钢筋混凝土铁路桥梁常见病害分析及对策
桥梁工程的常见病害与施工处理技术

桥梁工程的常见病害与施工处理技术桥梁工程作为重要的交通基础设施,承担着极其重要的交通运输功能。
受到自然环境和外部因素的影响,桥梁在使用过程中往往会出现各种病害问题,这不仅会影响桥梁的使用寿命,还会对交通运输造成严重的安全隐患。
及时发现桥梁病害并采取有效的施工处理技术是确保桥梁安全的关键之一。
一、常见的桥梁病害种类1. 混凝土病害混凝土桥梁中的混凝土病害主要包括混凝土裂缝、混凝土表面剥落、混凝土开裂等。
这些病害主要由于混凝土材料质量不良、设计不合理、施工工艺不当等原因引起。
2. 铁路钢轨病害桥梁上的钢轨在长时间的使用过程中容易出现锈蚀、疲劳断裂、焊接接头开口等病害,这些病害会影响铁路运输的安全和稳定性。
3. 桥梁基础病害桥梁基础病害主要包括桩基沉降、桥墩倾斜、基础冻害等,这些病害会影响桥梁的承载力和稳定性。
以上只是桥梁病害中的一部分,针对不同种类的病害,需要采取相应的施工处理技术进行修复和加固。
二、桥梁病害的施工处理技术1. 混凝土病害的修复技术对于混凝土桥梁的混凝土病害,一般可以采取修补、加固的施工处理技术。
修补主要针对混凝土表面的裂缝、剥落等病害,可以采用混凝土修补材料进行修复。
而对于混凝土桥梁的开裂、裂缝较为严重的情况,需要采用加固的处理技术,例如设置钢筋混凝土套筒、外加剪力墙等形式进行加固。
2. 铁路钢轨病害的维修技术针对桥梁上的钢轨病害,主要可以采用热焊修复、剪切焊接等技术进行维修。
对于锈蚀严重的钢轨,还可以采用磨削、镀铜等方式进行修复,保证钢轨的使用安全性。
3. 桥梁基础病害的加固技术桥梁基础病害对桥梁的安全性影响较大,因此需要采取有效的加固技术进行修复。
针对桩基沉降、基础冻害等病害,可以采取桩基灌浆、基础加固等方式进行修复,增强桥梁的承载能力和稳定性。
在进行桥梁病害的施工处理技术时,需要根据具体的病害情况制定合理的施工方案,并严格按照规范要求进行施工操作,保证修复和加固效果。
还需要对施工过程中的安全性和环保性进行充分考虑,确保施工过程安全、可控和环保。
道路桥梁工程常见病害及施工处理技术

道路桥梁工程常见病害及施工处理技术
一、桥梁板面病害
1.鼓包和拱形病害:桥梁板面出现凸起或呈现弯曲的状况,通常是由于混凝土料浆不够稠密或者与钢筋粘结不良导致的。
处理方法是首先清理病害处,然后增加钢筋数量,重新浇筑混凝土,并严格控制混凝土浇筑过程中的振捣工艺。
2.裂缝病害:桥梁板面出现裂缝,可能是由于混凝土施工时脱模过早或者浇筑时没有采取合适的工艺措施导致的。
处理方法是首先清理病害处,然后填充高性能防水胶凝材料或者高强度水泥浆料修补病害处,补强钢筋加固。
1.沉陷病害:桥梁墩基出现沉陷,通常是由于地基承载力不足或者地基沉降不均匀导致的。
处理方法是首先清理病害处,然后进行地基加固和加宽,采取灌浆、植筋、加固桩等措施。
3.腐蚀病害:桥梁墩基出现腐蚀,通常是由于长期暴露在潮湿环境中或者使用了劣质材料导致的。
处理方法是首先清理病害处,然后修复墩基表面,涂刷防水涂料或者使用防腐材料进行修复。
三、桥梁伸缩缝病害
1.渗漏病害:桥梁伸缩缝出现渗漏,可能是由于伸缩缝材料老化或者安装不严密导致的。
处理方法是首先清理病害处,然后更换新的伸缩缝材料或者进行维修。
桥梁工程常见的病害包括桥梁板面病害、桥梁墩基病害和桥梁伸缩缝病害。
处理这些病害的关键是及时清理病害处,选择合适的修复材料和施工工艺,加固钢筋等,保证桥梁的正常使用和安全运行。
铁路混凝土桥梁病害的原因及防治对策分析

铁路混凝土桥梁病害的原因及防治对策分析摘要:近年来,随着我国铁路事业迅速发展,高速铁路不断建设,铁路混凝土桥梁病害的数量也急剧增长,已成为桥梁维护的一大难题。
为了更好的保障新技术新设备的稳定运行,铁路管理部门对铁路营运线路混凝土桥梁的质量要求越来越高,如何对其进行病害整治和加固维修已经成为保障铁路畅通运行的重要课题。
关键词:铁路;混凝土桥梁;病害原因;防治对策;分析Abstract: in recent years, as China’s railway development, high spe ed railway constantly construction, railway concrete bridge diseases and the number of rapid growth, has become a big problem in the bridge maintenance. In order to better ensure the new technology, new equipment and stable operation, railway administration departments of railway operation lines of Bridges of more and more high quality requirements, how the disease control and strengthening maintenance has become clear operation of the railway security issue.Keywords: railway; Concrete bridge; Reasons of these diseases; Countermeasures to prevent and control; analysis铁路桥梁的兴建与畅通是确保铁路正常运行的咽喉地带,更是沟通全国铁路交通网的关键。
桥梁常见病害形成原因及处治方法

桥梁常见病害形成原因及处治方法一、混凝土常见病害1、剥落、露筋A、施工引起原因分析:施工质量不好,如浇注时钢筋保护层垫块位移,钢筋紧贴模板,因保护层太溥,空气中氯离子入浸而引起的钢筋锈蚀与砼剥落。
处置建议:为了避免造成钢筋锈蚀膨胀与混凝土剥落的恶性循环,建议将剥落、露筋的地方与空气隔绝,建议采用环氧砂浆或者环氧树脂修补表面。
补修时先去掉表层污垢,用铅锤凿开至30mm深度,然后将环氧砂浆涂至凿开处。
B、车载作用原因分析:由于砼裹力不足在长期车辆重复作用下产生剥落,然后与空气中化学物质作用,由此很容易导致梁片的大面积剥落进而造成钢筋锈蚀与梁底剥落的恶性循环。
处置建议:一般可采用新鲜混凝土进行修补,用于修补的混凝土,要级配良好,并且特别注意保证具有良好的和易性,以减少捣实工作的困难。
混凝土的修补可以采用直接浇筑、喷射和压浆几种方法。
C、外力冲撞原因分析:车辆刮伤大概外力撞击造成混凝土剥落露筋处置建议:建议设置超高限制牌和超高限制架。
同时采用新鲜混凝土进行修补,用于修补的混凝土,要级配良好,并且特别注意保证具有良好的和易性,以减少捣实工作的困难。
混凝土的修补可以采用直接浇筑、喷射和压浆几种方法。
2、蜂窝麻面A、蜂窝原因分析:施工不当。
混凝土浇筑中缺乏应有的捣固,模板漏洞不严,水泥浆流失等。
处置办法:一般可采用新颖混凝土举行修补,用于修补的混凝土,要级配良好,并且特别注意保证具有良好的和易性,以减少捣实工作的困难。
B、麻面原因分析:施工采用模板表面不光滑,模板湿润又不够,致使构件表面混凝土内的水分被吸去。
处置方法:一般可采用新鲜混凝土进行修补,用于修补的混凝土,要级配良好,并且特别注意保证具有良好的和易性,以减少捣实工作的困难。
3、混凝土腐蚀(氯化物的渗入、碱硅反应、硫酸盐、酸侵蚀、冻融作用)A、施工原因的腐蚀原因分析:施工时沥青量控制不够,使得路面出现平整度不够,难以排除积水,接缝处排水不畅导致水流漫流至台面处,同时蜂窝麻面的墩台帽梁容易吸收水蒸气与空气中的化学物质回响反映引起腐蚀也是一个很重要的因素。
道路桥梁工程常见病害及施工处理技术

道路桥梁工程常见病害及施工处理技术道路桥梁工程是基础设施建设的重要部分,常常承受着交通负荷的压力,容易出现病害。
本文章将介绍一些常见的道路桥梁工程病害及其施工处理技术。
1. 裂缝:道路桥梁工程中常见的病害之一就是裂缝。
裂缝可以分为水平裂缝、垂直裂缝和斜裂缝。
对于裂缝的施工处理技术主要有填缝、搭接焊、封闭、切割和搭接、碾压等。
2. 锈蚀:钢结构桥梁易受到环境中的氧气和水分的影响,从而产生锈蚀。
对于桥梁锈蚀的施工处理技术主要有喷涂防锈漆、发泡防锈、电化学防护等。
3. 混凝土层剥落:随着桥梁的使用时间增长,混凝土表层可能会出现剥落现象。
对于混凝土层剥落的施工处理技术主要有修复、喷涂保护层、加铁筋等。
4. 碳化:碳化是混凝土材料中钙化合物与二氧化碳反应生成碳酸盐的过程。
碳化会引起混凝土体积膨胀、强度降低等问题。
对于混凝土碳化的施工处理技术主要有清理表面、喷涂碱性或酸性溶液等。
5. 沉降:沉降是桥梁工程中常见的病害之一,它主要是由于地基不均匀沉降或者土质较软造成的。
施工处理技术主要有在地基上添加加固材料、加设缝隙、浇筑增厚等。
6. 挠度过大:对于梁式桥梁工程,挠度过大会引起结构的变形和破坏。
施工处理技术主要有增加剪力连接、钢筋加固、设置应力杆等。
7. 桥面损坏:桥面的损坏主要是由于车辆冲击和腐蚀等原因引起的。
施工处理技术主要有重新铺设桥面和进行防水处理。
道路桥梁工程常见病害的施工处理技术涉及到各个方面,需要根据不同的病害选取相应的处理方法。
合理的施工处理技术能够有效延长道路桥梁工程的使用寿命,保证交通安全。
列举混凝土梁桥上部结构存在的主要病害及常用加固方法

列举混凝土梁桥上部结构存在的主要病害及常用加固方法1. 引言在桥梁的设计和使用过程中,混凝土梁桥上部结构存在着一些常见的病害问题,如裂缝、变形、腐蚀等,这些问题在一定程度上会影响桥梁的使用性能和安全性。
对于混凝土梁桥上部结构病害的识别和加固方法显得尤为重要。
本文将列举混凝土梁桥上部结构存在的主要病害,并介绍常用的加固方法,以期启发读者从多个角度去理解和处理这些问题。
2. 混凝土梁桥上部结构存在的主要病害(1)裂缝裂缝是混凝土梁桥上部结构常见的病害,主要包括龟裂、径向裂缝、斜裂等。
这些裂缝可能是由于材料的收缩、温度变化或荷载作用引起的,严重的裂缝会导致桥梁的承载能力和使用安全性下降。
(2)变形混凝土梁桥上部结构的变形主要表现为挠度、非对称变形等,这些变形会影响桥梁的舒适度和驾驶体验,甚至会减少桥梁的使用寿命。
(3)腐蚀腐蚀是混凝土梁桥上部结构的另一个重要问题,主要包括碳化、氯离子侵蚀、钢筋锈蚀等。
腐蚀会导致混凝土变得松软,钢筋失去截面积,从而影响桥梁的承载能力和使用寿命。
3. 常用的加固方法(1)加固裂缝对于混凝土梁桥上部结构的裂缝问题,可以采用填充材料注浆、粘贴玻璃纤维布、喷涂聚合物等方法进行加固,以提高桥梁的承载能力和使用安全性。
(2)加固变形针对桥梁上部结构的变形问题,可以采用预应力加固、加固背反杆、增加跨向梁等措施,以减少桥梁的挠度和变形,提高桥梁的舒适度和使用寿命。
(3)防止腐蚀为了防止桥梁上部结构的腐蚀问题,可以采用防护层涂覆、防腐涂料涂刷、陶瓷涂层覆盖等方法,以延长桥梁的使用寿命和减少维护成本。
4. 个人观点和理解混凝土梁桥上部结构存在的病害问题是一项复杂的工程问题,需要我们综合考虑材料、结构、施工等多个方面的因素。
在加固方法的选择过程中,应该根据实际情况,灵活运用各种技术手段,达到经济、可行、效果显著的目的。
另外,预防病害的发生同样重要,通过科学的设计、施工和维护,可以延长桥梁的使用寿命,减少病害的修复成本。
钢筋混凝土桥梁病害原因分析及防治

文章编号:1005205742(2001)0520159201钢筋混凝土桥梁病害原因分析及防治薛建峰 刘桂荣(呼伦贝尔盟公路勘测规划设计院,内蒙古海拉尔021008)【摘 要】 介绍了钢筋混凝土桥梁经常出现的病害及其病害产生的原因,提出了对病害的处理及预防措施。
【关键词】 钢筋混凝土桥;病害;防治中图分类号:U45.7+1 文献标识码:C 钢筋混凝土桥梁在修建或运营一段时间后往往会伴有病害的发生,如桥头跳车、混凝土开裂、钢筋锈蚀等,对混凝土桥梁产生不同程度的损伤,影响结构的正常使用,降低其使用性能及使用寿命。
下面介绍对这些桥梁病害的分析及病害的处理及预防措施。
1 桥梁存在的主要病害及产生的原因通过对部分钢筋混凝土桥梁病害的调查分析,产生病害既有外界因素,也有内部因素。
设计考虑不周或施工组织不当、地基基础的不均匀沉降、桥梁长期处于超载状态等原因。
1.1 桥头跳车1.1.1 现象及病害分析桥头跳车是桥梁投入使用后普遍存在的一种病害,一般的台后路面与桥台路面高差普遍在2~3cm左右,个别的桥梁甚至达到了6~7cm,桥台与台后路面明显存在着台阶。
桥头跳车不仅影响行车舒适,而且还会使桥产生过大的冲击力,诱发或加重桥梁的病害,同时影响桥头伸缩缝的工作性能,加速其破坏过程,伸缩缝需频繁维修、更换。
桥头跳车主要因素是台后填土及路基与桥台间的不均匀沉降。
而不均匀沉降的原因包括:①填土前原地面的承载力不足。
②填土质量不好,容易发生沉降。
③土方碾压质量不合格。
④由于桥梁结构物的影响,碾压机械无法达到的部位出现死角。
1.1.2 防治措施设计上考虑增加台后搭板的形式来避免或减轻桥头跳车的现象。
施工中,严格控制填土及碾压质量。
可以通过长期观测,判断桥台台后及路基沉降是否稳定。
若沉降相对稳定,可考虑将台后路面凿掉后重新铺装混凝土的方法解决,但不能破坏或扰动原来的台后回填土。
1.2 混凝土开裂1.2.1 混凝土开裂特征及原因从目前钢筋混凝土桥梁使用的情况看,有许多桥梁梁体开裂,桥面铺装混凝土损坏,使桥面产生坑槽,影响车辆的正常行驶,甚至影响到结构的正常使用和耐久性。
桥梁结构常见病害及加固方法

桥梁结构常见病害及加固方法桥梁是连接城市和乡村的重要交通枢纽,承担着车辆和行人的重要通行任务。
随着时间的推移,桥梁结构也会出现各种病害,给桥梁的安全和稳定性带来隐患。
需要及时发现并加固桥梁结构的病害,以保障桥梁的安全通行。
一、桥梁结构常见病害1.混凝土开裂混凝土开裂是桥梁结构常见的病害之一。
混凝土在施工和使用过程中,受到温度、荷载变化等因素的影响,容易出现不同程度的开裂。
开裂使得混凝土内部的钢筋暴露在外,加速了钢筋的锈蚀,从而影响了整个桥梁结构的稳定性。
2.钢结构腐蚀桥梁中的钢结构容易受到大气、水汽等化学物质的腐蚀,特别是在潮湿和盐雾环境下,腐蚀速度更快。
钢结构的腐蚀会减弱其强度和刚度,从而影响桥梁结构的承载能力和使用寿命。
3.桥墩病害桥墩是桥梁结构的支撑点,承载着桥面和行车荷载。
在桥梁使用过程中,桥墩常常受到地震、水流冲刷等外力影响,容易出现裂缝、变形和松动等病害,严重影响了桥梁的安全性和稳定性。
4.桥梁基础沉降桥梁结构的基础是其稳定的基石,然而在地质条件恶劣的地区,桥梁基础容易出现沉降和变形。
桥梁基础沉降会导致桥梁整体结构的不稳定,严重时可能造成桥梁倾斜甚至坍塌。
5.桥面铺装开裂桥面铺装是供车辆通行的道路部分,而在长期的使用过程中,由于车辆荷载、温度变化等原因,桥面铺装容易产生裂缝和坑洼,影响行车安全。
二、桥梁结构加固方法对于混凝土结构的桥梁,可以采取表面加固或深部加固的方法。
表面加固采用粘结剂和玻璃纤维布等材料,加固混凝土表面,提高其抗拉强度和抗剪强度。
深部加固采用碳纤维布、预应力钢筋等材料,加固混凝土内部,提高其整体承载能力。
2.防腐保护针对钢结构的腐蚀问题,可以采取防腐涂料、防腐涂层、阴极保护等措施,延长钢结构的使用寿命。
定期对桥梁进行防腐检测和维护,及时发现并修复腐蚀部位。
对于桥墩的裂缝、变形和松动等病害,可以通过注浆加固、外包加固、加固筋加固等方法,提高桥墩的稳定性和整体承载能力。
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西南交通大学铁道部客运专线工务培训班结业论文钢筋混凝土铁路桥梁常见病害分析及对策学员姓名:刘传奎单位:武汉铁路局襄樊工务段职务:副段长、高级工程师所在院系:土木工程学院专业:铁道工程指导老师:李小珍教授研究方向:桥梁工程入学时间:2007年5月28日结业时间:2007年11月22日2007年10月10日目录第一章绪论1。
1钢筋混凝土铁路桥梁病害问题的现状1.2 选题的原因及目的简述第二章钢筋混凝土铁路桥梁常见病害及原因分析2。
1 刚度和强度不足引起的病害及分析2.2 混凝土裂纹病害分析2。
3 混凝土钢筋锈蚀分析2。
4 支座病害及分析2。
5 桥面系病害及分析2。
6 墩台病害及分析第三章钢筋混凝土铁路桥梁常见病害防治对策及处理办法3。
1 钢筋混凝土铁路桥梁的加固措施及办法3.2 混凝土裂纹的预防措施、检测及处理办法3.3 混凝土钢筋锈蚀的防治措施3。
4支座病害的防治对策及整治措施3.5 桥面系病害的防治对策及整治措施2.6 墩台病害的防治对策及整治措施第四章结论及展望参考文献1)绪论1. 1 钢筋混凝土铁路桥梁病害问题的现状钢筋混凝土桥梁以其刚度大、强度高、取材广泛、造价低、噪音小、结构形式多、具有较好稳定性和耐久性、维修费用少等优点在铁路建设中被广泛采用。
混凝土桥梁在铁路建设中占有相当大的比例,尤其是山区铁路,钢筋混凝土桥梁的比例占到线路总长的10℅~40℅,甚至更多。
随着耕地保护及环保意识的提高,钢筋混凝土桥梁所占的比重将越来越大,据资料显示,正在建设的京沪高速铁路钢筋混凝土桥梁占到线路总长的80℅左右.在我国既有铁路线上广泛使用的钢筋混凝土桥梁由于设计、施工、养护、运营、材料及环境等影响,混凝土的强度、刚度、耐久性、稳定性问题非常突出.根据统计我国铁路病害桥梁所占比例占所有桥梁的40℅左右,其中六七十年代建成的桥梁所占的比重更大,桥梁结构类型主要以简支梁为主.经调查统计这些桥梁大部分已出现病害,主要表现在梁、墩裂纹普遍,发展速度加快;混凝土钢筋锈蚀严重;混凝土炭化、腐蚀、露筋普遍;支座歪斜、位移、空掉、积水、翻浆、支承块破损压溃、失效;桥面积水、翻浆、板结排水不畅、步行板失效、吊围及人栏钢筋锈蚀严重;桥梁联接差、横向刚度及一阶自振频率不足、横向振幅偏大;浅基础冲刷失稳等。
很多桥梁不仅不能满足提速和重载的需要,而且还被迫限速.1.2选题的原因及本文要研究的内容如何提高混凝土桥梁的耐久性,延长混凝土桥梁的使用寿命,是人们一直在努力探索的问题.。
然而,在钢筋混凝土桥梁设计、施工、养护维修中,人们由于对混凝土桥梁的认识不足,对混凝土桥梁耐久性往往期望值过高,造成重建轻养、重线轻桥的问题比较严重,使很多混凝土桥梁病害不能从设计和施工源头加以控制,留下大量的病害隐患,造成病害的快速产生和发展,增加了日后养护的困难,加上在工务养护维修中很多桥梁病害得不到及时的发现和处理,造成混凝土桥梁状况恶化,使混凝土桥梁的耐久性急剧下降,使用寿命大大缩短,不仅加大了桥梁建设和维修的成本,也影响到线路的正常运营,很多桥梁在使用寿命不到二、三十年就不得不限速、大修或更新。
为了提高对混凝土桥梁病害的认识,科学地进行混凝土桥梁的检查、养护和维修,达到提高混凝土桥梁的耐久性,延长混凝土桥梁使用寿命的目的,本文从既有线混凝土桥梁的病害分析入手,主要阐述混凝土桥梁病害的类型、原因分析及防治对策和处理办法。
第二章钢筋混凝土铁路桥梁常见病害及原因分析2。
1 刚度和强度不足引起的病害及原因分析在钢筋混凝土铁路桥梁中,由于片面追求造价低、施工方便而降低了钢筋混凝土铁路桥梁刚度和强度方面的储存,随着桥梁的老化、运行条件的提高和病害的不断发展,钢筋混凝土铁路桥梁的刚度和强度系数大为降低,很多桥梁出现横向刚度不足,横向振幅偏大或超限,过车时,桥梁晃动严重,不仅旅客列车乘坐舒适性得不到保证,而且大大改变了桥梁的受力状况,在动活载加剧的情况下,桥梁病害加快发展,不仅加剧了梁、墩裂纹的产生和发展,同时也加剧了支座病害的发展,对桥梁其它部件的破坏也会加剧,如果不采取切实的措施,不仅严重降低钢筋混凝土桥梁的耐久性,大大缩短桥梁的使用寿命,而且还严重威胁车辆运行安全.我们在对襄渝线老河口东至胡家营(k0~k174)、汉丹线云梦至老河口东(k90~k372)78座钢筋混凝土桥梁的秋检及桥梁横向振幅检测后发现,有7座钢筋混凝土桥梁横向振幅超限,其中最大振幅为k40+216的东湾大桥,横向振幅达到18mm,严重超出《桥检规》3.522mm的安全限值,另有16座桥梁达到或接近《桥检规》横向振幅限值,经分析振幅超限或接近超限的桥梁全部为32米混凝土T型简支梁和不同跨度的∏型梁桥,全面检查发现这些桥梁的横隔板均出现不同程度的断裂,支座产生空吊、位移和损伤,梁部出现竖向裂纹,桥墩有不同的横向裂纹.桥梁横向振幅超限的主要原因有:设计标准低、施工质量差、养护维修投入不足、方法不当等设计方面主要片面考虑经济性和施工的方便,致使安全储备偏低,桥梁刚度,强度不足,尤其双片T 型梁结构,由于横向连接薄弱,在活载作用下极易造成联接的横隔板断裂,大大降低了桥梁的横向刚度;在施工质量方面主要有:对支座的加工和安装检查把关不严,造成支座空吊、歪斜、不密贴等病害;对混凝土的用料认识不足、把关不严、配合比不合理、拌和不均、乱用添加剂、养生不标准、钢筋保护层不够等造成混凝土早期裂纹和钢筋锈蚀,弱化了混凝土的强度和刚度;养护维修方面主要是重线轻桥,投入不足,检查难度大,人员素质低,检查设备落后,修理难度大,致使很多桥梁病害得不到及时的发现和早期维修处理,此外列车过桥时的激振频率与32米简支型梁桥的固有频率接近也是桥梁横向振幅超限重要的一个原因,此外也与混凝土桥梁运营时间较长(使用年限已达30多年),结构老化有关。
2.2 混凝土裂纹病害及原因分析2.2。
1混凝土裂纹病害的认识混凝土因其取材广泛、价格低廉、抗压强度高、耐久性好等优点而成为当今世界建筑结构中使用最广泛的建筑材料之一.但是,大量的工程实践和理论分析表明,钢筋混凝土构件基本上都是带裂缝工作的,只是有些裂缝很细,甚至肉眼看不见(缝宽〈0. 05 mm),一般对结构的使用无大的危害,可允许其存在;有些裂缝在使用荷载或内外界物理、化学因素的作用下,不断产生和扩展,引起混凝土碳化、保护层剥落、钢筋腐蚀,使钢筋混凝土构件的强度和刚度受到削弱,耐久性降低,影响结构的正常使用,严重时甚至发生垮塌事故,必须加以控制.我国现行公路、铁路、建筑水利等设计规范均采用限制构件裂缝宽度的办法来保障钢筋混凝土结构的正常使用.2.2.2 裂缝成因及分析实际上,钢筋混凝土结构裂缝的成因复杂而繁多,甚至多种因素相互影响,但每一条裂缝均有其产生的一种或几种主要原因.钢筋混凝土桥梁裂缝的种类,就其产生的原因,大致可划分如下几种。
2.2.2.1荷载引起的裂缝钢筋混凝土桥梁在常规静、动荷载及次应力下产生的裂缝称荷载裂缝,归纳起来主要有直接应力裂缝、次应力裂缝两种。
直接应力裂缝是指外荷载引起的直接应力产生的裂缝.裂缝产生的原因有:(1)设计计算阶段。
计算模型不合理,设计荷载偏低;内力与配筋计算错误;结构安全系数不够;设计不考虑施工的可能性;设计断面不足;钢筋设置偏少或布置错误;结构强度、刚度不足;构造处理不当。
(2)施工阶段.混凝土的用料把关不严,搅拌、振动、养生不规范;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;不对结构做施工机具振动等条件下的疲劳强度验算等.(3)运营阶段. 列车提速重载加大了动荷载对桥梁的冲击力,改变了桥梁的受力状况,加剧了桥梁的震动变形;工务检查、养护、维修不到位,加快了裂纹的发展。
次应力裂缝是由于构件局部应力集中,混凝土徐变,局部细节设计不当等造成。
2. 2.2.2 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时,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,当应力超过混凝土强度时即产生温度裂缝。
在某些大跨径桥梁中,温度应力可以达到甚至超出活载应力.温度裂缝区别于其它裂缝的主要特征是其裂缝将随温度变化而扩张或合拢。
引起温度裂缝的主要因素有:1.四季温差引起的热胀冷缩,一旦超过混凝土的强度限值,就会导致裂纹的产生;2。
混凝土内外温差过大,如:骤然温变导致混凝土内外温度力差异,施工中的水泥的水化热反应,混凝土温度内高外低引起的表面裂纹,3.混凝土养生方式的不当也易引起温度裂纹.如蒸汽养护,洒水不均或冬季施工措施不当;4.混凝土收缩造成的裂纹,主要有失水和自重引起的塑性收缩裂纹,水蒸发后混凝土不均匀收缩引起的缩水裂纹,混凝土硬化过程中因水化反应引起的体积膨胀或缩小而出现的自生裂纹,此外还有因混凝土的碳化反应引起的碳化裂纹.2。
2.2.3 混凝土冻融引起的裂纹混凝土的孔隙率过大,混凝土中的饱和水或渗入水在温度低于零度时会出现冰冻,游离的水转变成冰,体积膨胀9%,因而混凝土产生膨胀应力;同时混凝土凝胶孔中的过冷水在微观结构中迁移和重分布引起渗透压,使混凝土中膨胀力加大,使混凝土强度降低,并导致裂缝出现.尤其是混凝土初凝时受冻最严重,混凝土强度损失可达30%一50%.冬季施工时对预应力孔灌浆后若不采取保温措施也可能发生沿管道方向的冻胀裂缝.2.2.2.4 混凝土碳化及碱-骨料反应引起的裂纹混凝土的碳化就是空气中的CO2与混凝土中的碱性物质中性化的一个很复杂、缓慢且很漫长的物理化学过程。
混凝土碳化会加剧混凝土的收缩,可能导致混凝土的裂缝和结构的破坏。
其主要机理是:硅酸盐水泥在参与混凝土拌合中,其主要成份Ca0水化作用后生成C a(OH)2 , Ca(OH)2在水中的溶解度低,除少量溶于孔隙液中,使孔隙液成为饱和碱性溶液外,大部分以结晶状态存在,为孔隙液保持高碱性的储备,它的值pH为12。
5— 13.5.空气中的CO2气体不断地透过混凝土中未完全充水的粗毛细孔道,气相扩散到混凝土中部分充水的毛细孔中,与孔隙液所溶解的Ca(OH)2,硅酸二钙,硅酸三钙进行中和反应,反应产物为CaC03,沉积于毛细孔中。
反应后,毛细孔周围水泥石中的Ca(OH)2补充溶解为Ca2+和OH-,反向扩散到孔隙液中,与继续扩散进来的C02反应,一直到孔隙液的pH值降为5~9.0时,这时混凝土的毛细孔中不再进行这种中和反应,此时即所谓“已碳化”。
最普通的碱骨料反应是骨料中的Si02成分和水泥中含碱性物质Na2O, K2O的碱性溶液产生的反应,形成碱硅酸盐凝胶在骨料界面发生蚀变,这种胶体是无限膨胀型的,它吸水后体积可增大3~4倍。