中交路桥科技有限公司

中文版 ENGLISH

咨询电话:17736920826

钢结构检测 > 行业知识 > 桥梁后天裂缝与寿命分析
桥梁后天裂缝与寿命分析
日期:2015-8-21 11:44:45 作者:佚名 来源:本站原创
新闻中心

桥梁开通运营以后,随着外界温度交替变化、雨雪侵蚀、冻融循环、酸碱腐蚀、正常交通累积、超载车辆通行,以及桥梁本身的徐变和松弛,桥梁逐渐老化。原先一些不可见的微裂缝长成宏裂缝,可见的宏裂缝逐渐延长扩展。

一、结构性老化导致的裂缝

1.桥梁挠度变化

桥梁逐渐老化,表现最为明显的是桥梁挠度变化。

2.徐变和松弛

桥梁逐渐老化的内在物理力学因素是混凝土徐变和预应力松弛,桥梁内力与竣工状态相比较有较大的变化。

3.裂缝

最能表现桥梁老化(或缺陷)特征的是裂缝,裂缝的部位、方向揭示了桥梁的老化(或缺陷)的部位和性质。

从裂缝的部位和方向来看,(1)属于剪力裂缝;(2)因为基本无弯起预应力钢筋,可以判断竖向预应力不足;其次(3)设计、施工和自然环境中可能有未预料到的偶合因素,例如,计算模式、施工精度、温差等。

二、材料老化导致的裂缝(损伤)与防治

(一)材料老化类型与机理

材料老化主要有混凝土劣化和钢材锈蚀两个方面,它们之间又是相互促进的。由于混凝土的 pH=12-13,这种高碱性使包裹在混凝土中的钢筋表面形成钝态氧化层(钝化层),钝化层具有很强的抗锈蚀能力。如果降低了混凝土的碱性到 1.5,钝化层将处于不稳定的临界状态;如果pH小于 9.88钝化层将会破坏。破坏了钝化层,在合适的条件下,钢筋就开始锈蚀膨胀,导致混凝土沿着钢筋开裂、剥落。

1.裂缝和空隙

所有从混凝土表面通达钢筋的裂缝都降低了混凝土对钢筋的高碱保护,导致钝化层失稳甚至失效,引起钢筋锈蚀。

多根钢筋捆束,导致混凝土浇筑空隙,不能形成钝化层。

2.碱一集料反应(AAR)。

一种是碱一硅酸盐集料反应,另一种是碱一碳酸盐集料反应,后者少见。当水泥和集料加水拌和后,水泥中的碱与活性集料中的硅酸盐慢慢起化学反应,析出碱一硅凝胶,凝胶吸水膨胀,体积可增加到三倍,胀裂混凝土。裂缝中充满白色凝胶沉淀物,裂缝表面呈白色地图状花纹。

3.S02和酸雨

S02及其进一步氧化物Sq直接或通过水将Ca( OH)2生成CaCOH或CaS03,使混凝土膨胀开裂。

4.混凝土中性化(或酸性化)

(1)碳化。气相的或水溶的C02与混凝土中的碱性物质反应,使碱性物质转化为pH值较低的碳酸盐CaC03。混凝土碳化的结果是降低了混凝土的高碱性,导致钝化层失稳甚至失效,引起钢筋锈蚀。混凝土碳化后有所收缩,碳化特性如下:

(a)混凝土碳化速度与水泥品种(或外掺剂)有关。

(b)与骨料的透气性有关。轻骨料透气性好,易碳化。大骨料底部易产生砂浆离析、沉淀增加空隙,易碳化。

(c)与混凝土配合比和施工有关。水灰比大、水泥用量少、空隙大,易碳化。早期养护不足,易碳化,湿养3天比湿养7天快50%。

(d)与局部环境有关。湿度小,易碳化,湿度为90%、70%、50%碳化速度比为0.6:1:1.4。空心结构内部易碳化,相同时间,箱内碳化深度是外表面的2.5 -3倍,干燥箱内壁比外壁碳化更快。箱梁无粘结干接缝和气孔碳化深度是内壁的两倍。

(2) S02和酸雨同样可以使混凝土中性化(或酸性化),如前所述,还伴随着膨胀。比碳化危害性更大。

5.氯盐侵蚀

在沿海、内陆地区(例如,盐桥、盐碱地)或盐碱工业区,混凝土的集料和用水的氯盐含量较高;而且其工作环境也受氯盐的侵蚀,氯盐对混凝土和钢材有如下腐蚀作用。

(1)对混凝土的腐蚀

①MgCl2与混凝土中的Ca生成的CaCl2能溶于水,形成多孔混凝土;

②海水中的MgS04与混凝土中的Ca(OH)2 生成CaS04,又与铝酸钙生成硫铝酸钙—水泥杆菌,混凝土膨胀破坏;

③盐分子在混凝土毛细管内上升,不断结晶、聚集,胀裂混凝土。

因此,浸渍在海水中的混凝土不断老化,寿命衰减。

(2)对钢筋的腐蚀

①氯离子破坏钝化层;

②氯离子与铁构成了腐蚀电池,在钢筋表面形成特有的坑蚀;

③氯离子与铁离子生成FeCl2,再溶于水,转换成Fe( OH)2,释放出氯离子,周而复始,腐蚀钢筋,称为去极化作用;

④氯离子强化了混凝土的离子通路,降低了欧姆电阻,提高了腐蚀电池的效率。

一般对于预应力混凝土,氯离子含量与水泥用量之比不大于0.06%;普通混凝土不大于 O.10%是安全的。

中交路桥工程检测主要检测业务:钢结构检测桥梁检测隧道检测


更多相关信息 还可关注 中交路桥工程检测 公众号 扫一扫下方二维码即可关注


热门版块: | 钢结构检测桥梁检测隧道检测
首页 | 企业简介 | 企业文化 | 公司业务 | 人才招聘 | 联系我们
Copyright@2014 中交路桥 All Rights Reserved. 冀ICP备12000803
友情链接:企业选址 | 市政设计| 管线探测|连锁店装修|膜结构车棚 |环境工程设计|悬浮地板 |地铁led | 桥梁切割 | 网站地图
TAG标签: 桥梁检测 隧道检测 钢结构检测 结构健康安全监测
>