预应力混凝土简支梁病害分析与防治研究

王志锋

摘 要：在桥梁建设中，预应力简支梁占了相当大的比例，如何在设计、施工、后期维护中预防预制梁病害的发生，延长混凝土预制梁的使用寿命，成为摆在工程技术人员面前的重要课题。只有对预制梁的主要病害进行分类，分析病害产生原因及特点，才能做到有的放矢，针对性防治预制梁产生的病害。

关键词：预应力简支梁;病害;防治

桥梁工程建设规模逐渐扩大，在我国交通运输中发挥了基础性的作用。由于设计与施工方面还存在着一定的弊端与不足，导致桥梁出现病害问题逐渐严重，制约着桥梁在交通运输中作用的发挥，甚至威胁到人们的生命财产安全。由于预应力简支梁在新建桥梁中占据了很大的比例，因此，其病害防治工程愈发凸显重要。

1 预应力简支梁常见缺陷及原因

1.1 蜂窝、麻面

蜂窝的产生原因主要有：（1）施工不当。在施工中如果不进行混凝土的振捣，或者振捣不恰当，运输中发生离析现象，支模阶段的缝隙较大，都会导致水泥砂浆大量散失，引发缝孔产生。（2）结构设计不恰当或者材料使用不合理。如果钢筋密度过大，混凝土的骨料直径大小不合理，塌落度过高，都可能引发蜂窝出现。在蜂窝部位会产生应力集中，会使结构强度、抗腐、抗磨等性能有所下降，严重者对桥梁的稳定性构成影响。麻面的产生原因生要是在施工中采用了不光洁的模板，或者模板的润湿程度不足，都会导致混凝土中的水分流入到模板当中，进而出现麻面。

1.2 钢筋锈蚀原因

混凝土中钢筋的锈蚀首先就是对钢筋钝化膜的破坏，其锈蚀主要是因为以下两点：（1）在潮湿的条件下，空气中的二氧化碳由外向内逐渐中和混凝土中的氢氧化钙称为混凝土的碳化。当碳化深度达到钢筋保护层时，开始侵蚀钢筋的钝化膜。一旦钝化膜被破坏，在潮湿空气中，钢铁表面会吸附一层薄薄的水膜。纯水是弱电解质，它能电离出少量的H+和OH-，同时由于空气里CO2的溶解，使水里的H+增多。结果在钢铁表面形成了一层电解质溶液薄膜，它跟钢铁的铁和少量的碳（或其它杂质）恰好构成了原电池，从而使钢筋产生锈蚀。（2）混凝土中或外部渗透进入的氯离子也会形成对钢筋钝化膜的破坏。氯离子是极强的去钝化剂，对钢筋的锈蚀起到催化作用。

1.3 磨损

造成这一病害的原因主要包括三类，分别为：混凝土的灌注强度较低，表面层骨料数量多，车轮磨损过度;速度较高的水的冲刷，水流当中夹带着较多的砂石，如果桥梁出现磨损严重情况将直接影响局部结构的稳定性甚至会造成局部破坏。

1.4 剥落

出现剥落的原因有：第一，保护层厚度过小。如果保护层的厚度过小，很容易引发在自然状态下混凝土的表层结构吸收大量水分，造成结构物表层和内部的湿度不均匀，产生湿度应力。当干湿交替反复作用于混凝土面层，就会导致表层结构的破坏，导致脱落。当保护层受损以后，便会形成对钢筋的锈蚀。第二，结构存在裂缝。第三，钢筋表面层锈蚀、膨胀，当形状改变过度时，就会导致面层剥落。第四，如果环境温度过低，可能导致冻结现象的出现，反复的冻融会导致混凝土强度的降低进而出现剥落。第五，侵蚀作用严重。如果出现车辆撞击或者其他硬度较大的物体作用在物体的表面，都会导致表面结构出现破损。

2 预应力简支梁常见病害的防治要点

2.1 浇筑前的准备

（1）钢筋骨架入模前，模板必须打磨干净并均匀涂刷脱模剂。模板组装完成后发现易漏浆的缝隙时要予以堵塞。（2）混凝土施工前，应根据粗、细骨料的实际含水量与理论配合比的差值调整拌合物的用水量，由试验室确定混凝土的施工配合比。（3）对预埋件、钢筋骨架及模板进行自检、互检、专检三级检查，合格后才能浇筑混凝土。（4）检查装载机、HZS120Q拌和站、80型拖式混凝土输送泵泵、HGY19/2布料机、提浆整平机等设备工作性能。（5）检查附着式高频振动器、插入式振捣棒状态是否良好，并备用4台振捣棒。（6）检测钢筋骨架的温度、模板的温度，允许浇筑混凝土的钢筋骨架温度：5～35℃、模板温度：5～35℃，浇筑前将防雨棚安装牢固。（7）混凝土坍落度损失由试验人员现场试验确定，灌筑混凝土时根据试验结果调整坍落度。

2.2 浇筑工艺

（1）混凝土坍落度控制在160～200mm，入模含气量控制在2～4%，每50m³检测一次。（2）混凝土浇筑原则“先底、腹板后顶板;水平分层、斜向分段、由一端向另一端进行连续灌注一次成型的方法”。水平分层厚度控制在300mm，斜向分段的长度为4～6m，工艺斜度为30～45°，连续灌注先后两层混凝土的间隔时间不得超过90min，罐车到场滞留时间不超过45min，避免因浇筑时间间隔太长混凝土表面出现条状色差，灌注总时间不超过6小时。（3）体浇筑由两台布料半径19m的布料机置于梁体同侧1/2跨处，分别从梁体同一端的两侧腹板处开始下料，向另一端推进。当浇筑到距另一端端部6m左右时，改从端部向跨中浇筑，避免将浆液全部赶到端部。现场技术员指挥布料机布料的位置，保证灌筑准确、均匀，灌筑顺序为“先底腹板倒角、再底板、再腹板、再底板上层、最后顶板”。浇筑过程中两侧腹板的混凝土高度控制一致。（4）混凝土须边浇筑边振捣，底板及顶板部位主要采用插入式振捣;腹板以插入式振捣为主、附着式振捣为辅的振捣方式。（5）筑底、腹板倒角结合部位时，混凝土塌落度控制在160～180mm，此时混凝土由底腹板结合部位流淌至底板，形成底板第1层混凝土，控制振捣手振捣频率、附着式高频振动器的振动时间和流入混凝土的数量，避免振捣手重复振捣，附着式高频振动器振动时间过长，防止底、腹板结合部位已振捣密实的混凝土流向底板。（6）下腹板混凝土浇筑适当放慢浇筑速度，即给倒角处混凝土一定的凝固时间，避免由于上部混凝土的重力，将倒角处混凝土推入底板，致使底板混凝土过多而腹板混凝土高度无法上升。（7）腹板混凝土的浇筑严格控制分层厚度，通过测量深度检测各层实际浇注厚度，以保证各层的分层厚度。（8）底板第2层混凝土时，从内模顶部的布料口（可关闭）浇筑底板第二层混凝土。从顶板下料口进行底板混凝土灌注时，应从布料机的下料口接长软管或串筒，使混凝土下落距离小于2m。（9）混凝土随拌随用，泵送过程中，混凝土拌合物始终连续输送，必要时可降低泵送速度以维持泵送的连续性，避免混凝土坍落度损失过大，造成泵送困难。停泵时间超过15min，每隔4～5min开动料斗搅拌防止料斗中混凝土离析，使泵机进行正反转，让输送管内混凝土两个方向的运动。（10）混凝土浇筑过程中，须安排专人监视模板，发现模板走形、模板连接螺栓松动及漏浆应立即采取措施予以处理。

2.3 收面

箱梁顶面混凝土浇筑时，应保证下料均匀，避免混凝土集中堆集现象。混凝土振捣完成后，用整平机进行箱梁顶面高程控制和粗平，嚴格控制整平机移动速度，并在整平机行进的前方安排3～4人调整混凝土量，多处铲除，少处补浆。使平整度大致达到要求。同时在整平机后面用水平尺反复检查搓刮不平处，必须保证收面完成后梁体表面混凝土无凹凸不平及起砂现象存在。在混凝土初凝前（手指压上去不下陷，但有指夹印时），采用人工进行二次收面。抹面时注意弹性上拱观测标的埋设。

3 结语

综上所述，结合实际的施工项目，合理制定施工方法并妥善分析，针对常见病害进行分类，明确导致病害产生的影响因素。进一步细致的分析，结合工程建设的实际环境条件以及建设状况，明确需要采取的施工手段和病害防治措施，实现病害发生概率的降低。针对已经存在的问题及时采取有效的解决办法，实现工程建设质量的稳步提高。

参考文献：

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