桥梁病害成因及其防治

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摘要针对桥梁在使用过程中常存在的一些病害，探讨了桥梁病害的类型及成因，针对性地提出了防止桥梁病害的对策，以解决桥梁在使用过程中出现的问题, 如锈蚀、冻融、支座、伸缩缝、桥面铺装和裂缝等进行了具体的归纳和总结,并对主要成因提出了相应的对策，从而保证桥梁使用安全,延长桥梁的使用寿命。对施工技术、桥梁运营期间的监测及养护工作有一定的指导意义。

关键词 桥梁病害裂缝使用寿命整治方案注意事项

目前，我国交通事业发展迅速，经济流通使得货物运输行业不断发展,重型车辆日益增加，对公路交通的要求也随之增加。桥梁是确保公路运输畅通的重要环节,其承载力和通行力是贯通全线的关键。而我国公路桥梁中,特别是一些修建年代较远的桥梁,设计载荷等级较低,目前已有很多桥梁发生老化、破损、裂缝等现象,危桥逐年增多,不能满足当前的需要。桥梁在使用过程中常存在一些病害,如果不及时对这些病害进行修补和维护,还会造成主体结构的破坏。因此必须加强桥梁病害的预防,分析病害成因,然后才能根据桥梁的不同病害的特点,针对性地制定相应的维修对策。

一、桥梁病害种类及成因分析

混凝土结构的病害表现形式多种多样,引起病害的原因错综复杂,从引起病害的原因来分析,可以将其划分为两大类:

1、由环境作用引起的混凝土结构破坏与损伤

由于混凝土的缺陷(例如裂痕、孔道、气泡、小孔等),环境中的水及侵蚀性介质就可能渗入混凝土内部,与混凝土中某些成分发生化学、物理反应,引起混凝土损伤,从而影响结构的受力性能和耐久性。

（1）混凝土的碳化

混凝土的碳化是指混凝土中NaOH与渗透进混凝土中的CO2或其它酸性气体发生化学反应的过程。一般情况下混凝土呈碱性,在钢筋表面形成碱性薄膜,保护钢筋免遭酸性介质的侵蚀,起到了“钝化”保护作用。碳化的实质是混凝土的中性化,使混凝土的碱性降低,钝化膜破坏,在水分和其它有害介质侵入的情况下,钢筋就会发生锈蚀。

（2）氯离子的侵蚀

氯离子对混凝土的侵蚀是氯离子从外界环境侵入进已硬化的混凝土造成的。海水是氯离子的主要来源,另外北方寒冷地区冬季道路、桥面撒盐化雪除冰都有可能使氯离子渗入混凝土中。氯离子对混凝土的侵蚀属于化学侵蚀,对结构的危害是多方面的,最终表现还是为钢筋的锈蚀。

（3）碱-骨料反应

碱-骨料反应一般指水泥中的碱和骨料中的活性硅发生反应,生成碱-硅酸盐凝胶,并吸水产生膨胀压力,造成混凝土开裂。碱-骨料反应引起的混凝土结构破坏程度,比其他耐久性破坏发展更快,后果更为严重。碱-骨料反应一旦发生,很难加以控制。碱-骨料反应破坏的最重要特征之一是混凝土表面开裂,裂缝的形态与结构中钢筋形成的限制和约束状态有关:钢筋限制、约束力强的混凝土形成顺筋裂缝;钢筋限制约束作用弱的混凝土形成网状或地图状裂缝,在裂缝处有白色凝胶物渗出。

2、由荷载作用或设计施工不当造成的混凝土结构损伤

（1）桥梁设计荷载偏低

旧桥大多是在过去的经济环境下建设的,已不适应当今国民经济快速发展的需要。当年,在修建公路桥梁的时候,对于仅作为人行桥或马车使用的古代和近代的桥梁未作任何改造就加以利用,尽管大都有一定潜力可挖,对于当时荷载等级要求不高,行车密度较稀的交通状况是能够适应的。

（2）结构不合理

桥梁设计方案的选择,是由当地的水文地质条件,施工技术和方法,经济指标和使用要求等诸多因素所决定的。桥梁结构形式,构件施工方式,桥梁截面形式,还有桥梁跨径的划分和墩高的处理等,如果这些结构选择或布局不合理,都会使桥梁在运营过程中出现这样那样的缺陷。

（3）计算错误

桥梁设计计算中,由于计算错误等原因,可能给桥梁带来先天不足的问题。

（4）施工图不完善

施工图不完善表现在一些结构的细致部位,譬如:钢筋接头,钢筋布置等细节标注的不清楚,使得在施工中出现把接头安置在弯矩最大处的不正确做法,这些都会成为日后发生缺陷的因素。

二、桥梁病害整治方案

针对以上病害，除了提高施工质量，改善施工环境，完善施工设备之外，主要对其材料的改进和对已产生病害的桥梁有针对性的处理。

（1）混凝土。①选用适当的补强混凝土或砂浆。被侵蚀松动的混凝土，胶结结构已经遭到破坏，丧失了原有的强度和承载能力。在进行处理时，应剔除松动的混凝土，采用适当的混凝土或砂浆补强，侵蚀严重的应考虑增大原来结构的尺寸，降低混凝土表面的拉应力，抑制裂缝的发生，增强结构的承载能力。②提高混凝土的密实度。一般病害的发生是以水为载体，通过裂缝或孔道到达混凝土内部和钢筋位置，而且裂缝越大，侵蚀的速度就越快，实验表明，桥梁结构要达到百年的使用寿命，裂缝宽度必须控制在 0.15mm 以内。病害处理应包括改善结构材料的防水性能和提高密实度两个方面。对于既有结构混凝土的裂缝，可以通过埋设注浆嘴进行高压注浆的方法进行填塞封堵；对于贯通的毛细孔，可以采用新型的渗透结晶型材料通过毛细孔进入混凝土内部，与混凝土本身的某些物质发生反应，生成凝胶，堵塞毛细孔，提高混凝土的密实度，增加抗渗性，从而提高混凝土的抗侵蚀能力和使用寿命。③适当增加混凝土保护层的厚度。在混凝土耐久性规范中，规定了最小保护层厚度，较原来的钢筋混凝土规范有了很大的提高，这是一条防止混凝土被侵蚀的重要手段，可以将延长有害物质到达钢筋的时间，延缓了钢筋的腐蚀，使钢筋混凝土的有效寿命得到提高。

（2）钢筋。尽管混凝土具有较好的抗渗性，但由于施工条件、施工质量的不同以及在运营过程中养护的问题，难以避免存在微小的孔隙和裂缝，使有害物质容易侵入，造成钢筋的腐蚀。对于侵蚀轻微的钢筋混凝土结构，在混凝土基面涂刷阻锈剂，通过渗透进入混凝土中，同时不妨碍混凝土的透气性及水分散发，保护混凝土中的钢筋，防止其进一步锈蚀。阻锈剂的掺入量与有害物质的渗入总量有关，使结构在设计使用寿命内不会因钢筋锈蚀而发生破坏。对于侵蚀严重的钢筋混凝土结构，应该在剔除松动的混凝土后，检查钢筋的锈蚀情况，如钢筋只是表面锈蚀，应作除锈处理后，在钢筋表面涂刷阻锈剂，如果钢筋的有效面积明显减小，应该采用同型号的钢筋进行绑焊。在混凝土补强后，在结构表面再喷涂阻锈剂。

结束语桥梁病害需要引起我们足够的重视，需要更多的专业人员去潜心研究。桥梁的防治也不是一朝一夕的事情，需要在大量实践的基础上得出更有说服力、更可靠的结论。

加强研究探讨桥梁各类病害治理的新方法，选择更有效的新材料，加强桥梁的维修养护、即使治理病害，延长桥梁结构的使用寿命，使我们桥梁工程界特别是养护维修技术人员的职责。

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