预应力混凝土T梁与空心板外观缺陷分析

预应力混凝土T梁与空心板外观缺陷分析

禹鹏康钦峰

贵州省质安交通工程监控检测中心有限责任公司

摘要：随着国民经济的迅速发展，我国公路桥梁建设事业已进入了建设发展的高峰，预应力混凝土T梁与空心板是当前桥梁工程中量大面广的一类桥梁，是跨径50m以下主流的桥梁结构形式。桥梁数量快速增加，与此同时，桥梁服役年限不断增长、交通量增长迅速、超重车日益增多，交通运输也对桥梁检查提出了更高的要求。本文着重就预应力混凝土T梁得外观缺陷及其原因进行了分析。

关键词：预应力混凝土T梁；外观缺陷；缺陷原因分析

在桥梁外观检查过程中发现的预应力混凝土T梁与空心板的表观缺陷主要有下列几类：

1、蜂窝麻面

蜂窝的外观特征的混凝土表面局部疏松、水泥浆少，骨料间存在空隙没有填满水泥浆而形成蜂窝状孔洞；麻面的外观特征是混凝土表面局部缺水泥浆且仅有细集料、粗集料的粗糙面，或者表面有许多麻点小坑的现象。蜂窝较麻面更显严重。这种缺陷对结构受力影响不大，但蜂窝麻面现象表明梁体混凝土局部不密实且强度低，空气中的水汽及二氧化碳等易通过其进入混凝土内部，促使混凝土碳化及钢筋锈蚀，加速梁体混凝土劣化，影响桥梁耐久性。这种病害的产生原因主要有以下几点：

1）浇注梁体混凝土施工时、混凝土振捣不实或漏振；

2）模板空隙未堵好或模板支设不牢固，振捣混凝土时模板移位，造成漏浆而形成蜂窝；

3）混凝土保护层设置不足，钢筋紧贴模板，混凝土无法包裹钢筋造成蜂窝麻面；

4）混凝土配合比不合理，水灰比过大或过小；

5）模板表面粗糙、清理不干净或未涂脱模剂，脱模时混凝土表面被黏损而出现麻面；

6）木模板未湿润，混凝土表面失水过多出现麻面。

2、空洞

混凝土空洞是指深度超过钢筋的混凝土保护层厚度且没有集料和水泥浆的内部空穴，深度较浅的空洞可能会出现外壳混凝土剥离、使钢筋外露。混凝土的空洞削弱了结构的有效截面，对结构受力有影响。其产生原因主要是梁体某些部位钢筋布置密集，钢筋间距过小，使混凝土粗集料被卡住，仅有少量拌合料（砂浆）下落，加之未能充分振捣或漏振而形成空洞。

3、露筋

这种缺陷的一般是梁体非预应力钢筋外露出表面。露筋的出现极易产生钢筋锈蚀，并引起钢筋锈蚀裂缝和混凝土剥离。其产生原因有以下几点：

1）混凝土浇筑时，钢筋垫块移位、未设置垫块或垫块脱落导致钢筋紧贴模板，致拆模后露筋；

2）结构断面过小，钢筋过密，混凝土砂浆不能填满钢筋周围，导致露筋；

3）因配合比或施工时自由倾倒混凝土造成混凝土离析，缺浆或漏浆，导致露筋。

4、缝隙夹层

缝隙夹层是混凝土内存在的，并在构件表面呈现水平方向或垂直方向的松散混凝土夹层，常出现在整体现浇构件的施工缝、悬臂施工节段箱梁接缝等位置，外观可见到混凝土结合不好，常有缝隙或夹有杂物。缝隙夹层会成为结构或构件混凝土开裂的薄弱环节，并形成水汽、二氧化碳渗入的通道。其主要的产生原因有以下两个方面：

1）混凝土浇筑时，未处理好施工面、未湿润旧混凝土、未清理杂物、振捣不够导致形成缝隙夹层；

2）空心板有内模施工，混凝土从内模两侧进入且无充分振捣，而在底板混凝土交汇处产生混凝土夹层。

5、剥落

剥落是指构件混凝土表面水泥砂浆层流失而造成集料外露的现象。剥落对混凝土耐久性有影响。其主要原因有以下两点：

1）混凝土浇注时泌水、细集料不足、浇注速度过快或过振，混凝土表面砂浆流失集料外露；

2）桥梁运营期间，雨水冲刷导致水泥砂浆流失。

6、预制板间铰缝不密实与破坏

该缺陷是指装配式空心板间铰缝内混凝土不密实，在车辆荷载作用下，桥面出现沿铰缝位置的纵向裂缝和破坏，铰缝下端封缝混凝土脱落的破坏形象。铰缝是空心板横向传力的重要构造，铰缝混凝土质量差，因而造成空心板横向连接薄弱，很容易造成车辆荷载作用下铰缝混凝土的开裂及破坏，影响空心板梁桥上部结构横向整体受力性能，甚至导致空心板单板破坏，也会使桥面铺装沿铰缝开裂。这种缺陷的产生原因主要有以下几个方面：

1）浅铰缝，施工中难以振捣，粗集料无法进入，仅有少量水泥砂浆流入或铰缝底部封堵不密实漏浆；

2）铰缝处新旧混凝土结合质量差，行车作用下，铰缝混凝土易脱落；

3）空心板支座脱落，加剧铰缝的不利受力，加速病害发展。

7、混凝土超方

混凝土超方的外观特征是浇注构件混凝土实际量超过设计值，表现在截面某些尺寸超过规定的正误差值。混凝土超方易在整体现浇混凝土T梁施工中发生，在桥梁现场检查中一般是通过截面尺寸实际量测并与设计尺寸比较得到。对桥梁使用性能的影响是增加构件的恒载作用，可能造成构件产生裂缝。其产生原因主要是施工时模板未调整到位、爆模、变形过大、箱梁表面不设限制或未及时清除箱梁底板表面残余混凝土导致超方。

8、预制T梁横隔板连接错位

预制混凝土T梁之间的横隔板平面位置相差较大，或横隔板底面不在同一水平面上，往往会出现露筋和锈蚀的现象。对于多梁式的梁桥，其上部结构是由多根主梁及端横梁、中横梁组成一个整体结构承受车辆荷载作用。横隔板连接的错位导致其成为受力的薄弱截面，会导致上部结构整体受力的削弱，使主梁的单梁受力过大。该缺陷的产生原因主要有两方面：

1）T梁构件预制的尺寸精度差，盖梁及支座高程不够精确，导致构件拼接不整齐；

2）T梁张拉后上拱值不同，横隔板下缘不在同一水平线上。

9、梁跨中挠度值过大

混凝土梁的跨中部位下挠值超过了设计计算控制值，严重者可能是桥面高程降低较大，并往往伴随出现梁体较多且发展延伸较长的裂缝现象。在桥梁使用阶段，混凝土梁跨中会影响桥梁的适用性与耐久性。其产生原因主要有以下几方面：

1）梁体截面尺寸小，刚度不足；

2）混凝土质量不良，强度不足；

3）钢束预应力不足或施加预应力时混凝土龄期过早；

4）混凝土收缩徐变过大；

5）施工时标高调整不到位造成的成桥高程低于设计；

6）箱梁节段超方造成恒载过大加大下挠，或整体现浇施工时支架变形造成。

10、结论

桥梁外观检查中，预应力混凝土T梁与空心板的表观缺陷还有裂缝、保护层厚度过小等，各种缺陷的具体原因各异，但是主要是由于施工过程质量控制较差产生的。这些病害一旦产生，处治起来费事费力，实际上，由于这些病害不会立即导致桥梁承载力的降低，往往会被忽视拖延而不采取措施，影响桥梁的使用寿命，其最好的解决办法还在于规范施工，建造质量合格的桥梁。

参考文献：

[1]姚玲森.桥梁工程[M].2版.北京：人民交通出版社，2008．

[2]张树仁，王宗林．桥梁病害诊治与加固改造设计[M]．北京：人民交通出版社，2006．

[3]刘效尧，蔡键，刘辉．桥梁损伤诊断[M]．北京：人民交通出版社，2002．

作者简介：

禹鹏，男，1988年9月生，汉族，重庆垫江人，硕士学历，从事桥梁检测方面的工作