1、混凝土橋梁常見(jiàn)病害和防治1、引言混凝土橋梁在使用中存在一些常見(jiàn)病害，如鋼筋腐蝕、橋面裂縫、 伸縮縫破損等，這些病害嚴(yán)重影響了橋梁的使用性能，如不及時(shí)修補(bǔ) 和維護(hù)，會(huì)造成主體結(jié)構(gòu)的破壞。如何做出正確的檢查，掌握確切的 病害情況，及時(shí)制定出合理、經(jīng)濟(jì)的防護(hù)維修方案，截至目前理論上 尚沒(méi)有很好的解決辦法，究其原因，主要是對(duì)病害缺乏系統(tǒng)、清楚的 認(rèn)識(shí)。橋梁結(jié)構(gòu)不可避免的會(huì)出現(xiàn)損傷和病害，因此，必須加強(qiáng)病害的 預(yù)防。具體來(lái)說(shuō)，一是加強(qiáng)經(jīng)常性的養(yǎng)護(hù)維修，建立起日常檢查機(jī)制， 以保證橋梁運(yùn)營(yíng)安全，防止病害的擴(kuò)展。二是定期對(duì)橋梁進(jìn)行“體檢”， 對(duì)橋梁結(jié)構(gòu)進(jìn)行運(yùn)營(yíng)潛力評(píng)估。三是貫徹執(zhí)行“預(yù)防為主”的原則。 對(duì)橋

2、梁病害進(jìn)行預(yù)防處理，首先要進(jìn)行橋梁檢查，必要時(shí)還需進(jìn)行橋 梁荷載試驗(yàn)，以掌握結(jié)構(gòu)的技術(shù)狀況和安全狀態(tài)，分析病害的原因及 嚴(yán)重程度，以便從安全、經(jīng)濟(jì)、適用等方面綜合考慮是否進(jìn)行維修加 固。通過(guò)對(duì)加固后的泉州大橋、省道306線(xiàn)內(nèi)格特大橋、東山大橋、 東關(guān)大橋的運(yùn)營(yíng)情況來(lái)看，加固效果是很成功的，同時(shí)也總結(jié)了一些 混凝土橋梁的病害和防治措施。2、橋梁病害成因分析中小跨徑混凝土橋梁存在的一些常見(jiàn)病害有：鋼筋銹蝕、伸縮縫 破壞、橋面裂縫和支座破壞等。（1）銹蝕病害。鋼筋銹蝕是影響橋梁結(jié)構(gòu)壽命和安全的一個(gè)重要因素。鋼筋銹蝕 主要是發(fā)生了電化學(xué)反應(yīng)。鋼筋表面致密的氧化膜可使鋼筋免受銹 蝕。氧化膜的破壞直接導(dǎo)致

3、了銹蝕的發(fā)生。混凝土的“碳化”、大氣 污染以及混凝土過(guò)高的cl-含量都使得混凝土中pH值下降，鋼筋表 面氧化膜處于酸性環(huán)境中，逐漸被腐蝕，這樣氧化膜便被破壞了。我 國(guó)很多地區(qū)，因工業(yè)污染形成的“酸雨”普遍存在，為橋梁中鋼筋的 銹蝕提供了合適的外部環(huán)境。同時(shí)，冬季普遍采用撒鹽的方法防止橋 面冰凍，富含cl-的鹽水滲入混凝土結(jié)構(gòu)內(nèi)，大大加速了鋼筋的銹蝕。鋼筋發(fā)生銹蝕時(shí)，銹蝕部分的體積可膨脹至原體積的10倍以上， 從而對(duì)周?chē)炷列纬蓴D壓，造成混凝土開(kāi)裂、剝落，使截面有效尺 寸減小，導(dǎo)致結(jié)構(gòu)承載力下降。銹蝕的直接后果是鋼筋截面積減小， 對(duì)于以鋼筋作為抗拉材料的混凝土橋梁來(lái)說(shuō)，截面積的減小會(huì)直接影 響

4、結(jié)構(gòu)的抗彎能力。鋼筋銹蝕還會(huì)降低混凝土對(duì)鋼筋的握裹力。銹蝕 物外流，在結(jié)構(gòu)表面形成銹跡，影響結(jié)構(gòu)美觀(guān)。由此可見(jiàn)，鋼筋銹蝕 對(duì)橋梁結(jié)構(gòu)的危害十分嚴(yán)重，有時(shí)甚至是致命的。（2）凍融病害。凍融現(xiàn)象也是造成橋梁病害，影響橋梁結(jié)構(gòu)承載能力和壽命的主 要原因之一。西部地區(qū)受天氣影響極易產(chǎn)生凍融現(xiàn)象，長(zhǎng)期反復(fù)作用 易造成結(jié)構(gòu)產(chǎn)生裂縫。有些橋梁進(jìn)行了加固處理，新澆混凝土和后補(bǔ) 混凝土結(jié)合不好，易產(chǎn)生裂縫，而凍融作用又加劇了這種作用。凍融 病害主要是以下幾方面引起：一是自然因素的影響；二是橋梁本身混 凝土的施工質(zhì)量不高，排水設(shè)施存在缺陷；三是后期養(yǎng)護(hù)薄弱。（3）伸縮縫病害。據(jù)目前的調(diào)查和研究表明3,4，伸縮縫病

5、害出現(xiàn)的原因有以下 幾個(gè)方面：由于設(shè)計(jì)不周引起的伸縮縫損壞。橋面采用了 “搭接角 鋼夾橡膠條”式簡(jiǎn)易伸縮縫裝置系統(tǒng)，縫頂與現(xiàn)澆橋面混凝土同高， 上鋪瀝青混凝土。由于設(shè)計(jì)中著重強(qiáng)調(diào)了解決橋面在伸縮縫處的平整 度問(wèn)題，忽略了橋面混凝土與橋面板的同步伸縮，因此，通車(chē)后，瀝 青混凝土表面沿縫出現(xiàn)不規(guī)則開(kāi)裂，冬季加寬，夏季拱起。在車(chē)輛荷 載的長(zhǎng)期作用下，橋面鋪裝層（或路面表層）由縫處向里逐漸剪壞， 出現(xiàn)啃邊或大范圍的坑槽，給日后修補(bǔ)帶來(lái)了更大的困難。由于選 型不當(dāng)引起的伸縮縫損壞。由于橋墩臺(tái)施工及梁（板）預(yù)制尺寸導(dǎo) 致實(shí)際板端預(yù)留間隙與設(shè)計(jì)間隙懸殊而引起伸縮縫損壞。設(shè)計(jì)與實(shí) 際伸縮量不符引起的伸縮縫破壞

6、。這樣導(dǎo)致在伸縮縫處夏季出現(xiàn)瀝青 橋面拱起，冬季出現(xiàn)瀝青混凝土橋面沿縫嚴(yán)重開(kāi)裂的現(xiàn)象。板式橡膠伸縮縫由于施工誤差或橡膠板破壞引起的伸縮縫處 嚴(yán)重跳車(chē)。板式橡膠伸縮縫或鋼板伸縮縫由于伸縮裝置混凝土施工 先于兩端瀝青混凝土路面面層而引起伸縮縫尾端跳車(chē)?！胺撮_(kāi)槽法” 施工操作不認(rèn)真引起伸縮縫處跳車(chē)。目前運(yùn)用“反開(kāi)槽法”施工修筑 的伸縮裝置有毛勒縫或暗式伸縮縫等?！胺撮_(kāi)槽法”施工雖然從理論 上解決了伸縮縫端頭跳車(chē)的問(wèn)題，但若施工時(shí)操作不當(dāng)，車(chē)輛通過(guò)時(shí) 仍有明顯的反映。材料選用不當(dāng)引起的伸縮縫損壞。導(dǎo)致伸縮縫出 現(xiàn)損壞的原因很多，由于伸縮縫受力復(fù)雜，有產(chǎn)品本身問(wèn)題，也有設(shè) 計(jì)和施工的問(wèn)題。（4）橋面鋪裝

7、病害。橋面鋪裝病害，包括不規(guī)則的網(wǎng)狀裂縫，較規(guī)則的縱向、橫向裂 縫以及較嚴(yán)重的破裂等病害。這不僅增加了維修費(fèi)用，甚至導(dǎo)致大面 積翻修。同時(shí)，橋面鋪裝直接承受高速行車(chē)的沖擊、剪切與磨耗，并 直接承受氣候的影響，日曬升溫、日落降溫，并與主梁（板）存在一 定的變化差異。所以橋面鋪裝的受力不僅定性分析困難，尤其難以定 量計(jì)算。橋面鋪裝層的受力復(fù)雜，病害時(shí)有發(fā)生。因此，對(duì)橋面鋪裝 層的設(shè)計(jì)和施工均應(yīng)予以足夠的重視，以預(yù)防病害的發(fā)生。橋面下沉、欄桿及人行道系損壞等病害，主要是由于缺乏養(yǎng)護(hù)造 成的。養(yǎng)護(hù)部門(mén)對(duì)橋梁養(yǎng)護(hù)不夠重視，造成橋梁長(zhǎng)期失養(yǎng)，外觀(guān)損壞 嚴(yán)重，排水不暢，而橋面鋪裝過(guò)去又多為泥結(jié)碎石結(jié)構(gòu)，強(qiáng)度

8、低、防 水性能差，橋面水容易滲入結(jié)構(gòu)。同時(shí)結(jié)構(gòu)的膨脹變形也會(huì)影響橋面 鋪裝。整體式板橋的板寬較大，在荷載作用下，除板的縱向發(fā)生彎曲 外，橫向也會(huì)發(fā)生彎曲。橫向分布鋼筋沒(méi)有達(dá)到規(guī)定的用量，是造成 橋面板受拉側(cè)出現(xiàn)縱向裂縫的原因，橫向配筋不能滿(mǎn)足正常使用荷載 的要求，導(dǎo)致其無(wú)法限制縱向裂縫的寬度。（5）其他病害。裂縫是橋梁中一種較為普遍的病害。調(diào)查研究表明，橋梁結(jié)構(gòu)還 有其他病害，如：支座病害、混凝土保護(hù)層不足、失效、疏松、脹鼓、 裂紋甚至脫落；混凝土碳化速度快，碳化深度已達(dá)到鋼筋表面；橋面 排水不暢，防水層無(wú)保護(hù)層，損壞嚴(yán)重，泄水管質(zhì)量不過(guò)關(guān)，施工質(zhì) 量差，混凝土保護(hù)層厚度的變異性很大；混凝土收

9、縮裂縫、橋面板自 然磨耗、材料的老化、大型車(chē)輛超載嚴(yán)重、冬季融雪時(shí)化學(xué)藥劑的滲 入、建橋時(shí)施工質(zhì)量等諸多影響因素，也是加劇橋梁病害的重要原因。3、對(duì)策分析泉州大橋加固中，鑒于靜載試驗(yàn)過(guò)程中沒(méi)有發(fā)現(xiàn)拱肋控制截面有 新的裂縫發(fā)生，且原有裂縫未見(jiàn)進(jìn)一步發(fā)展，試驗(yàn)后一年來(lái)拱肋、承 臺(tái)等開(kāi)裂部位裂縫沒(méi)有明顯發(fā)展和增寬也表明在正常使用狀況下，裂 縫已經(jīng)基本穩(wěn)定，不會(huì)危及橋梁的正常使用。因此，對(duì)拱肋和承臺(tái)的 裂縫用環(huán)氧砂漿進(jìn)行封閉處理，同時(shí)外包碳纖維布進(jìn)行補(bǔ)強(qiáng)加固，一 般應(yīng)包兩層外包碳纖維布，裂縫每側(cè)碳纖維布寬度不少于150mm，且 構(gòu)造滿(mǎn)足相應(yīng)“碳纖維布加固技術(shù)規(guī)程”的要求。因橋面鋪裝層剝落、 破損比較嚴(yán)

10、重，所以全部鑿除重新設(shè)置鋼筋網(wǎng)和澆筑砼，并把原來(lái) 39條伸縮縫減少到15條。對(duì)于橋面鋪裝病害，可采用冷軋帶肋鋼筋和鋼纖維混凝土材料防 護(hù)。冷軋帶肋鋼筋與普通鋼筋相比，設(shè)計(jì)強(qiáng)度大幅度提高，與混凝土 粘結(jié)握裹力強(qiáng)。同時(shí)，冷軋帶肋鋼筋網(wǎng)有良好的整體剛度，不易變形， 在橋面混凝土施工時(shí)不會(huì)出現(xiàn)局部鋼筋網(wǎng)陷落的情況。而采用鋼纖維 混凝土這一新型高強(qiáng)復(fù)合材料對(duì)橋面進(jìn)行修理、補(bǔ)強(qiáng)，既可提高橋面 的抗裂性、耐磨性、耐久性，又可延長(zhǎng)橋梁的使用壽命和減少維修， 此外，早期強(qiáng)度高，可提前通車(chē)，具有明顯的技術(shù)經(jīng)濟(jì)效益和社會(huì)效 益，有著很好的發(fā)展前景。4、結(jié)論和建議針對(duì)混凝土橋梁的實(shí)際情況，可通過(guò)對(duì)橋梁鋼筋銹蝕、支座、

11、伸 縮縫和橋面鋪裝等病害的調(diào)查與分析，結(jié)合有關(guān)工程進(jìn)行試驗(yàn)研究， 提出防止病害的設(shè)計(jì)方法，以求徹底解決混凝土橋梁的病害問(wèn)題。具 體實(shí)施過(guò)程如下：（1）在廣泛調(diào)查典型地區(qū)混凝土橋梁已存在的各類(lèi)病害的基礎(chǔ) 上，對(duì)各類(lèi)病害問(wèn)題進(jìn)行分類(lèi)分析，評(píng)估它們對(duì)結(jié)構(gòu)的影響。（2）選擇若干已出現(xiàn)典型性和普遍性病害問(wèn)題的橋梁，同具有 相同或類(lèi)似規(guī)模而未發(fā)現(xiàn)問(wèn)題的橋梁進(jìn)行對(duì)比，結(jié)合設(shè)計(jì)、施工和維 護(hù)信息考察病害產(chǎn)生的原因，分析各種影響因素及其作用機(jī)理和發(fā)展 規(guī)律。（3）參考目前維護(hù)橋梁的工程實(shí)踐，研究防病害的對(duì)策，提出 減小和消除已有病害的處理方法以及防止病害產(chǎn)生的構(gòu)造措施和施 工要求，并在防病害設(shè)計(jì)方面進(jìn)行探討和研究。（4）將研究成果用于依托工程上，檢驗(yàn)其效果，并不斷完善。不同類(lèi)型的橋梁，在不同條件下，不同部位都會(huì)出現(xiàn)不同程度的