預(yù)應(yīng)力混凝土橋梁常見(jiàn)病害與防治

1、預(yù)應(yīng)力混凝土橋梁常見(jiàn)病害與防治一、預(yù)應(yīng)力混凝土橋梁結(jié)構(gòu)的優(yōu)勢(shì)簡(jiǎn)析首先，它能夠充分利用現(xiàn)代的一些高強(qiáng)度的材料，如高強(qiáng)混凝土、高強(qiáng)鋼材，達(dá)到減小橋梁的構(gòu)件的截面積、減輕自重、增大橋梁的跨徑的目的。其次，預(yù)應(yīng)力混凝土橋梁和普通的鋼筋混凝土橋梁相比，能夠節(jié)省鋼材，并且橋梁的跨徑越大，節(jié)省的鋼材越多。再次，預(yù)應(yīng)力混凝土橋梁構(gòu)件的剛度比普通混凝土橋梁要大，能夠提高結(jié)構(gòu)使用的耐久性。二、預(yù)應(yīng)力混凝土橋梁常見(jiàn)病害分析（一）裂縫預(yù)應(yīng)力混凝土橋梁在預(yù)應(yīng)力截面產(chǎn)生裂縫是不允許的，但由于種種原因，大跨徑預(yù)應(yīng)力混凝土橋梁往往產(chǎn)生很多裂縫，嚴(yán)重影響了橋梁的使用功能?，F(xiàn)已成為廣大工程技術(shù)人員關(guān)注的熱點(diǎn)。1、混凝土強(qiáng)度形成過(guò)

2、程中的裂縫混凝土澆筑之后，強(qiáng)度的形成需要一定的時(shí)間，強(qiáng)度的發(fā)展取決于周?chē)h(huán)境和混凝土的水化熱。此時(shí)混凝土的抗拉強(qiáng)度較低，容易出現(xiàn)收縮、溫度和沉降裂縫。（1）收縮裂縫混凝土在形成強(qiáng)度過(guò)程中，水和水泥顆粒結(jié)合，使體積減小稱為凝縮；一部分水分蒸發(fā)，使體積減小稱為干縮?；炷猎谛纬蓮?qiáng)度過(guò)程中表面的水蒸發(fā)干燥逐步擴(kuò)展到內(nèi)部，在混凝土內(nèi)形成含水梯度，表面收縮大，而內(nèi)部收縮小，出現(xiàn)內(nèi)外收縮差，混凝土表面外部受拉應(yīng)力，而內(nèi)部受壓應(yīng)力，當(dāng)表面混凝土的拉應(yīng)力超過(guò)混凝土當(dāng)時(shí)的抗拉強(qiáng)度時(shí)，便產(chǎn)生收縮裂縫。（2）溫度裂縫當(dāng)溫度應(yīng)力超過(guò)混凝土當(dāng)時(shí)的抗拉強(qiáng)度時(shí)，就會(huì)產(chǎn)生溫度裂縫。常見(jiàn)的混凝土結(jié)構(gòu)溫度裂縫有：大體積混凝土（厚

3、度超過(guò)2m的橋梁墩臺(tái)、承臺(tái)及錨旋等），水化熱使內(nèi)部溫度升高，散熱措施不當(dāng)，內(nèi)、外溫差大而引起的裂縫。冬季施工及蒸養(yǎng)措施不當(dāng)，使混凝土冷熱、內(nèi)外溫差不均引起的裂縫。構(gòu)件較長(zhǎng)而兩端約束，由于周?chē)h(huán)境溫度變化產(chǎn)生的附加溫度應(yīng)力引起的裂縫。新舊混凝土接縫處，由于新混凝土的水化熱與舊混凝土之間的溫度差及收縮差產(chǎn)生的沿接縫面中部的垂直裂縫。2、后續(xù)施工和使用階段（1）彎曲裂縫對(duì)預(yù)應(yīng)力混凝土結(jié)構(gòu)，預(yù)應(yīng)力度過(guò)大和過(guò)小都會(huì)出現(xiàn)彎曲裂縫，對(duì)于一期恒載較小的預(yù)應(yīng)力混凝土結(jié)構(gòu)，張拉程序掌握不好時(shí)，往往會(huì)產(chǎn)生預(yù)應(yīng)力度過(guò)大使結(jié)構(gòu)反彎開(kāi)裂，這種現(xiàn)象常常出現(xiàn)在橫梁和帽梁上；對(duì)于預(yù)應(yīng)力損失較大的或超載嚴(yán)重的橋梁結(jié)構(gòu)，會(huì)出現(xiàn)預(yù)應(yīng)

4、力度不足產(chǎn)生的彎曲裂縫。（2）剪切裂縫和彎剪裂縫剪切裂縫首先發(fā)生在剪應(yīng)力最大的部位，一般在支點(diǎn)附近，由主拉應(yīng)力引起的沿中性軸與水平方向呈25。45。開(kāi)裂。彎剪裂縫一般在1/81/4跨處，也是由主拉應(yīng)力引起，與水平方向呈30°60°夾角。（3）局部應(yīng)力裂縫由局部應(yīng)力引起的裂縫，主要出現(xiàn)在支座、錨頭等受局部應(yīng)力較大的部位或受突然撞擊的部位。（二）鋼筋銹蝕鋼筋混凝土中引起鋼筋銹蝕的原因主要有兩種：1、混凝土保護(hù)層的碳化作用和氯離子的侵入，對(duì)于直接與海水接觸的鋼筋混凝土結(jié)構(gòu)則同時(shí)存在這兩種腐蝕作用。鋼筋一旦發(fā)生銹蝕破壞，其有效截面面積減小，導(dǎo)致結(jié)構(gòu)承載能力的下降，隨之產(chǎn)生諸如裂縫和

5、變形等現(xiàn)象，隨著鋼筋的進(jìn)一步腐蝕，結(jié)構(gòu)破壞也進(jìn)一步加劇，直至完全破壞。2、對(duì)于混凝土的腐蝕，即溶蝕作用，是混凝土結(jié)構(gòu)在所處環(huán)境中自身物質(zhì)發(fā)生一系列化學(xué)反應(yīng)，導(dǎo)致結(jié)構(gòu)強(qiáng)度明顯降低的復(fù)雜過(guò)程。（三）跨中撓度過(guò)大對(duì)于大跨度預(yù)應(yīng)力混凝土梁跨中長(zhǎng)期變形超過(guò)預(yù)期值，且不穩(wěn)定是一個(gè)較為普遍的現(xiàn)象，預(yù)應(yīng)力混凝土受彎構(gòu)件計(jì)算的長(zhǎng)期撓度值，不應(yīng)超過(guò)計(jì)算跨徑的相應(yīng)數(shù)值，一旦超過(guò)預(yù)期值，將引發(fā)各種嚴(yán)重的病害。1、設(shè)計(jì)上沒(méi)有合理預(yù)測(cè)混凝土徐變產(chǎn)生的影響，以致梁跨中長(zhǎng)期變形超過(guò)預(yù)期值。2、在混凝土結(jié)構(gòu)沒(méi)有形成足夠強(qiáng)度之前，過(guò)早施加荷載，導(dǎo)致橋梁跨中的撓度增大。3、設(shè)計(jì)時(shí)忽視了汽車(chē)等外荷載對(duì)橋梁撓度形成的作用。4、在橋梁的

6、施工過(guò)程中，由于施工技術(shù)不到位，使預(yù)應(yīng)力損失增大，引發(fā)橋梁跨中撓度的增大。三、預(yù)應(yīng)力混凝土橋梁常見(jiàn)病害的防治對(duì)策（一）橋梁裂縫的防治1、對(duì)于溫度裂縫對(duì)于日溫差和季節(jié)溫差，在設(shè)計(jì)初期建模計(jì)算時(shí)，所有輸入?yún)?shù)應(yīng)與實(shí)橋相符，充分考慮橋梁所在地區(qū)實(shí)際情況，選擇合理的溫度梯度模式和最大溫差。在施工的期間，可采用分層灌注混凝土，充分利用物理體積的減少利于水化熱的散發(fā)，同時(shí)也可保證混凝土的灌注質(zhì)量；降低混凝土的入倉(cāng)溫度，特別對(duì)于夏季施工，應(yīng)合理的安排工期，宜在溫度較低的凌晨澆筑混凝土。在混凝土配比時(shí)考慮摻入適量的摻加劑，可降低水化熱溫度應(yīng)力，施工中常用的粉煤灰可以減小最大溫差，從而降低了最大拉應(yīng)力，有利于提

7、高混凝土早期抗裂性能；可以通過(guò)水化熱效應(yīng)的分析，找出溫度應(yīng)力較大的區(qū)域，在初凝期間對(duì)其灑水養(yǎng)護(hù)時(shí)，可考慮溫水養(yǎng)生；控制合理的拆模時(shí)間，要考慮日氣溫的波動(dòng)，防止混凝土表面發(fā)生“溫度沖擊”現(xiàn)象而導(dǎo)致裂縫的出現(xiàn)。2、對(duì)于收縮徐變裂縫混凝土收縮徐變模型很多，而預(yù)測(cè)模型中有限的幾個(gè)參數(shù)很難代表復(fù)雜的材料特性，這就造成收縮徐變預(yù)測(cè)精度不高。在進(jìn)行預(yù)應(yīng)力混凝土橋梁設(shè)計(jì)，特別是在進(jìn)行大跨度預(yù)應(yīng)力混凝土橋梁設(shè)計(jì)時(shí)，必須將收縮徐變對(duì)結(jié)構(gòu)內(nèi)力的影響進(jìn)行精確地分析，如有必要應(yīng)進(jìn)行混凝土收縮徐變的試驗(yàn)研究，為設(shè)計(jì)計(jì)算提供真實(shí)的材料和環(huán)境參數(shù)來(lái)修正預(yù)測(cè)模型，提高其預(yù)測(cè)精度。除了在設(shè)計(jì)中充分的考慮到變量外，在施工中也要做好

8、檢測(cè)的良好機(jī)制，通過(guò)勤監(jiān)測(cè)混凝土澆筑塊體升降溫、內(nèi)外溫差、降溫速度及環(huán)境溫度等，根據(jù)監(jiān)測(cè)數(shù)據(jù)、變化曲線可以預(yù)測(cè)溫度及其變化的趨勢(shì)，及時(shí)有效的采取措施對(duì)混凝土的內(nèi)外溫差、溫度陡降與內(nèi)部溫差進(jìn)行控制；另外，良好的養(yǎng)護(hù)方法，可以減小混凝土的收縮，所以澆筑后應(yīng)做好覆蓋灑水保濕工作。3、對(duì)于預(yù)應(yīng)力損失導(dǎo)致的裂縫豎向預(yù)應(yīng)力損失過(guò)大常常會(huì)導(dǎo)致腹板斜裂縫的產(chǎn)生。為了盡可能減少這類斜裂縫的出現(xiàn)，應(yīng)現(xiàn)場(chǎng)測(cè)算鋼筋回縮量、錨具變形和墊板擠壓變形，從而較為準(zhǔn)確地估算豎向預(yù)應(yīng)力損失，豎向預(yù)應(yīng)力施工質(zhì)量差是個(gè)比較嚴(yán)重的現(xiàn)象，切忌豎向預(yù)應(yīng)力的漏張和欠張，適當(dāng)設(shè)置豎彎預(yù)應(yīng)力束，以抵抗斜截面的主拉應(yīng)力。（二）鋼筋銹蝕的防治對(duì)策為

9、了預(yù)防混凝土及鋼筋的腐蝕，應(yīng)該從提高混凝土結(jié)構(gòu)防腐蝕的能力入手，針對(duì)結(jié)構(gòu)預(yù)期功能和所處環(huán)境，選擇合理的材料和結(jié)構(gòu)。具體來(lái)說(shuō)可以從原材料的選取、施工質(zhì)量的控制、混凝土配合比、增加混凝土保護(hù)層厚度、使用高性能的混凝土及采取相應(yīng)的防腐措施等方面入手加以預(yù)防。（三）跨中撓度過(guò)大的預(yù)防措施1、在設(shè)計(jì)過(guò)程中合理預(yù)測(cè)混凝土徐變產(chǎn)生的撓度，可適當(dāng)?shù)脑黾恿焊撸岣呓Y(jié)構(gòu)的承載能力，同時(shí)，確保橋梁具有足夠的截面強(qiáng)度。2、在設(shè)計(jì)過(guò)程中充分考慮恒載和活載對(duì)撓度的影響。3、加強(qiáng)施工過(guò)程中的質(zhì)量控制，規(guī)范施工程序，優(yōu)化施工工藝，可在施工中控制混凝土的坍落度最好在18cm以下，并且盡可能的延長(zhǎng)混凝土的加載齡期，避免如混凝土結(jié)構(gòu)沒(méi)有形成足夠強(qiáng)度之前，就對(duì)