搜索

产品咨询QQ : 1010723075

售后咨询QQ:3269829215

电话:010-62267318

传真:010-62237121

版权所有 © 北京首瑞大同测控技术有限公司京ICP备15048528号-1          地址:北京市海淀区上园村甲4号(北交科技集团楼)  联网备案号:11010802032277     网站建设:中企动力  北京

联系方式

>
技术支持_详细

浅析混凝土桥梁耐久性研究

作者:
来源:
2017/01/04 13:32
浏览量

 1 影响混凝土桥梁耐久性的因素 
  1.1 混凝土桥梁设计体系不完善 
  许多混凝土桥梁的设计大多只能满足设计规范中对结构强度计算上的安全度需要,而忽略了对桥梁的结构材料、结构构造、结构体系、结构维护及结构耐久性等各方面问题的全面考虑。有的桥梁在结构整体设计和延性设计方面存在不足,冗余较小;而有的桥梁则是在计算结构简力图和传力路线时不够明确,使得桥体局部受力过大;还有的桥梁其混凝土强度等级较低、钢筋保护层厚度设置较小、构件截面过小、钢筋直径过细,从而影响桥梁的整体强度和刚度。以上问题都大大削弱了混凝土桥梁结构的耐久性甚至安全性。此外,还有一部分设计未能将一些特殊情况(如风灾、地震、挖沙、船撞等)考虑到,这就有可能引起桥体在以后的使用过程中结构发生破坏,造成桥梁的安全性严重不足。 
  1.2 桥体钢筋锈蚀 
  桥梁内部受力钢筋的锈蚀将导致钢筋的有效受力截面下降,而且锈蚀后的钢筋体积将有一定的膨胀又会加剧混凝土的开裂以及表面混凝土的成块脱落,降低桥梁构件的截面面积。随着桥梁使用年限的增大,钢筋的锈蚀程度将逐渐增大,钢筋与混凝土之间的粘结力也急剧减小,从而使构件的承载能力大幅降低。混凝土开裂后又会使混凝土保护层下侧的钢筋暴露在空气当中,加快这部分钢筋的锈蚀速度,形成恶性循环。引起钢筋锈蚀的原因主要有因混凝土碳化而引起的钢筋混凝土结构保护层PH值下降,破坏了氧化铁薄膜,氧化铁薄膜被破坏后,铁原子就会与水和氧气共同发生化学反应形成铁锈,引起钢筋锈蚀。 
  1.3 混凝土的冻融破坏 
  混凝土是一种多孔隙的复合材料,其外部的水分可以透过毛细作用进入到混凝土的孔隙中。但当周围温度降至冰点以下时,混凝土孔隙中的水就会冻结膨胀,体积增加约9%,当混凝土92%的孔隙充水时,水在结冰后就会产生内应力。温度较低时,混凝土孔隙体积膨胀,孔壁受压变形,而温度升高后孔隙内的冰融化,就可能会使孔壁产生拉应力,这样经过反复冻融,当作用于孔壁上的拉应力超过了混凝土的极限抗拉强度时就会产生微裂缝,经过一定次数的冻融循环后混凝土就会开裂甚至崩裂。很多桥梁工程中所用的混凝土密实性较差,其抗渗性能也较差,很有可能导致更多的水分进入混凝土内部,从而加速混凝土结构的冻融破坏。 
  2 提高混凝土桥梁耐久性的具体措施 
  混凝土桥梁耐久性的降低是由多方面因素共同作用的结果,有许多不确定因素相互影响、相互制约,是一种由多种随机因素综合作用并随时间随机变化的过程。这就大大增加了解决桥梁耐久性问题的复杂性,因此,提高混凝土桥梁结构的耐久性必须从诸多方面综合考虑。 
  2.1 重视混凝土桥梁耐久性的设计 
  考虑到混凝土桥梁耐久性的多方面因素,在设计时必须从材料、环境等各个因素着手,不断完善混凝土桥梁的耐久性设计,有效减少其维修费用并延长结构的使用年限。混凝土桥梁的耐久性应根据其周围的环境类别以及桥梁设计使用年限进行规划设计。只有保证措施得当才能有效的延长桥梁的使用年限。目前我国大部分大型桥梁都实行终身负责制,这将有利于保证桥梁结构的耐久性。设计中增加桥梁耐久性比较常见的措施主要有加大桥体内部混凝土保护层的厚度,降低水中氯化物对钢筋的腐蚀作用,延缓或阻止钢筋钝化膜的破坏;适度赠大桥体的结构尺寸,减少配筋密度过密的情况,降低混凝土浇筑难度,使骨料均匀分布,增大混凝土密实度,从而提高桥梁的防撞击能力,保证防撞系统与主体结构的耐久性。 
  2.2 在施工工程中重视桥梁的耐久性问题 
  施工工程对混凝土桥梁结构的耐久性具有举足轻重的影响作用,在施工过程中必须满足施工规范、施工质量检验标准以及设计要求,对施工质量必须进行严格控制。在施工中必须控制好以下几点:(1)控制混凝土水泥用量和水灰比。在海水水位变化区和大气区等侵蚀环境下,混凝土的水泥用量不得低于360kg/m3,水灰比不得低于0.5,在海水浪溅区水泥用量及水灰比则分别不得低于400kg/m3和0.4,在海水水下区分别不得低于300kg/m3和0.5。(2)限制混凝土中各种组成材料中氯离子的有效含量,在侵蚀环境下普通混凝土水泥用量应低于0.10%,预应力混凝土水泥用量则应低于0.06%。(3)确保混凝土所采用的集料不会使混凝土发生超过容许值的碱骨料反应,保证混凝土试件在6个月内的膨胀率不超过0.1%。(4)在环境恶劣部位应优先采用强度高、工作性强、耐久性好的高性能混凝土(5)施工中应注意对钢筋保护层的施工,确保钢筋保护层的厚度。(6)对大体积混凝土应采用分层浇筑法,加强养护和温控措施,设置冷却水管防止水化热裂缝的产生。(7)对设计中要设置环氧涂层钢筋的混凝土结构,在施工中应特别注意不要对环氧涂层产生破坏,否则会导致钢筋加剧腐蚀。(8)在施工过程中应避免发生泌水、离析等现象,在钢筋密集区应加强振捣密实。(9)对加入减水剂、引气剂、阻锈剂等外加剂的混凝土应进行充分搅拌,增加外加剂的防腐效果。(10)预应力混凝土的施工应尽量采用真空压浆,保证管道压浆密度,防止预应力材料锈蚀。(11)在混凝土的养生过程中,应加强保水养护。对外露面做到保湿保温,应在混凝土达到足够强度时再进行脱膜。 
  2.3 采用高性能混凝土 
  高性能混凝土不论是从强度还是耐久性都优于一般的普通混凝土,高性能混凝土中通常会加入比水泥颗粒小约100倍的胶凝材料,并使用高效减水剂降低混凝土水灰比,这将有效减小骨料与胶凝材料间的孔隙率,改善混凝土的渗透性,有力的提高混凝土的耐久性。此外,由于高性能混凝土能够大大的降低构件的截面尺寸,与采用普通混凝土相比在经济上也具有一定优势,因而在混凝土桥梁工程中应优先使用高性能混凝土。 
  2.4 加强混凝土养护及维修工作 
  及时到位的养护及维修是保证混凝土桥梁良好耐久性的重要前提,由于工程师对混凝土结构耐久性的认识是逐步深入的,因此部分已建成的桥梁在耐久性方面仍存在个别问题,这也就要求我们对目前建成的部分桥梁采取必要的维修工作以延长其使用寿命。 
  混凝土的养护包括湿度和温度两个方面,养护不仅仅是控制好混凝土周围环境的湿度,还要控制好混凝土的温度变化,在保湿养护的同时,还应保证混凝土表面的温度与混凝土内部温度以及所接触的大气温度之间不要出现过大的差异,既要保温又要散热,防止温降和温差过大。对于厚度较大的混凝土构件,水化作用所产生的热量会使试件温度持续升高,在炎热气候下有塑料薄膜盖时可以在薄膜外喷洒凉水降低试件温度。当混凝土表面已结硬时,应保证混凝土表面与内部以及大气的温差不能过大,对于水胶比较低的混凝土,浇筑结束时应保证混凝土中的水分不受较大损失。 
  2.5 在钢筋表面涂刷防腐蚀涂层 
  钢筋表面防腐涂层的致密性一定要好,否则水分、空气中的氧以及其他腐蚀性介质则会穿透涂层产生电子传递现象,加速钢筋锈蚀。同时还应保证涂层与钢筋间的粘结力,涂层要具有良好的抗变形、抗磨擦等物理力学性能。 
  3 结语 
  提高混凝土桥梁耐久性的基本途径就是增加混凝土本身的密实性,提高钢筋的混凝土保护层厚度,同时还应完善施工管理,提高施工队伍素质,并采用先进优异的施工工艺。提高混凝土桥梁耐久性对人民生活、经济发展以及国防建设都具有举足轻重的意义。 

电话:010-62267318

传真:010-62237121

售后咨询QQ:3269829215

产品咨询QQ : 1010723075