混凝土梁拱病害整治

　　混凝土梁拱病害整治（damagerepairofconcretebeanandarchbridge）保證列車運行安全，對發(fā)生病害的梁拱應該及時整治?；炷亮汗暗闹饕『κ牵毫汗傲鸭y、蜂窩、麻面、內部空洞，鋼筋保護層剝落掉塊、鋼筋銹蝕，混凝土強度不足、梁體穩(wěn)定性差、承載能力不夠（含圬工拱橋砌塊及砌縫裂損、風化），梁拱排水設備及防水層損壞等。

　　混凝土梁拱裂紋整治

　　裂紋及混凝土強度的檢查裂紋：發(fā)現(xiàn)裂紋后應做好標記及記錄，標注并計量裂縫的編號、起點、終點、部位、走向、寬度、長度、分布情況及特征?？刹捎迷诹鸭y中注射酚酞溶液，或用超聲儀來測量裂縫的深度，視裂紋發(fā)展情況作定期檢查?；炷翉姸葯z查方法：①回談儀評定法。要使用經(jīng)過校驗的回彈儀，測點布置及測試面要符合規(guī)定，對已碳化的混凝土表面，應做碳化深度測量?；貜梼x法不適用于評定遭受化學腐蝕、火災、硬化期間受凍害、內部與表層質量有明顯差異及內部存在明顯缺陷的混凝土。②超聲-回彈綜合評定法。適用于齡期為7～730d，強度5～50MPa，一般混凝土結構及構件。③拔出儀試驗評定法。是用拔出儀實地測量老混凝土結構強度的新方法，精度較高。根據(jù)拔拉力值，對照標準立方強度關系曲線，查出相應的標準立方強度。參見鋼筋混凝土無損檢測。

　　裂紋產(chǎn)生的原因①水泥用量多，水灰比大，養(yǎng)生不良，混凝土收縮大，會產(chǎn)生網(wǎng)狀裂紋。②碎石集料含污量大，級配不良，混凝土振搗密實性差，會造成混凝土蜂窩麻面或空洞、鋼筋外露，影響混凝土強度，導致裂紋產(chǎn)生。③鋼筋含硫過多，接頭不牢，骨架綁扎不合要求，鋼筋腐蝕嚴重、表面不潔等，均使受力與設計不符,除低鋼筋與混凝土黏著力而產(chǎn)生裂紋。④混凝土施工中摻用了（或滲入）氯化鈣，又水分滲入鋼筋發(fā)生電化學銹蝕作用。保護層過薄混凝土順主筋方向被脹裂。⑤梁身早期受載或運送架設中吊點與設計不符，活動支座不靈，道碴厚度不足或過厚，線路中心與橋梁中心不吻合以致偏載、扭轉等，使梁上下翼緣或橫隔板產(chǎn)生裂紋。⑥氣候環(huán)境影響，梁的外側受溫度、濕度的影響大，裂紋就顯著。⑦預應力混凝土簡支梁產(chǎn)生沿梁端鋼絲束裂紋（后張法多由于端部集中應力所致）；腹板豎向裂紋（與施工質量有關），對梁體結構性能影響不大，但梁底通裂的梁，當裂紋是位于跨中附近時，則由于喪失下翼緣混凝土本身的抗拉強度，將導致梁體撓曲抗裂性顯著降低；下翼緣的縱向裂紋，早期生產(chǎn)的預應力梁沿管道的裂紋相當普遍，系下翼緣受過高的縱向預應力所致，是目前預應力梁中裂紋最嚴重的一種。⑧連續(xù)梁、拱橋墩臺基礎不均勻沉陷導致梁、拱受力情況改變而產(chǎn)生裂紋。

　　普通鋼筋混凝土梁裂紋的處理①裂紋寬度限值：主筋附近豎向裂紋寬度不得超過0.25mm；斜裂紋不得超過0.3mm，且不得有伸入中性軸的對裂；腹板上裂紋不得超過0.3mm；順主筋縱向水平裂紋不容許存在。②裂紋處理：鋼筋混凝土梁產(chǎn)生順主筋方向的縱向水平長大裂紋對梁結構受力危害極大，它破壞鋼筋和混凝土的黏著力，可使鋼筋應力驟增，以致突然破壞，必須予以加固或更換；裂紋寬度達到或超過①項所述容許值，只要已趨穩(wěn)定，不繼續(xù)惡化，可用環(huán)氧樹脂膠修補；裂紋深入圬工內部但已穩(wěn)定，或圬工內部有空隙，采用壓力灌漿、壓注環(huán)氧樹脂漿液等；裂紋較多、裂紋寬度較大的梁，其鋼度相應降低，同時引起鋼筋銹蝕，會降低結構物使用年限，當裂紋不斷發(fā)展時，必須加強監(jiān)視；梁的撓度大小可以作為間接粗略估計結構物狀態(tài)的完好與否的根據(jù)，運營線上一般鋼筋混凝土梁的實測資料表明，實測撓度與理論計算之比為0.55～0.65，若Lp/4000（普通鋼筋混凝土梁）和Lp/1900（低高度鋼筋混凝土梁）。

　　預應力鋼筋混凝土梁裂紋的處理①裂紋寬度的限值：梁體不允許有豎向裂紋；縱向裂紋的寬度不超過0.2mm；橫隔板裂紋寬度不得超過0.3mm。②裂紋的處理：下翼緣的縱向裂紋是目前預應力梁裂紋中最嚴重的一種。內外側裂紋部位走向相應，不裂紋寬度、長度有所發(fā)展，將破壞梁的受力性能，必須加強監(jiān)視，必要時進行加固或更換；其他裂紋一般不影響梁的正常使用，裂紋已趨穩(wěn)定者，可用環(huán)氧樹脂膠修補；根據(jù)梁的撓度大小可以估計結構物狀態(tài)的完好與否，預應力混凝土梁跨中靜活載撓度一般為理論計算值的0.7～0.8倍，靜活載撓度的實測值一般不大于計算跨度的1/1800。

　　混凝土梁加固對混凝土梁下翼緣順主筋方向出現(xiàn)縱向水平長大裂紋或其他嚴重裂損以及經(jīng)檢算承載能力不足的梁，必須進行加固或更換。

　　增大截面通過增大結構件（及連接）的截面面積，以達到加固補強的目的。①增大截面。主要是對主梁梁肋下翼緣的加寬和加高，在新增的混凝土截面中，應通過計算加設鋼筋。為避免在施工中移動主梁，可僅在跨中某梁段內加大截面，而保持靠近支座的梁端部分的截面不變。為固定新增主筋的位置，可研跨度方向每隔一定距離鑿露原主筋將新老主筋相連。在結構分析中，增補的鋼筋只承受部分活載。對肋式主梁若裂縫較多，也可以增加下翼緣以及腹板的截面積，即用一個灌筑混凝土“套”來加固主梁。亦可用噴射混凝土來加固圬工梁拱。②增加主鋼筋。對混凝土主梁抗彎鋼筋不足且橋下凈空又受到限制時，可采用增加主梁縱向主鋼筋的方法進行加固。首先鑿開保護層，露出原底層主筋；然后將增加的主筋點焊在原鋼筋的下緣；最后接長箍緊，恢復混凝土保護層材料可采用鋼纖維混凝土、環(huán)氧樹脂小石子混凝土或膨脹混凝土等。

　　改善結構體系改變混凝土梁結構靜力體系，主要是外加預應力。在梁的下翼緣受拉區(qū)位置用高強度鋼絲等制成的預應力拉桿，通過張拉對梁體下緣產(chǎn)生偏心預應力。這樣，結構剛度增大，梁體上拱，荷載撓度減小，承載能力得以提高。

　　碳纖維加固碳纖維CFRP（碳纖維加勁塑料）加固修復混凝土結構是一項新型、高效的結構加固技術，較之傳統(tǒng)的結構加固方法，具有明顯的優(yōu)越性。它是利用樹脂類膠結材料將碳纖維織物（布）粘貼于混凝土表面，從而達到對結構構件補強加固及改善結構受力性能的目的。該項技術在日本、美國等已見諸應用。它具有下列優(yōu)點：①高強高效。碳纖維材料具有優(yōu)異的物理力學性能，抗拉強度高（為1500～1900MPa，高的可達2400～3000MPa），彈性模量為160000～230000MPa，極適合于鋼筋混凝土結構的加固修補?？梢杂行У匾种够炷恋母鞣N開裂（包括堿-骨料反應的縫），防止混凝土碳化、老化、鋼筋銹蝕等，有效地解決了混凝土梁的防水問題。②重量輕。密度為1.6～1.8g/cm3，厚度薄，每層厚度可小于1mm?；旧喜辉黾釉Y構自重及截面尺寸，這對城市立交橋及對橋下凈空有限制的橋梁加固有獨特的優(yōu)越性。③適用面廣。廣泛適用于工業(yè)與民用建筑的梁、板、柱構件及橋梁、隧道等構筑物的結構補強及抗震加固，亦可用于曲面及局部節(jié)點的結構加固。對預應力梁的堿-骨料反應與其他裂損裂縫（尤其是封端處）病害整治，是很好的方案。對超重大件貨物運輸通過的橋梁加固也是可行的方案。④施工便捷。不須大型機具，沒有濕作業(yè)，施工功效高，對鐵路運輸干擾小。⑤施工質量易保證。輕質柔軟，易貼附，同粘鋼板相比，施工質量更易保證。⑥良好的耐久性和耐腐蝕性。耐酸、堿、鹽及大氣環(huán)境的腐蝕，不須定期維護。⑦經(jīng)濟指標，現(xiàn)是較其他辦法為貴。碳纖維布加固鐵路橋梁1997年在寶成線K2＋261橋采用，效果良好。

　　圬工拱橋加固①增筑新拱圈（石砌或鋼筋混凝土），新拱圈可設在舊拱圈的上面或下面。前者施工較困難，后者尤其適合噴射混凝土施工。②在原有拱圈兩側各加建一個拱肋，在凈空高度限制時可僅將舊拱圈加寬。③用鋼夾板拉桿加固石拱橋。①分段或全部更換拱圈，一般需封鎖線路。