道路桥梁养护中的常见病害与维护策略.docx

《道路桥梁养护中的常见病害与维护策略.docx》由会员上传分享，免费在线阅读，更多相关内容在学术论文-天天文库。

道路桥梁养护中的常见病害与维护策略［摘要］道路桥梁作为我国交通运输的重要基础，交通量的不断增加会对道路桥梁带来一定的危害。因此加强对桥梁的养护意义重大，可以延缓桥梁的老化速度，但是在道路桥梁养护过程中由于面临复杂的环境或者受其他因素的影响，会出现裂缝、钢筋锈蚀等各种病害。为了提升道路桥梁养护水平，延长道路桥梁的使用寿命，为人们提供一个良好的交通环境，就需要针对具体的病害问题提出有针对性的维护措施，优化道路桥梁工程质量。伴随着交通运输事业的发展，行车密度、车辆载重逐渐加大，部分道路桥梁工程尤其是年代较早的低荷载桥梁已经无法满足当前的使用需求。道路桥梁的造价比较高，在公路线路上的投资占比较大，一旦损坏，修复难度比较大，可能会引发安全事故。因此，需要采取养护措施，以延长道路桥梁的使用壽命，满足当前的通行需求，确保车辆出行安全。在道路桥梁养护中，比较常见的病害包括混凝土裂缝、地基不均匀沉降、钢筋锈蚀等，通过应用先进处理技术，能够有效提升道路桥梁的质量，保证其正常运行。1道路桥梁养护的重要性 近年来，我国的道路交通量呈现出增长趋势，道路使用量不断增加，道路桥梁也逐渐老化。同时，集装车、大吨位车的出现增加了道路桥梁的负荷。由于以往道路桥梁的设计荷载等级比较低，已经无法承受当前高荷载车辆的通行，部分桥梁甚至成为危桥。在桥梁修建期间，受各种因素的影响，其工程质量较低，再加上后期维护不到位，导致其使用寿命缩减，并且道路桥梁在长时间的自然侵蚀下也会加快老化。对此，加强道路桥梁的养护尤为必要，通过定期养护，及时发现并处理道路桥梁现存的病害等问题，从而保障道路运输安全，这也是实现道路桥梁可持续发展的关键。只有做好道路桥梁的养护工作，才能够最大限度地发挥其应有的效益，进而促进交通事业的可持续发展。2道路桥梁养护中的常见病害2.1混凝土裂缝混凝土裂缝是道路桥梁的常见病害，引起混凝土裂缝的原因比较多，一条裂缝可能是由一种或多种原因引起的，具体可以分为以下几种。2.1.1荷载裂缝荷载裂缝主要是受到动静荷载、次应力的作用从而产生裂缝，具体又分为直接应力、次应力裂缝两种。直接应力裂缝的出现主要有以下几个方面的原因：设计阶段模型计算存在不合理的地方、钢筋设置出错、设计图纸不清晰；施工阶段构件上材料堆放过多、没有严格按照设计图纸施工、对于构件没有做疲劳强度验算等；使用阶段荷载超出设计荷载、遭受重击、发生地震或者大雪等。出现次应力裂缝的原因比较复杂。由于施工中一般会在道路桥梁上开洞、凿槽，很难在平常的计算过程中借助高精度图式进行模拟，对于受力钢筋的设置大多是基于以往的经验。若在受力构件挖孔，则会出现力流绕射的情况，并且大多处于孔洞的周围，产生应力集中。在外荷载设计中，对于结构物工作状态的实际计算可能存在一定的偏差，或者没有将这一因素考虑进去，导致个别部位产生了次应力，从而出现裂缝。此外，在长跨预应力连续梁中，通常依据截面内力在跨内将钢束截断，然后在锚固断面的周边设置锚头，从而出现次应力裂缝。次应力裂缝较为常见，主要是因为外荷载引起的次生应力而出现的［1］。2.1.2温度裂缝混凝土容易受到温度的影响，热胀冷缩，一旦其内外部环境发生变化，就会出现变形情况，当变形受到约束，便会在结构中产生应力，当应力比抗拉强度更大时，就会产生温度裂缝。温度变化主要受到多种因素的影响，如日照、水化热、年温差等。2.1.3收缩裂缝图1为收缩裂缝，该裂缝类型比较常见，主要是塑性、缩水引起的，会导致混凝土的体积发生变化，出现较大的变形。一般情况下，施工期间比较常见塑性收缩，或者在混凝土浇筑之后的5h左右，由于混凝土中的水分蒸发引起收缩，使得骨料下沉，再加上此时的混凝土还没有硬化，所以形成塑性收缩。缩水收缩一般出现在混凝土完全硬化以后，由于水分蒸发，并且湿度急速下降，体积逐渐变小。此外，还有许多因素会引发收缩裂缝，如水泥品种、骨料品种、水灰比、养护方法、外界环境等，都与裂缝的出现有一定的关系。2.1.4材料质量引起的裂缝 混凝土材料质量对裂缝影响较大，使用不合格的材料会出现结构性裂缝。混凝土涉及的材料较多，有水泥、砂石骨料、拌和水、外加剂等，水泥强度不够、受潮等，都会引起混凝土开裂；砂石粒径过小、孔隙率过大等，则会增加水泥量、拌合水量，从而影响混凝土强度，最终引起裂缝；当拌和水、外加剂里面含有过多杂质时，则会对钢筋锈蚀产生较大的影响，从而引发混凝土裂缝。2.2路基不均匀沉降道路桥梁施工不合理，或者出现受力不均的情况，都会出现路基不均匀沉降，导致道路桥梁出现坑槽、塌陷等病害，严重影响交通出行。路基不均匀沉降病害的产生主要与前期勘察设计有关，如在施工之前没有对道路桥梁周围的环境、地质等进行全方位勘查，从而埋下隐患，导致后期出现地基不均匀沉降的问题。同时，施工操作不规范也是引起路基不均匀沉降的一大原因，道路桥梁工程对施工技术要求较高，但在实际施工中，部分施工方为了控制成本，存在偷工减料等行为，并未严格按照规范操作执行，最终引起地基不均匀沉降的问题。2.3钢筋锈蚀道路桥梁出现钢筋锈蚀病害主要是各种物理、化学因素造成的。正常情况下，道路桥梁路面的钢筋表层会有一层严密的氧化膜，起到钢筋保护的作用，一旦氧化膜遭到破坏，则失去保护作用，进而引发钢筋锈蚀问题，导致钢筋体积增加，挤压周边混凝土，导致混凝土开裂、剥落，并降低道路桥梁的承重能力。2.4墩台病害道路桥梁墩台受损问题在养护中比较常见，墩台病害的出现主要与以下几个因素有关。2.4.1环境影响在气候、水文条件等因素的影响下，对道路桥梁墩台产生基础性病害，进而影响整体道路桥梁的质量，降低其稳定性。同时，在河流的冲刷下，或者在水浸泡下引起热胀冷缩、受热不均匀等，都会对墩台造成损害。2.4.2重量压制道路桥梁墩台承受较大的重量压制，导致墩台产生应力性缝隙。2.4.3墩台缺陷道路桥梁墩台在施工作业期间存在缺陷，导致养护期间出现墩台病害。例如，在墩台施工期间，由于材料选择不严谨，不符合规定要求，以至于后期出现较为严重的病害问题。3道路桥梁常见病害的维护策略3.1混凝土裂缝的维护 裂缝病害在道路桥梁养护中较为常见，维护措施主要包括表面修补、粘贴加固等。3.1.1表面修补技术在混凝土表面裂缝宽度比较小的缝隙处涂抹树脂保护膜，若裂缝的宽度可能发生变化，就需要使用焦油环氧树脂等材料。对于缝隙多且比较密集的位置，或者混凝土老化严重的结构，可以大范围涂抹保护膜。沿着裂缝凿出一条深槽，根据裂缝的所在位置、填补使用的材料确定具体的槽形，在其内部嵌补沥青、环氧砂浆等黏结材料。对于经凿毛处理的裂缝，在表面喷涂高强度、高密实度的水泥砂浆保护层，有效封闭裂缝。对于混凝土应力裂缝，可以通过打箍加固，封闭裂缝。3.1.2粘贴加固法在混凝土、钢板之间设置垫块，保证两者之间有一定的空隙，然后使用环氧树脂胶泥进行封闭，之后将环氧树脂从注入口全部注入，排出空气。该方法操作耗时较长，不过对于不平整混凝土表面较为适用。在混凝土、钢板的表层涂抹环氧树脂，借助锚杆，压紧钢板，环氧树脂被挤出的同时，也将粘贴面之间的空气排出［2］。该方法可以达到较好的黏结效果，并且不会留下气泡，一般用于平整的混凝土表面。在混凝土表面，利用树脂类黏结材料粘贴上碳纤维布，借助其较好的抗拉性能起到缝隙修补的作用，并且该技术耐热性比较好，化学性质比较稳定，耐久性较好。3.2路基不均匀沉降的维护针对路基不均匀沉降病害，应采用地基沉降处理技术，有效维护道路桥梁，以提升道路桥梁质量。3.2.1控制压实度在路基施工过程中，严格按照路基施工技术规定要求执行，并在试验路段进行试验，以确定不同机具压实不同填料的最佳含水量，以及确定碾压的次数、松铺厚度等，并借助配套机械进行压实。3.2.2控制路基填料路基填料的选择非常关键，应选择级配较好的粗粒土，如砾土、砂土等，禁止使用冻土、有机质土、强膨胀土等作为路基填料。如果土的含水量、塑性指标等与要求不相符，可以适当添加生石灰，有效改良土壤性质，添加量控制在4%～8%即可。在使用不同土地填筑时，应遵循以下原则：减少层次，保证每一层结构的厚度在0.5m以上，禁止混杂乱填；如果填筑透水性不好的土时，应在表面做成双向4%的横坡，便于发挥上层透水性填土的作用，及时排出水分；土质不同，其层位也要合理安排，下层适宜填筑强度较小的土，上层适宜填筑优良的土。3.2.3注意事项强化路基边部的压实度，由于路基边部的压实难度较大，可能会被忽略掉，所以最好使用J型手扶式振动夯进行边部压实，以保证路基的稳定性。 控制好填土的含水量，施工期间，含水量应高于2%，在压实施工期间，土方含水量最好接近最近含水量，即1%～2%，以防压实期间含水量过低，导致土粒润滑不足，压力无法克服土粒摩擦力，无法排出空气，不能达到最大的密實度。如果含水量大于2%，可能因为水分过多导致土粒被水膜包围，分散较远，无法达到最大的密实度。在挖方、填挖交界处，保证施工质量，使用透水性材料，换填60cm左右，确认压实；在填挖交界处，增加换填长度，慢慢过渡，避免突变，确保荷载应力均匀分布［3］。3.3钢筋锈蚀的维护针对道路桥梁养护中出现的钢筋锈蚀病害，应当采取以下措施有效修复。3.3.1混凝土基层处理对于钢筋外露及损伤部位，如空洞、蜂窝麻面、剥落等，通过人工凿除，将上方的污损清理掉，露出其坚硬密实的部分，确保基层没有灰尘、油脂等污物附着。3.3.2清理钢筋锈蚀区域对于外露的钢筋表面，使用钢刷清理氧化层，露出光洁的部分；对于钢筋锈蚀区域，清理混凝土表面，避免表层出现油污、蜡状物等污物。3.3.3防锈处理对于外露的钢筋，使用MCI渗通迁移型钢筋阻锈剂，将其直接涂在混凝土表面即可；对于钢筋锈蚀区域，使用除锈剂在表面喷涂或者滚刷，先薄薄地涂一层，间隔6～8h之后涂刷第二层；涂刷阻锈剂之后，在外露钢筋位置涂上环氧砂浆。需要注意的是，在操作期间必须做好防护措施，佩戴好手套、口罩，禁止直接接触皮肤［4］。3.3.4深层缺陷修补对于深层缺陷，如混凝土孔洞、深度大于6cm，就需要采取修补措施。将疏松区域混凝土凿掉，周围凿成规则的多边形，以露出新鲜混凝土为准，在开凿区域、孔洞周边，可以做成台阶状，高差大于3cm；将新旧混凝土结合面的浮石凿除，使用高压射流进行清洗；涂两层环氧基混凝土界面剂，然后快速立模浇筑环氧混凝土。3.4墩台病害的维护处理道路桥梁墩台病害时，应及时清理表面和周围的杂物。同时，观察墩台表面的受损情况、剥落情况，若损伤深度不超过3cm，使用水泥浆进行擦拭处理，保证砂浆强度等级大于M5。若损伤深度大于3cm，则不能使用砂浆进行修补，应采取混凝土浇筑的方式做加固处理。如果墩台出现较为严重的风化、损坏等问题，则需要使用混凝土填充或者更换，确保新旧部分牢固结合，满足使用要求。若墩台出现严重裂缝，威胁到整个道路桥梁的安全时，就需要将其拆除，重新施工。 4结束语道路桥梁工程在养护中经常遇到混凝土裂缝、路基不均匀沉降、钢筋锈蚀、墩台病害等问题，为了延长道路桥梁的使用寿命，就需要采用科学处理技术，有效解决病害问题，保证道路桥梁的正常运行。