不再发生沉降,然后采用沥青混合料直接加铺。
原因分析:裂缝形式有纵缝、横缝、或网裂,主要是由沥青老化或桥面板本身出现损坏破裂引起的。
处置建议:情况不严重的话,用沥青料进行封闭处理。若情况严重玄武区中山东路307号省检察院幕墙施工组织设计,则需要铣刨重新铺装沥青层。