某鋼筋混凝土橋鋼筋銹蝕產(chǎn)生原因及修補(bǔ)方法

1、某鋼筋混凝土橋鋼筋銹蝕產(chǎn)生原因及修補(bǔ)方法摘要介紹某鋼筋混凝土橋鋼筋銹蝕情況分析鋼筋銹蝕產(chǎn)生 的原因說明混凝土碳化和梁體裂縫對鋼筋銹蝕的影響并提 出鋼筋銹蝕的修補(bǔ)方法。關(guān)鍵詞鋼筋混凝土橋鋼筋銹蝕碳化 裂縫修補(bǔ)方法中圖分類號(hào)文獻(xiàn)標(biāo)志碼文章編號(hào)工程概 況某橋?yàn)樽兘囟蓖葎偧軜蚩傞L跨徑布置為。橋梁上部 構(gòu)造為個(gè)單箱的鋼筋混凝土箱梁個(gè)單箱間設(shè)有橫向連接單 個(gè)箱梁跨中位置底板寬翼緣板寬高斜腿位置處箱梁 高。箱梁內(nèi)受拉主筋采用廬鋼筋。橋梁設(shè)計(jì)荷載為汽一人群。橋梁整體布置示意見圖。塹壟塑壟崮第跨H第跨第跨毪蠢 號(hào)臺(tái) 號(hào)墩號(hào)墩號(hào)臺(tái)單位II圖橋梁 整體布置示意該橋修建于年日前由于橋梁外觀情況較差處 于半封閉運(yùn)營狀

2、態(tài)在兩側(cè)橋頭各放置了個(gè)混凝土擋塊僅讓 人群和小型車輛通過。鋼筋銹蝕情況年月采用電阻率法對該 橋的鋼筋銹蝕情況進(jìn)行了檢測主要測試部位為橋梁個(gè)邊跨 跨中斷面及中跨跨中斷面檢測結(jié)果見表。表混凝土電阻率實(shí) 測結(jié)果第跨跨中第跨跨中第跨跨巾表測試結(jié)果表明箱梁 內(nèi)鋼筋處于“中高銹蝕速率”狀態(tài)箱梁內(nèi)部鋼筋銹蝕的可 能性很大。為進(jìn)一步驗(yàn)證箱梁內(nèi)鋼筋是否銹蝕在中跨跨中斷 而鑿開根受力主筋進(jìn)行了檢查檢查表明根鋼筋均已明顯銹 蝕。綜合電阻率法和抽樣鑿開檢查結(jié)果斷定該橋鋼筋銹蝕情況較為嚴(yán)重。鋼筋銹蝕原因?yàn)榱私獗緲蜾摻钿P蝕產(chǎn)生的原因 對橋梁進(jìn)行了外觀檢測和無損檢測。檢測結(jié)果表明混凝土碳 化和梁體裂縫為本橋鋼筋銹蝕產(chǎn)生的主

3、要原因?；炷撂蓟?對鋼筋銹蝕的影響對個(gè)邊跨跨中斷面和中跨跨中斷面的碳 化深度進(jìn)行了測試。首先在測區(qū)表面形成直徑約的孑洞孔洞深度略大于混凝土的碳化深度然后清除孔洞中的粉末 和碎屑并立即用濃度酚酞酒精溶液灑在孑洞內(nèi)壁的邊緣處 當(dāng)已碳化與未碳化混凝土界限清楚時(shí)用千分尺測量混凝土 的碳化深度值。混凝土碳化深度測試結(jié)果見表。表混凝土碳 化深度與鋼筋保護(hù)層厚度測試結(jié)果根據(jù)西安建筑科技大學(xué) 的研究成果混凝土碳化深度對鋼筋銹蝕的影響不僅取決 于碳化達(dá)到鋼筋表面的程度還與環(huán)境相對濕度有關(guān)。重慶市 主城區(qū)年均環(huán)境相對濕度在之間最高可超過即當(dāng)混凝土碳 化深度與保護(hù)層厚度的比值超過時(shí)箱梁內(nèi)部鋼筋就有可能 開始銹蝕。

4、根據(jù)本橋?qū)崪y結(jié)果表混凝土碳化深度與保護(hù)層厚 度的比值在之間均已超過表明混凝土碳化是本橋鋼筋銹蝕 的一個(gè)重要原因。梁體裂縫對鋼筋銹蝕的影響采用路燈車、 智能裂縫測寬儀和非金屬超聲波儀等設(shè)備對全橋梁體裂縫 的分布、長度、寬度及深度收稿日期一作者簡介田瑜男工程 師年畢業(yè)于四川廣播電視大學(xué)工業(yè)與民用建筑專業(yè)一。萬方數(shù)據(jù)世界橋梁年第期進(jìn)行了詳細(xì)檢測。檢測結(jié)果表明該橋梁體開裂嚴(yán)重以第跨為例箱梁底板 共發(fā)現(xiàn)條橫橋向裂縫裂縫主要集中在第跨跨至跨中部位裂縫寬度在 之間。選取第跨跨中附近條裂縫測試裂縫深度 裂縫深度在之間遠(yuǎn)大于該處鋼筋保護(hù)層厚度該處鋼筋保護(hù)層厚度實(shí)測值為。當(dāng)混凝土裂縫寬度和深度超過一定限值時(shí)一方面

5、會(huì)加速混凝土的碳化導(dǎo)致鋼筋銹蝕另一方 而雨水會(huì)順著裂縫進(jìn)入箱梁混凝土內(nèi)部雨水中的酸性物質(zhì) 會(huì)腐蝕鋼筋從而導(dǎo)致鋼筋銹蝕?？梢娏后w裂縫是本橋鋼筋銹 蝕的另一個(gè)重要原因。鋼筋銹蝕的修補(bǔ)方法為檢驗(yàn)本橋鋼筋 銹蝕后的承載能力對該橋進(jìn)行了靜動(dòng)載試驗(yàn)。試驗(yàn)結(jié)果表明 該橋目前的抗彎強(qiáng)度已不能滿足汽一運(yùn)營荷載的要求建議 限載運(yùn)營。鑒于鋼筋銹蝕已造成本橋目前的承載能力不能 滿足設(shè)計(jì)荷載運(yùn)營要求需對橋梁進(jìn)行修補(bǔ)加固處理。本橋修 補(bǔ)加固的基本方法為對梁體裂縫進(jìn)行封閉或灌漿處理 盡可能敲掉已經(jīng)碳化的混凝土再對混凝士表面及鋼筋表面 做噴砂處理用環(huán)氧樹脂砂漿進(jìn)行斷而修復(fù)及表面覆蓋處 理再用聚氨酯類材料做表而覆蓋。這種修補(bǔ)方

6、法不僅可以延 緩混凝土碳化而且能有效地阻止有害離子的侵入具有良好 的修補(bǔ)效果。另外對于已經(jīng)銹蝕的鋼筋完全除銹和鑿除受污 染的混凝土非常困難時(shí)可采用摻加防銹材料制成的修補(bǔ)砂 漿或細(xì)石混凝土處理受腐蝕部位。這種砂漿或混凝土除能隔 離腐蝕環(huán)境外主要依靠其防銹成分抑制混凝土內(nèi)部有害離 子的作用從而阻止鋼筋進(jìn)一步銹蝕。結(jié)語鋼筋銹蝕對橋梁的 承載能力和使用性有著重大的影響一旦因鋼筋銹蝕造成結(jié) 構(gòu)承載能力大幅降低將對結(jié)構(gòu)的運(yùn)營造成很大的安全隱患。 造成本橋鋼筋銹蝕的主要原因是混凝土的碳化和梁體的裂 縫因此在橋梁的日常養(yǎng)護(hù)過程中應(yīng)加強(qiáng)這兩方面檢查發(fā)現(xiàn) 問題及時(shí)整改防止病害的擴(kuò)大化。參考文獻(xiàn)林維正土木工程 質(zhì)量

7、無損檢測技術(shù)北京中國電力出版社牛荻濤董振平浦津 修鋼筋混凝土結(jié)構(gòu)碳化壽命的模糊預(yù)測龔曉南工程安全及 耐久性一一中國土木工程學(xué)會(huì)第九屆年會(huì)論文集北京中國 水利水電出版社一Nq萬方數(shù)據(jù)某鋼筋混凝土橋鋼筋銹蝕產(chǎn)生原因及修補(bǔ)方法作者田瑜倪月武 馮亞 TIAN Yu NI Yue-wuFENG Ya 作者單位重慶市市政設(shè)施管理局重慶400015刊名世界橋梁英文刊名 WORLD BRIDGES年 卷期 20093被引用次數(shù) 0次1.林維正土木工程質(zhì)量無損檢測技術(shù)20082. 牛荻濤.董振平.浦津修 鋼筋混凝土結(jié)構(gòu)碳化壽命的模糊預(yù) 測2000 1.學(xué)位論文 桂成 銹蝕鋼筋混凝土構(gòu)件極限抗彎承 載力及延性研究

8、2007混凝土結(jié)構(gòu)耐久性問題是當(dāng)今世界 普遍關(guān)注的問題 鋼筋銹蝕已是公認(rèn)的鋼筋混凝土結(jié)構(gòu)耐 久性最重要的影響因素之一 對銹蝕鋼筋混凝土構(gòu)件力學(xué) 性能的研究顯得尤為重要。本文結(jié)合國家自然科學(xué)基金項(xiàng)目 50478032 “既有鋼筋混凝土橋梁時(shí)變可靠度研究”主要進(jìn) 行了以下研究工作 1通過對48根快速銹蝕鋼筋混凝土矩 形截而梁32根銹蝕梁和12根對比試驗(yàn)梁數(shù)據(jù)的定性分析 得到了不同銹蝕率下 銹蝕鋼筋混凝土矩形截面梁極限抗 彎承載力的變化規(guī)律2通過對應(yīng)變數(shù)據(jù)的分析 論證了銹蝕構(gòu)件鋼筋和混凝土的應(yīng)變不再符合平截面假定的結(jié)論并通過回歸分析得出了不同銹蝕率的螺紋鋼筋梁和光圓 鋼筋梁在極限彎矩作用下跨中截面處

9、鋼筋應(yīng)變和鋼筋處 混凝土應(yīng)變的關(guān)系 通過構(gòu)造新的幾何關(guān)系 得出了銹蝕 鋼筋混凝土矩形截面梁計(jì)算受壓區(qū)高度的表達(dá)式 既而得 出了以銹蝕率為主要變量的銹蝕鋼筋混凝土矩形截而梁的 正截面抗彎計(jì)算建議公式并通過試驗(yàn)數(shù)據(jù)加以驗(yàn)證 3 分析了鋼筋銹蝕和混凝土劣化對銹蝕構(gòu)件曲率延性系數(shù)的 影響結(jié)合鋼筋屈服和極限彎矩兩種狀態(tài)下鋼筋和混凝土 的應(yīng)變關(guān)系分別得到了銹蝕鋼筋混凝土矩形截面梁屈服 曲率和極限曲率的計(jì)算表達(dá)式 既而推導(dǎo)出曲率延性系數(shù) 的計(jì)算模型。通過繪制M-寸圖 分析了不同銹蝕率下 銹 蝕構(gòu)件的曲率延性變化特點(diǎn)。2.期刊論文 李星新.汪正興.任 偉新.LI Xingxin.WANG Zhengxing.

10、REN Weixin 鋼筋混凝土 橋梁疲勞時(shí)變可靠度分析-中國鐵道科學(xué)2009302考慮鋼 筋疲勞強(qiáng)度隨時(shí)間變化提出疲勞強(qiáng)度時(shí)變模型.在此基礎(chǔ)上 對鋼筋混凝土橋梁進(jìn)行疲勞可靠度分析.基于混凝土碳化模 型和鋼筋銹蝕深度公式推導(dǎo)鋼筋截面面積隨時(shí)間變化公式. 根據(jù)試驗(yàn)數(shù)據(jù)提出S-N曲線中疲勞強(qiáng)度系數(shù)下降的疲勞強(qiáng)度 時(shí)變模型.基于鋼筋截面面積和疲勞強(qiáng)度時(shí)變運(yùn)用極限損傷 度法和改進(jìn)的一次二階矩法求解失效概率與疲勞可靠指標(biāo) 然后根據(jù)選定的目標(biāo)可靠指標(biāo)獲得橋梁的剩余壽命.算例表 明:考慮和不考慮鋼筋截面面積隨時(shí)間的變化對鋼筋混凝土 橋梁疲勞時(shí)變可靠度計(jì)算的影響較大在橋梁的鋼筋銹蝕到 一定程度后考慮和不考慮鋼

11、筋疲勞強(qiáng)度隨時(shí)間的變化對鋼 筋混凝土橋梁疲勞時(shí)變可靠度計(jì)算有明顯的影響.3.學(xué)位論 文胡斌考慮空間變異性的鋼筋混凝土橋梁性能退化研究 2008我國鋼筋混凝土橋梁由于材料的自然老化、車輛荷載 的增加、不利環(huán)境的影響以及養(yǎng)護(hù)維修的欠缺狀態(tài)的退化 非常嚴(yán)重大多數(shù)橋梁的服役期限在30-40年遠(yuǎn)遠(yuǎn)低于設(shè) 計(jì)基準(zhǔn)期。同時(shí) 橋梁養(yǎng)護(hù)的缺乏也使得橋梁構(gòu)件的退化規(guī) 律更具有隨機(jī)性 造成了安全隱患。 近年來 眾多學(xué)者通 過試驗(yàn)、檢測以及統(tǒng)計(jì)調(diào)查等多種方式建立了比較完備的材 料退化模型 為從材料劣化的角度研究橋梁性能的退化提 供了堅(jiān)實(shí)的基礎(chǔ)。過去 由于計(jì)算能力的限制 橋梁性能退 化研究多采用確定性模型。隨著計(jì)算機(jī)技

12、術(shù)的發(fā)展 計(jì)算效 率大大提高。橋梁性能退化研究漸漸從采用確定性模型向采 用隨機(jī)模型過渡。有的學(xué)者也將空間變異性引入到模型中來為橋梁性能退化研究開辟了新的領(lǐng)域。 本文的研究基于 混凝土碳化和氯離于侵蝕兩種最為常見的材料劣化形式。首 先 總結(jié)和比較了前人已經(jīng)提出的各種退化模型 并選擇 合適的模型用于本文的研究計(jì)算。 通過收集上海地區(qū)鋼筋 混凝土橋梁的實(shí)測數(shù)據(jù)和查閱文獻(xiàn)資料研究重要的耐久性 參數(shù)的分布形式 并用蒙特卡羅抽樣的方式把參數(shù)的隨機(jī) 性引入到退化模型中 架構(gòu)了橋梁性能的隨機(jī)退化算法。 通過劃分空間單元的方式 考慮了參數(shù)的空間變異性。通過 相關(guān)系數(shù)矩陣的形式考慮了參數(shù)的空間相關(guān)性。考慮空間變

13、異性后 在各種壽命準(zhǔn)則下獲得了豐富的計(jì)算結(jié)果。 以某 鋼筋混凝土簡支梁為例通過蒙特卡羅抽樣的方式分別模 擬了基于混凝土碳化和氯離于侵蝕兩種材料劣化形式下鋼 筋混凝土梁性能退化的全過程。重點(diǎn)分析了空間相關(guān)性對鋼 筋銹蝕、混凝土開裂、承載能力退化以及失效概率的影響。 4.期刊論文張光平既有混凝土橋梁的病害防治-西部探礦 工程20082010通過對溧陽市部分既有運(yùn)營中的鋼筋混凝土 橋梁病害的調(diào)查分析發(fā)現(xiàn)其病害主要有:橋頭跳車、混凝土開 裂、鋼筋銹蝕、橋臺(tái)偏移.提出了對病害的處理及預(yù)防措施.5. 學(xué)位論文謝震雨銹蝕RC梁承載力試驗(yàn)研究和FEM分析 2009日前 在我國公路線上有大量運(yùn)營中的鋼筋混凝土橋

14、 梁這些橋梁由于設(shè)計(jì)、施工問題、材料劣化、環(huán)境侵蝕、 超載等原因 不可避免地產(chǎn)生不同程度的損傷 承載能力 明顯下降。深入研究這些橋梁的承載能力是今后能否合理利 用它們的關(guān)鍵所在 已經(jīng)成為了一項(xiàng)極為迫切的任務(wù)。而鋼 筋銹蝕是影響這些服役鋼筋混凝土橋梁承載能力的重要因 素為此本文在現(xiàn)有的研究基礎(chǔ)上對銹蝕鋼筋混凝土 梁的受力性能開展了進(jìn)一步的研究 主要內(nèi)容和成果如下1通過試驗(yàn)研究了銹蝕鋼筋混凝土梁的受力特性、破壞形 態(tài)、承載力退化規(guī)律、裂縫的形成和發(fā)展過程以及銹蝕對裂 縫發(fā)展的影響 分析了不同銹蝕率的螺紋鋼筋混凝土梁和 光圓鋼筋混凝土梁的彎矩-跨中撓度曲線的區(qū)別及內(nèi)在原因 并得到螺紋鋼筋混凝土梁和光

15、圓鋼筋混凝土梁抗彎極限 承載能力下降系數(shù)與銹蝕率的關(guān)系公式。2在銹蝕鋼筋混凝 土梁試驗(yàn)研究的基礎(chǔ)上 本文運(yùn)用大型通用有限元軟件 Marc對試件承載能力進(jìn)行了有限元模擬分析。詳細(xì)闡述了銹 蝕鋼筋混凝土梁有限元模擬中涉及到的單元模型、材料模 型、加載方式、求解方法等。針對受拉鋼筋在梁端錨固較好 的銹蝕鋼筋混凝土梁 利用有限元對其黏結(jié)強(qiáng)度進(jìn)行了參 數(shù)分析 研究討論了黏結(jié)強(qiáng)度對承載能力的影響。3從被拆 除的鋼筋混凝土橋梁上取來5根n梁 對進(jìn)行試驗(yàn)研究和有 限元分析計(jì)算結(jié)果與試驗(yàn)測試數(shù)據(jù)吻合較好。對n梁受力 性能進(jìn)行了混凝土的參數(shù)分析 研究了老化混凝土性能對 服役鋼筋混凝土梁承載能力的影響。4對服役鋼筋

16、混凝土橋 主梁構(gòu)件在各個(gè)損傷階段的頻率與阻尼進(jìn)行了對比分析 得出了頻率對梁的損傷不太敏感 而低階頻率對應(yīng)的阻尼 對梁的損傷較敏感。5對一座服役43年的n梁橋進(jìn)行極限 承載能力試驗(yàn) 建立了 1根考慮了混凝土老化、鋼筋銹蝕、 混凝土初始裂縫的n梁有限元模型 用它來對整個(gè)橋梁的 極限承載能力進(jìn)行簡化分析 計(jì)算結(jié)果能較好的與試驗(yàn)測 試數(shù)據(jù)吻合。6.期刊論文肖敏.雷昌龍.XIAO Min.LEI Chang-long既有混凝土橋梁的病害防治-橋梁建設(shè)20002 通過對深圳市部分既有運(yùn)營中的鋼筋混凝土橋梁病害的調(diào) 查分析發(fā)現(xiàn)其病害主要有:橋頭跳車、混凝土開裂、鋼筋銹蝕、 橋臺(tái)偏移.提出了對病害的處理及預(yù)防

17、措施.7.學(xué)位論文 姜杰 高速公路簡支T梁加固新技術(shù)研究2009早在50、60年代我國就建造了許多T型梁橋 由于結(jié)構(gòu)簡單 安裝方便等 特點(diǎn) 這種橋型對改善我國公路交通起到了重要作用。但是 隨著交通運(yùn)輸?shù)陌l(fā)展 交通量越來越大 車輛荷載不斷 增加 以及隨著運(yùn)營年限的增加 T型梁也暴露出了一些問 題由于翼板厚度遠(yuǎn)小于梁高當(dāng)按鉸接考慮梁的橫向連 接時(shí)由于翼板相接處的結(jié)構(gòu)高度與梁高相差太大其鉸 接作用很難實(shí)現(xiàn) 且未設(shè)置足夠的橫向連系 從而在翼板 連接處造成損壞 按剛接考慮梁的橫向連接時(shí) 如果橫梁 數(shù)量設(shè)置不夠 也形不成橫向剛性連接 實(shí)際受力狀態(tài)與 理論不符 會(huì)形成單梁受力過大而損壞 當(dāng)橫梁本身抗力 較弱

18、時(shí) 也極易由于承受較大的橫向彎曲力的作用而損壞橋梁承載能力逐年降低。特別是以前修建的橋梁 設(shè)計(jì)標(biāo) 準(zhǔn)低承載力已不能適應(yīng)交通發(fā)展的需要而且鋼筋混凝 土T型梁橋隨著使用年限的增長 加之養(yǎng)護(hù)的不及時(shí) 自然 就會(huì)出現(xiàn)混凝土的表面碳化、裂縫加大、表而破損、雨水侵 入、鋼筋銹蝕等一系列問題最終都會(huì)導(dǎo)致橋梁的承載力下 降出現(xiàn)病害成為病橋、危橋嚴(yán)重者甚至造成橋梁垮塌一定程度上制約了國民經(jīng)濟(jì)的發(fā)展。作者在詳細(xì)的分析 了鋼筋混凝土T型梁橋的缺陷和病因的基礎(chǔ)上 通過和以往 加固方法的比較 利用箱形梁抗彎、抗扭剛度大大優(yōu)于T形 梁的技術(shù)原理 在已有的鋼筋混凝土結(jié)構(gòu)受力計(jì)算方法基 礎(chǔ)上 提出了截面轉(zhuǎn)換T轉(zhuǎn)箱的一種加固鋼

19、筋混凝土T型梁 橋的方法從減少橋梁跨中截面正彎距和撓度值改善多 跨簡支梁的受力特性 提高橋梁的承受載力 提出將多跨 簡支梁橋轉(zhuǎn)變成多跨半連續(xù)梁的加固方法并將兩種方法 綜合的運(yùn)用于簡支梁橋加固中。 文中通過對幾種常用加固方法的計(jì)算比較 以及施工、經(jīng)濟(jì)等方面的考慮 得出兩種 加固方法的優(yōu)點(diǎn)和在實(shí)際運(yùn)用中的可行性 文中重點(diǎn)論述 兩種加固方法的基本原理和計(jì)算方法 提出加固設(shè)計(jì)和施 工的具體要求和注意事項(xiàng)。并通過加固實(shí)例應(yīng)用 進(jìn)一步證 明了兩種加固方法對改造鋼筋混凝土T型梁橋是可行的 能 有效地提高承載能力。8.會(huì)議論文張愷.包琦瑋.劉能文.張連 普 橋梁混凝土結(jié)構(gòu)鋼筋銹蝕的重要原因-除冰鹽2001除冰

20、 鹽是造成北方城市立交橋梁結(jié)構(gòu)混凝土鋼筋銹蝕的重要原 因.本文通過對北京一些預(yù)應(yīng)力鋼筋混凝土橋梁和鋼筋混凝 土橋梁的鋼筋銹蝕情況和相應(yīng)部位的氯化物含量的測試初 步分析了橋梁易受除冰鹽腐蝕的構(gòu)件和結(jié)構(gòu)部位并分析了 氯化物含量與混凝土中鋼筋銹蝕的關(guān)系、除冰鹽對不同結(jié)構(gòu) 形式構(gòu)件的腐蝕影響程度指出了除冰鹽對橋梁耐久性的危 害并從設(shè)計(jì)和管理維護(hù)等方面提出解決問題的思路與措施.9. 學(xué)位論文秦想姣既有RC梁力學(xué)性能的試驗(yàn)研究與數(shù)值模 擬2009鋼筋混凝土結(jié)構(gòu)耐久性問題是當(dāng)今世界普遍關(guān)注 的問題 鋼筋銹蝕、混凝土的碳化與老化已是公認(rèn)的鋼筋混 凝土結(jié)構(gòu)耐久性最重要的影響因素 那么對既有鋼筋混凝 土梁橋構(gòu)件力學(xué)性能變化規(guī)律的研究顯得尤為重要。本文結(jié) 合交通部西部交通建設(shè)科技項(xiàng)目200631800019以寧