预应力混凝土桥梁常见病害与防治

1、预应力混凝土桥梁常见病害与防治一、预应力混凝土桥梁结构的优势简析首先，它能够充分利用现代的一些高强度的材料，如高强混凝土、高强钢材，达到减小桥梁的构件的截面积、减轻自重、增大桥梁的跨径的目的。其次，预应力混凝土桥梁和普通的钢筋混凝土桥梁相比，能够节省钢材，并且桥梁的跨径越大，节省的钢材越多。再次，预应力混凝土桥梁构件的刚度比普通混凝土桥梁要大，能够提高结构使用的耐久性。二、预应力混凝土桥梁常见病害分析（一）裂缝预应力混凝土桥梁在预应力截面产生裂缝是不允许的，但由于种种原因，大跨径预应力混凝土桥梁往往产生很多裂缝，严重影响了桥梁的使用功能。现已成为广大工程技术人员关注的热点。1、混凝土强度形成过

2、程中的裂缝混凝土浇筑之后，强度的形成需要一定的时间，强度的发展取决于周围环境和混凝土的水化热。此时混凝土的抗拉强度较低，容易出现收缩、温度和沉降裂缝。（1）收缩裂缝混凝土在形成强度过程中，水和水泥颗粒结合，使体积减小称为凝缩；一部分水分蒸发，使体积减小称为干缩。混凝土在形成强度过程中表面的水蒸发干燥逐步扩展到内部，在混凝土内形成含水梯度，表面收缩大，而内部收缩小，出现内外收缩差，混凝土表面外部受拉应力，而内部受压应力，当表面混凝土的拉应力超过混凝土当时的抗拉强度时，便产生收缩裂缝。（2）温度裂缝当温度应力超过混凝土当时的抗拉强度时，就会产生温度裂缝。常见的混凝土结构温度裂缝有：大体积混凝土（厚

3、度超过2m的桥梁墩台、承台及锚旋等），水化热使内部温度升高，散热措施不当，内、外温差大而引起的裂缝。冬季施工及蒸养措施不当，使混凝土冷热、内外温差不均引起的裂缝。构件较长而两端约束，由于周围环境温度变化产生的附加温度应力引起的裂缝。新旧混凝土接缝处，由于新混凝土的水化热与旧混凝土之间的温度差及收缩差产生的沿接缝面中部的垂直裂缝。2、后续施工和使用阶段（1）弯曲裂缝对预应力混凝土结构，预应力度过大和过小都会出现弯曲裂缝，对于一期恒载较小的预应力混凝土结构，张拉程序掌握不好时，往往会产生预应力度过大使结构反弯开裂，这种现象常常出现在横梁和帽梁上；对于预应力损失较大的或超载严重的桥梁结构，会出现预应

4、力度不足产生的弯曲裂缝。（2）剪切裂缝和弯剪裂缝剪切裂缝首先发生在剪应力最大的部位，一般在支点附近，由主拉应力引起的沿中性轴与水平方向呈25。45。开裂。弯剪裂缝一般在1/81/4跨处，也是由主拉应力引起，与水平方向呈30°60°夹角。（3）局部应力裂缝由局部应力引起的裂缝，主要出现在支座、锚头等受局部应力较大的部位或受突然撞击的部位。（二）钢筋锈蚀钢筋混凝土中引起钢筋锈蚀的原因主要有两种：1、混凝土保护层的碳化作用和氯离子的侵入，对于直接与海水接触的钢筋混凝土结构则同时存在这两种腐蚀作用。钢筋一旦发生锈蚀破坏，其有效截面面积减小，导致结构承载能力的下降，随之产生诸如裂缝和

5、变形等现象，随着钢筋的进一步腐蚀，结构破坏也进一步加剧，直至完全破坏。2、对于混凝土的腐蚀，即溶蚀作用，是混凝土结构在所处环境中自身物质发生一系列化学反应，导致结构强度明显降低的复杂过程。（三）跨中挠度过大对于大跨度预应力混凝土梁跨中长期变形超过预期值，且不稳定是一个较为普遍的现象，预应力混凝土受弯构件计算的长期挠度值，不应超过计算跨径的相应数值，一旦超过预期值，将引发各种严重的病害。1、设计上没有合理预测混凝土徐变产生的影响，以致梁跨中长期变形超过预期值。2、在混凝土结构没有形成足够强度之前，过早施加荷载，导致桥梁跨中的挠度增大。3、设计时忽视了汽车等外荷载对桥梁挠度形成的作用。4、在桥梁的

6、施工过程中，由于施工技术不到位，使预应力损失增大，引发桥梁跨中挠度的增大。三、预应力混凝土桥梁常见病害的防治对策（一）桥梁裂缝的防治1、对于温度裂缝对于日温差和季节温差，在设计初期建模计算时，所有输入参数应与实桥相符，充分考虑桥梁所在地区实际情况，选择合理的温度梯度模式和最大温差。在施工的期间，可采用分层灌注混凝土，充分利用物理体积的减少利于水化热的散发，同时也可保证混凝土的灌注质量；降低混凝土的入仓温度，特别对于夏季施工，应合理的安排工期，宜在温度较低的凌晨浇筑混凝土。在混凝土配比时考虑掺入适量的掺加剂，可降低水化热温度应力，施工中常用的粉煤灰可以减小最大温差，从而降低了最大拉应力，有利于提

7、高混凝土早期抗裂性能；可以通过水化热效应的分析，找出温度应力较大的区域，在初凝期间对其洒水养护时，可考虑温水养生；控制合理的拆模时间，要考虑日气温的波动，防止混凝土表面发生“温度冲击”现象而导致裂缝的出现。2、对于收缩徐变裂缝混凝土收缩徐变模型很多，而预测模型中有限的几个参数很难代表复杂的材料特性，这就造成收缩徐变预测精度不高。在进行预应力混凝土桥梁设计，特别是在进行大跨度预应力混凝土桥梁设计时，必须将收缩徐变对结构内力的影响进行精确地分析，如有必要应进行混凝土收缩徐变的试验研究，为设计计算提供真实的材料和环境参数来修正预测模型，提高其预测精度。除了在设计中充分的考虑到变量外，在施工中也要做好

8、检测的良好机制，通过勤监测混凝土浇筑块体升降温、内外温差、降温速度及环境温度等，根据监测数据、变化曲线可以预测温度及其变化的趋势，及时有效的采取措施对混凝土的内外温差、温度陡降与内部温差进行控制；另外，良好的养护方法，可以减小混凝土的收缩，所以浇筑后应做好覆盖洒水保湿工作。3、对于预应力损失导致的裂缝竖向预应力损失过大常常会导致腹板斜裂缝的产生。为了尽可能减少这类斜裂缝的出现，应现场测算钢筋回缩量、锚具变形和垫板挤压变形，从而较为准确地估算竖向预应力损失，竖向预应力施工质量差是个比较严重的现象，切忌竖向预应力的漏张和欠张，适当设置竖弯预应力束，以抵抗斜截面的主拉应力。（二）钢筋锈蚀的防治对策为

9、了预防混凝土及钢筋的腐蚀，应该从提高混凝土结构防腐蚀的能力入手，针对结构预期功能和所处环境，选择合理的材料和结构。具体来说可以从原材料的选取、施工质量的控制、混凝土配合比、增加混凝土保护层厚度、使用高性能的混凝土及采取相应的防腐措施等方面入手加以预防。（三）跨中挠度过大的预防措施1、在设计过程中合理预测混凝土徐变产生的挠度，可适当的增加梁高，提高结构的承载能力，同时，确保桥梁具有足够的截面强度。2、在设计过程中充分考虑恒载和活载对挠度的影响。3、加强施工过程中的质量控制，规范施工程序，优化施工工艺，可在施工中控制混凝土的坍落度最好在18cm以下，并且尽可能的延长混凝土的加载龄期，避免如混凝土结构没有形成足够强度之前，就对