關(guān)于梁式橋梁工程病害防治和質(zhì)量控制的探討

吳冬亮

摘 要：在城市化進(jìn)程不斷加快下，在建橋梁工程項(xiàng)目數(shù)量明顯增多，尤其梁式橋梁在目前公路和城市橋梁中占有很大的份額，梁式橋梁的使用壽命對(duì)城市化進(jìn)程的發(fā)展非常重要。本文先對(duì)梁式橋梁工程常見病害進(jìn)行分析總結(jié)，然后對(duì)梁式橋梁工程質(zhì)量管理中如何加強(qiáng)質(zhì)量控制、如何預(yù)治橋梁病害進(jìn)行分析探討。

關(guān)鍵詞：梁式橋梁；橋梁病害；防治；質(zhì)量控制；探討

隨著我國(guó)經(jīng)濟(jì)的發(fā)展，城市化進(jìn)程不斷加快，對(duì)交通設(shè)施的要求越來(lái)高，但早期修建的橋梁設(shè)計(jì)荷載標(biāo)準(zhǔn)多為汽車-10級(jí)、汽車-15級(jí)和汽車-20級(jí)，其標(biāo)準(zhǔn)難以滿足日益增加的交通量荷載。而且，在實(shí)際橋梁施工管理過(guò)程中仍然存在不同程度的問(wèn)題，導(dǎo)致橋梁結(jié)構(gòu)出現(xiàn)各種各樣的病害。梁式橋梁自面世以來(lái)，就一直被采用為主流橋梁結(jié)構(gòu)形式，因此如何加強(qiáng)梁式橋梁質(zhì)量控制、如何預(yù)防和解決梁式橋梁病害是橋梁建設(shè)管理中的一項(xiàng)重要工作。

1 梁式橋梁工程病害分析

梁式橋梁病害主要分為結(jié)構(gòu)性病害和構(gòu)造性病害。梁式橋梁結(jié)構(gòu)性病害一般是指橋梁結(jié)構(gòu)在外部荷載作用下，使結(jié)構(gòu)整體承載力下降的病害，其病害直接影響橋梁結(jié)構(gòu)安全性。梁式橋梁構(gòu)造性病害一般是指橋梁在使用過(guò)程中部分附屬結(jié)構(gòu)喪失功能，影響橋梁通行使用舒適性。

1. 梁式橋梁結(jié)構(gòu)性病害

梁式橋梁結(jié)構(gòu)性病害最大的特點(diǎn)是由于它的存在使整個(gè)橋梁結(jié)構(gòu)承載能力受到很大影響，其中集中體現(xiàn)為梁體開裂。梁式橋梁結(jié)構(gòu)主要為混凝土結(jié)構(gòu)和預(yù)應(yīng)力混凝土結(jié)構(gòu)，因此在應(yīng)力集中處、鋼筋錨固處、鋼筋彎起點(diǎn)、鋼筋數(shù)量突減處、混凝土截面突變處及應(yīng)力應(yīng)變最大處等都是容易出現(xiàn)裂縫的部位。梁式橋梁裂縫主要表現(xiàn)為：

（1）彎曲裂縫：在混凝土梁上施加彎矩時(shí)，將產(chǎn)生彎曲裂縫。彎曲裂縫首先出現(xiàn)在彎矩最大截面的混凝土受拉區(qū)。隨著荷載的增大，裂縫寬度增大，長(zhǎng)度延伸，裂縫數(shù)量增加，裂縫區(qū)域逐漸向兩側(cè)發(fā)展。

（2）剪切裂縫：剪切裂縫主要發(fā)生在剪應(yīng)力最大的部位。對(duì)梁式橋梁來(lái)說(shuō)，剪切裂縫往往發(fā)生在支座附近，由下部開始沿著與軸線斜交裂開。隨著荷載的增大，裂縫長(zhǎng)度將不斷增長(zhǎng)并向受壓區(qū)發(fā)展，裂縫數(shù)量也不斷增多并分叉，裂縫區(qū)也逐漸向跨中方向擴(kuò)大。如剪切裂縫不斷發(fā)展或者裂縫接近受壓區(qū)，必須進(jìn)行加固處理。

（3）斷開裂縫：梁式橋梁結(jié)構(gòu)整個(gè)截面受拉引起的裂縫稱為斷開裂縫。橋梁受拉結(jié)構(gòu)在荷載作用下，產(chǎn)生的裂縫均沿正截面開展，裂縫間距有一定規(guī)律性。隨著荷載的增大，鋼筋應(yīng)力達(dá)到極限，鋼筋伸長(zhǎng)率較大，裂縫寬度加大并超出允許寬度，橋梁結(jié)構(gòu)出現(xiàn)破壞狀態(tài)。

（4）局部應(yīng)力引起的裂縫：局部應(yīng)力引起的裂縫主要表現(xiàn)在：墩臺(tái)支座處受到較大局部應(yīng)力；橋梁結(jié)構(gòu)突然受到?jīng)_擊力；預(yù)應(yīng)力梁端錨固區(qū)受到較大局部應(yīng)力而引起的裂縫。

此外，梁式橋梁結(jié)構(gòu)性病害還有混凝土結(jié)構(gòu)的壞化，混凝土結(jié)構(gòu)的壞化最常見的原因是鋼筋腐蝕造成混凝土的剝落，直接影響橋梁結(jié)構(gòu)承載力和結(jié)構(gòu)壽命。鋼筋腐蝕的兩個(gè)主要原因就是混凝土的碳化和受氯離子影響而造成的堿性減低或鈍化膜消失。

2. 梁式橋梁構(gòu)造性病害

梁式橋梁構(gòu)造性病害主要有伸縮縫裝置損壞、橋面鋪裝損壞、橋頭跳車、混凝土構(gòu)造裂縫等。

（1）橋梁伸縮縫裝置損壞主要原因有交通量增大，重型車輛多，對(duì)伸縮縫沖擊大；主梁結(jié)構(gòu)和橋面板剛度不足，導(dǎo)致橋面板變形過(guò)大；施工方面原因；管理維護(hù)原因等。

（2）橋面鋪裝病害主要表現(xiàn)為橋面防水混凝土破損導(dǎo)致橋面鋪裝的破壞。

（3）橋頭跳車產(chǎn)生的主要原因有地基強(qiáng)度不足；臺(tái)后填料不當(dāng)；臺(tái)后壓實(shí)不足；地基浸水軟化等。

（4）混凝土構(gòu)造裂縫主要是由于水泥、骨料等材料質(zhì)量不好以及施工質(zhì)量不好等原因造成。

2 梁式橋梁工程施工質(zhì)量控制要點(diǎn)

1. 加強(qiáng)樁基施工質(zhì)量控制：樁基施工前要認(rèn)真復(fù)核樁位坐標(biāo)、檢查鋼護(hù)筒埋設(shè)深度；鉆（沖）孔施工過(guò)程中要注意巖樣的判斷和進(jìn)入持力巖層的深度；監(jiān)督樁基鋼筋籠是否按規(guī)范和圖紙要求制作；樁基清孔排渣時(shí)，必須保持孔內(nèi)水頭，防止坍孔；樁基灌注水下砼施工前，要檢測(cè)泥漿比重和含砂率（含砂率要求少于2%）；首批灌注混凝土應(yīng)滿足導(dǎo)管首次埋置深度1.0m以上，灌注水下砼需做好施工記錄，每次拔導(dǎo)管前要計(jì)算導(dǎo)管埋深是否在2-6m范圍內(nèi)，嚴(yán)禁超拔導(dǎo)管，否則容易造成樁基水下砼缺陷。

2. 加強(qiáng)預(yù)制梁（空心板梁和小箱梁）質(zhì)量控制：檢查預(yù)制梁廠制作生產(chǎn)條件，包括張拉設(shè)備、臺(tái)座、梁廠地基處理、存梁區(qū)等；檢查預(yù)制梁鋼筋是否按設(shè)計(jì)要求制作，包括預(yù)應(yīng)力鋼束、縱向普通鋼筋和箍筋；檢查預(yù)制梁的模板，包括底模、側(cè)模、端模和內(nèi)模；檢查預(yù)應(yīng)力張拉、壓漿、壓錨；檢查成品梁蒸氣養(yǎng)護(hù)等。

3.加強(qiáng)支架現(xiàn)澆梁式橋梁質(zhì)量控制：做好支架地基處理，檢驗(yàn)地基承載試驗(yàn)和沉降量；做好支架搭設(shè)并進(jìn)行預(yù)壓，確保支架具有足夠的強(qiáng)度和剛度；做好模板安裝，確保現(xiàn)澆混凝土外觀質(zhì)量；做好鋼筋綁扎，確定合理的綁扎順序，處理好保護(hù)層厚度及與預(yù)應(yīng)力鋼束之間的位置；混凝土澆筑要做好配合比設(shè)計(jì)和原材料試驗(yàn)，安排好澆筑順序；預(yù)應(yīng)力張拉前要對(duì)千斤頂、壓力表、油泵進(jìn)行校驗(yàn)，合格后組成配套設(shè)備，按照張拉順序進(jìn)行張拉。

梁式橋梁工程病害防治

1.下?lián)问筋A(yù)應(yīng)力拉桿加固：梁式橋梁結(jié)構(gòu)病害加固時(shí)，如果橋下凈空能夠滿足通車、通航的要求，可采用在梁下設(shè)置預(yù)應(yīng)力拉桿，并噴射混凝土作為保護(hù)層進(jìn)行加固。粗鋼筋作為拉桿，兩端錨固在梁端部，中間用單柱、雙柱或多柱支撐在梁的底部，然后噴射一層5-8厘米厚的混凝土作為保護(hù)層，與原混凝土梁組合受力。

2.預(yù)應(yīng)力鋼絲束加固：沿梁腹側(cè)面按拋物線敷設(shè)預(yù)應(yīng)力鋼束并用定位箍圈固定，鋼絲束兩端穿過(guò)梁端翼板上的斜孔伸至梁頂錨固。對(duì)鋼絲束施加預(yù)應(yīng)力后，再噴射混凝土作為保護(hù)層，防止腐蝕。

3.增大構(gòu)件截面加固：增大結(jié)構(gòu)截面的途徑有增加受力主筋截面、加大混凝土截面、加厚橋面板和噴錨加固等方法。

4.混凝土結(jié)構(gòu)壞化防治：橋梁結(jié)構(gòu)混凝土壞化要以預(yù)防為主，可以通過(guò)改進(jìn)混凝土成分，提高混凝土密實(shí)性及抗腐蝕能力。混凝土原材料優(yōu)先采用河砂，嚴(yán)禁使用氯離子超標(biāo)的海砂和使用氯離子含量較大的減水劑。氯化物的侵入是引起混凝土中鋼筋腐蝕的最主要原因之一，氯離子能破壞鋼筋表面鈍化膜而引起鋼筋局部腐蝕，對(duì)腐蝕過(guò)程具有催化作用。對(duì)用于鋼筋混凝土用砂，其氯離子含量不得大于0.06%（以干砂的質(zhì)量百分率計(jì)）；對(duì)用于預(yù)應(yīng)力鋼筋混凝土用砂，其氯離子含量不得大于0.02%（以干砂的質(zhì)量百分率計(jì)）。

5.橋頭跳車的防治：軟土地區(qū)橋頭跳車非常突出，要防治橋頭跳車需采用有效的措施。其中，可以采用以下措施：地基加固處理是最有效的防治橋頭跳車的方法之一，特別是軟土地區(qū)需在橋頭30米范圍內(nèi)采用水泥攪拌樁或高壓旋噴樁進(jìn)行地基加固；預(yù)壓處理，在填筑臺(tái)后填土前，在原有的地基上堆截一段較長(zhǎng)時(shí)間，等地基以下軟土層排水固結(jié)后，再進(jìn)行臺(tái)后填料施工，從而解決橋頭跳車和臺(tái)后填土不均勻沉降等問(wèn)題。

6.橋面鋪裝破壞的防治：首先要保證主梁體的結(jié)構(gòu)剛度和施工質(zhì)量，其次要保證橋面鋪裝層的厚度，最后要提高橋面防水層和防水混凝土的施工質(zhì)量。

7.橋梁伸縮縫破壞的防治：首先要保證梁端具有足夠的剛度，以滿足車輛荷載反復(fù)作用；然后選擇合適的伸縮縫裝置，滿足上部梁體之間和梁體與橋臺(tái)之間的水平位移，伸縮縫要防止雨水和垃圾滲入，伸縮縫安裝要保證錨固寬度，錨固鋼筋要牢固可靠；最后伸縮縫混凝土要采用鋼纖維混凝土澆筑，鋼纖維能夠有效地阻礙混凝土內(nèi)部微裂縫的擴(kuò)展及宏觀裂縫的形成，顯著地改善了混凝土的抗拉、抗彎、抗沖擊及抗疲勞性能，具有較好的延性，從而有效地提高伸縮縫使用壽命。

3 結(jié)束語(yǔ)

梁式橋梁因其結(jié)構(gòu)形式易于標(biāo)準(zhǔn)化，施工方便，橋梁經(jīng)濟(jì)指標(biāo)好，從而成為當(dāng)今橋梁建設(shè)的主流結(jié)構(gòu)形式，因此做好梁式橋梁的病害防治和質(zhì)量控制工作，具有重大意義。

參考文獻(xiàn)

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