钢筋混凝土肋拱桥典型病害及成因浅析
关于钢筋混凝土桥梁常见的病害原因和预防措施分析
桥梁则是加固不 当引起的。 比如加 固施加 的预应力大小或者位 置不 引起结构的二次病害 ； 又如结构体系改变不合理 ， 致使结构 的 钢筋混凝土桥梁在修建或运 营一段时 间后 往往会伴有病 害的 恰 当， 发生 ， 如桥头跳车 、 混凝 土开裂 、 钢筋诱 蚀等 ， 对混凝土桥梁产生 不 关键部位应 力超 限等 。 同程度的损伤 ， 响结构 的正常使用 ， 影 降低其使用性能及使用寿命 。 ４桥 梁 裂 缝 加 固和 修 补 方 法 下面介绍对这些桥梁病害的分析及病害的处理及预防措施 。 桥梁裂缝处理与加 固应结合进行 。加固的 目的一方面是为了恢 ２桥 梁 常见 的缺 陷和 病 害 复或提高梁体 的承载能力ｆ 向加 固）提高桥梁的横向刚度（ 向加 纵 ， 横 ２１上部构造的缺陷和病害 ． 固１另外是为了减小裂缝的产生和进～步 的发展。常用 的桥梁纵向 ， 上部结构加 固时可采用桥面补强层加 固法 、 增大截 面和 主梁或主拱 圈受拉部位开裂 、 破损 、 承载力下降 ； 桥面铺装有裂 加 固方法 ： 缝 、 陷、 沉 龟裂 ； 桥头跳 车； 防水层排水功能不完善 ； 水渗漏病害引起 配筋 法 、 粘贴钢板法 、 改变结构受 力体 系加 固法 、 体外 预应 力法等 ， 钢筋锈蚀 、 混凝土剥离； 支座位置不正确或损坏引起倾斜 、 台及位 下部结构加固时可采用扩大基础加 固法 、 错 增补桩基加 固法 、 凝土 混 套箍 法 、 台拓宽法和桥台新建挡土墙加 固法 ； 墩 桥梁横 向加 固方 法 移等 。 注意 ： 裂缝 是桥梁最常见 的缺 陷和 主要病害 ， 而桥梁 的病 害往 有 ： 预应力横隔板 、 增设 提高桥梁的横 向刚度 。 往也是从裂缝形成而开始的。因此 ， 我们应对桥梁裂缝病害引起高 桥梁 裂缝常用 的处理 方法主要有裂纹 注浆 、 表面涂装 、 保护 层 度重视 。 修补 、 充填法 等， 并主要采用 自行研制的各种修补材料。 在借鉴国外 ２２下部墩 台及基础的病害 ． 先进技术 的基础上 ， 对存在裂纹 、 出现碱 骨料 反应 、 碳化深度过大及 基础的缺陷和病害主要 表现为 ： 承载力不 足而使基础不均匀沉 受盐 害腐蚀的大量混凝土桥梁进行维修 。从修补效果来看 ， 结构物 陷； 基础 的滑移和倾斜 ， 以及基底局部 冲空 ； 础结构物 的异常应力 的劣化速度得到了相对控制 ， 基 基本起到 了提高结构耐久性 的目的。 新 材料新工艺 的采用 ：在改善混 凝土 的使用性 能和耐久 性方 和开 裂 。 桥墩 、 桥台缺陷和病害主要表现为 ： 水平 、 向和 网状裂缝 ； 竖 混 面 ， 有各 种混 凝土裂缝修补技术 ， 以聚丙烯纤维为代表 的高性 能纤 凝土脱落 、 空洞 、 材料老化 ； 受外力冲击产 生破坏 ； 钢筋外漏和锈蚀 ； 维混凝土 的应用 ， 碱一骨料反应抑制剂 以及渗透型钢筋阻锈剂的推 广使用等 。 自从 ２ ０世纪 ９ ０年代后期以来 ， 国引进 国外修补裂缝 我 结构变形 、 位移等 。 的先进材料和技术 ， 就是碳纤维加固。这种材料与方法 的突 出优点 ３公路桥梁病害及成 因分析 ３１ ．设计荷载标准偏低 ， 承载能力不足 。 梁的承载能力是根据 是 ： 桥 对桥的 自重影响不大 ， 达到加 固的补强效果 ， 使用寿命长 ； 国内 设计时所采用的荷载等级来确定 的 ， 早期建造 的桥梁 ， 特别是二 十 已有多家生产厂家 ， 但其造价较 高。 桥梁裂缝病 害的处理效果 主要 取决于修补 材料 的质量 与相应 世纪六 、 七十年代建造的桥梁 ， 设计荷 载大多偏低。 随着交通量的增 加和荷载等级的提高 ，原有桥梁已经无法满足现今交通 的需要 ， 有 的施工工艺水平 ， 早期桥梁裂缝修补 ， 对不同部位 ， 采用不 同的材料 些桥梁 已经 出现严 重病 害。 和施工方法 ， 桥柱 和桥 的纵 、 横梁 的裂缝修补材料 ， 普通采用钢板加 ３２ 行能力不足。这主要表现在桥面宽度不足 ；桥梁 平面线 固方法 ； ．通 而桥面则采用沥青浇灌方法 。前者使用 的材料 与方法 的缺 形、 纵断面线形标准太低 ； 桥上通车净 空或桥下通车净 空不足 。 点是 ： 增加桥梁 的荷载 ， 施工难度大 ， 优点是牢 固可靠 ； 后者 的材料 ３ ． ３人为及 自然 因素引起结构 的损坏 。比如超出设计最 高水位 和方法 的缺点是 ： 沥青容易老化 ， 修补不久 又产 生裂缝 ， 只堵漏 ， 不 优点是施工方便快捷 。混凝 土裂缝 引起水分渗入是 导致钢筋 的洪水 、 泥石流、 浮冰 、 冰冻 、 地震 、 强风 、 船舶撞击等作用 ， 河道不恰 补强 ； 当开挖 ， 桥梁基础下存在岩溶 、 山坑道等 ， 矿 引起桥梁结构的局部损 锈蚀 的通道。钢筋锈蚀损坏的修复传统采取“ 打补 丁” 的办法 ， 即局 坏。 部凿除松动的｝ 凝土 ， 出锈蚀钢筋 ， 昆 露 除锈后抹上水泥砂浆 。 实践 中 ３ ． ４自然老化 。早期公路桥梁的设计龄期为 ５ ， ０年 随着时间的 多次发现效果不佳 ， 同时还给补丁四周的钢筋带来更严重 的锈蚀 问 推移 ， 已建桥梁会不断损坏和老化 ， 其承载力 、 刚度 、 延性 和稳定 性 题 。 近年来 ， 国外开发 了一种新的修复技术 ： 在结构表面涂上一层迁 不断下降 ， 这是一个不可改变的客观规律 。 移 型有机 阻锈 剂 ， 它可 以通过混凝 土迁移到钢筋表面 ， 使钢筋再钝 ３ ． ５超期服役 。这部分桥梁并不是太多 ，但主要是建造时期较 化 。 早， 比如二十世纪 五 、 十年代 建造 的桥 梁 ， 六 设计使 用寿命只有 ３ Ｏ 结 束 语 年 一 ０年 ， ５ 这些桥梁 目前仍有部分在使用 当中。 任何一 座桥梁 ， 交付运 营时起 ， 从 或多或少就带 有一定程度 的 ３ ． ６超负荷使用 。 随着我国改革开放的深入 ， 交通运输业竞争在 病 害 ， 如不加 以处理 ， 病害将越来越严 重 ， 最终危及 到桥梁的安全 。 不断加剧。按路线等级或者预期设计荷载等级 来说 ， 这一部分设 计 对桥 梁病 害必须进行维修处理 更重要的是从设计 、 但 施工 中去 预 荷载等级并不低 ， 由于一些 特殊 的原 因 ， 但 桥梁使用荷 载大大超 出 防病 害的发生 ， 降低后期的维修保养费用 。 设计荷载 ， 致使桥梁长期处 于超重 荷载作用下运营 ， 速了桥梁 的 加 损坏 。 ３ ． ７设计 、 施工 的先天不足。有些桥梁设计 上不是很合理 ， 结构 构造处理不 合理 ， 桥梁在 早期 运营时其缺陷并不明显 ， 运营一定时 间后 ， 病害逐渐显现出来 。有些桥梁由于受施工质量 、 施工技 术 、 施 工手段 等的限制 和影响 ， 存在 一定 的技术缺陷 ， 随着运 营时间的增
简析钢筋混凝土桥梁病害的分析及处理
简析钢筋混凝土桥梁病害的分析及处理
摘要：就如何对既有桥梁做出正确的检测、评估及加固入手，详细
的分析了混凝土桥梁出现的病害的原因及防控措施。
关键词：混凝土钢筋桥梁；病害原因；处理措施
引言
路桥的的兴建与畅通，促进了人类社会的文化和经济生活的繁荣与发展。
但是桥梁一旦发生倒塌事故，就会带来巨大的损失和灾难。
近些年，人
们已经开始注意到了各种因不同病害造成的桥梁困扰原因。
在桥梁工程中，
混凝土作为主要的建筑材料而被广泛使用，它一直被认为是非常耐久的材
料。
近几年来，才逐渐发现它也会像天然石材在一定的条件下被风化变质一样，丧失原有强度而过早损坏，影响其正常使用。
遭受病害的桥梁其使用寿
命将大大缩短，严重的在建成几年就会出现混凝土保护层剥落、钢筋锈蚀的
现象，需要进行病害整治和加固维修。
1 产生病害的现象及原因
1.1 侵蚀性介质腐蚀侵蚀性介质腐蚀主要指混凝土中含有的某些化学成分Ca（OH）2、（3CaO·2Al2O·33H2O）容易与侵蚀性介质发生化学反应，比较典型的是氯盐的腐蚀和硫酸盐的腐蚀。
氯盐的腐蚀主要是环境中游离的Cl- 和混凝土中的（3CaO·2Al2O·33H2O）等发生反应，生成易溶的CaCl2 和大量的结晶水，使体积膨胀好几倍，造成混凝土的破坏，当Cl-与钢筋接触，含量达到一定程度时，使该处的PH 值迅速下降，钢筋的钝化膜发生破坏，使
与完好的钝化膜区域之间构成了电位差，同时，Cl-具有导电作用，可以和
Fe2+发生反应生成FeCl2，加速了钢筋的腐蚀。
硫酸盐的腐蚀可以出现钙钒
石破坏和石膏膨胀破坏。
混凝土拱桥的病害分析及加固措施
154YAN JIUJIAN SHE混凝土拱桥的病害分析及加固措施Hun ning tu gong qiao de bing hai fen xi ji jia gu cuo shi张宇婧 刘泽森在长期的荷载、偶然荷载、不利环境等作用下，以及材料的老化、施工质量缺陷等不利因素影响下，桥梁会出现各类病害，本文对混凝土拱桥病害及其成因展开分析，并介绍常用的加固措施。
拱桥造型优雅，简单大方、受力明确，是桥梁工程中常见的形式。
混凝土拱桥共分为三大部分，分别是桥面系及附属以及上、下部结构，主拱圈和拱上结构属于上部结构，下部结构为墩、台、基础，桥面系及附属主要是铺装、护栏、排水设施等。
早期建设的钢筋混凝土拱桥经过多年的运营，出现各类的病害，影响桥梁的承载力和使用性能。
本文在大量调查的基础上，介绍混凝土拱桥常见的病害，并对病害进行归纳分类，分别分析病害形成的机理，最后介绍常用的治理措施，以及复合加固的基本思想，为类似工程提供参考。
一、混凝土拱桥常见病害与裂缝分类1.桥面病害及成因分析（1）对于面板式桥面铺装，在面板接缝、伸缩缝等部位，以及拱式桥梁，则在腹拱的拱脚部位出现开裂、不均匀沉陷等，此类病害多是在车辆长期反复的碾压造成的，在铰接部位横向刚度不足。
（2）在桥梁伸缩缝部位，主要是止水带出现老化开裂、渗漏水、锚固构件失效，车辆通过时出现异响，此类病害多是由止水带老化，伸缩缝两侧存在高差。
2.主拱圈病害及成因（1）拱顶开裂，在底面出现横向发展的裂缝，而在拱圈侧部出现自下而上的垂直裂缝，而在拱脚则在结构的上部出现横向裂缝，而在结构侧面出现自上而下的裂缝，造成开裂的原因是由于拱圈的抗弯性能不满足要求、设计时拱轴线欠佳、墩台的差异沉降、交通荷载过大（超载）等。
（2）拱圈有纵向发展的裂缝，在墩台帽处出现竖向开裂，若裂缝在中间部位，原因可能是墩台的不均匀沉降，若出现在边拱箱接缝处，多是由于横向整体性较差。
（3）拱圈部分位置出现砼破碎、剥落等，若在边角、拱脚等应力较大部位出现，则是由于材料的强度低、局部的砼被压碎；若破损无规律，可能是由于钢筋锈蚀膨胀或者施工碰撞所致。
钢管混凝土系杆拱桥质量通病及防治措施
钢管混凝土系杆拱桥质量通病及防治措施（一）钢管焊接缺陷钢管焊接缺陷有：对接焊冷裂纹、贴角焊冷裂纹、对接焊变形冷裂纹、对接焊缝热裂纹及对接焊缝的重热裂对接焊冷裂纹1.现象发生在热影响区和焊缝金属处的根部裂纹，纵向裂纹、横向裂纹、焊道下方的裂纹。
危害影响焊缝的强度。
2.原因分析⑴焊缝钢中扩散性氢产生内压引起。
⑵钢材由于热影响使延伸性下降引起。
⑶约束应力和应力集中引起。
3.治理方法⑴进行预热或热处理施工。
⑵使用烘干的低氢焊条。
贴角焊冷裂纹1.现象在热影响区产生的焊缝边缘裂纹，贴角焊缝根部裂纹。
2.危害影响贴脚焊缝的强度。
3.原因分析⑴焊缝钢中扩散性氢产生内压引起。
⑵钢材由于热影响使延伸性下降引起。
⑶因为咬边，造成形状不连续，而引起的应力集中，或因热变形，使基材出现错动，引起的应力4.治理方法⑴进行预热及热处理施工。
⑵使用烘干的低氢焊条。
⑶修整焊缝端部或选择适当的焊接条件防止基材错动。
对接焊变形冷裂纹1.现象发生于热影响区的变形冷裂纹。
2.危害产生焊接变形及损伤焊缝强度。
3.原因分析⑴由于咬边等造成形状不连续引起应力集中。
⑵由于随后进行焊接所引起的角变形。
4.治理方法⑴修整焊缝边缘。
⑵采用合理的焊接顺序。
对接焊缝热裂缝1.现象在焊缝金属中出现弧坑裂纹和梨状变形焊道裂纹。
2.危害焊缝的质量达不到要求。
3.原因分析⑴前者是由于焊接热，钢中的S、P等杂质，在弧坑中心处析出，引起或由于收缩产生的空孔引起⑵后者是低熔点杂质的析出。
4.治理方法⑴前者处理弧坑。
⑵后者选择适当的焊接条件以高速焊缝的截面形状。
⑶约束应力和应力集中引起。
对接焊缝的重热裂纹1.现象在热影响区消除应力的裂纹。
2.危害影响对接焊缝的强度。
3.原因分析进行消除应力处理时，在开关不连续处的塑性变形集中引起。
4.治理方法⑴选择消除应力的条件。
⑵防止应变的集中。
⑶控制残余应力的数值。
（二）拱脚钢管与混凝土相交处，混凝土表面产生纵向裂缝1.现象在拱脚钢管与混凝土相交处，沿拱轴线方向产生纵向裂缝。
混凝土梁桥的常见病害及加固处理分析
混凝土梁桥的常见病害及加固处理分析混凝土梁桥是公路交通中常见的桥梁类型之一，它具有一定的结构稳定性和承载能力。
但长期使用后，由于各种外部因素的影响，桥梁可能会出现各种病害。
本文将介绍混凝土梁桥的常见病害及加固处理分析。
1. 裂缝裂缝是混凝土梁桥中最常见的病害之一。
裂缝可以分为表面裂缝和深层裂缝两种。
表面裂缝主要是由于混凝土的收缩和膨胀引起的，深层裂缝主要是由于施工不当、负荷过重、地震等原因引起的。
2. 锈蚀梁桥使用一段时间后，钢筋可能会发生锈蚀。
这不仅会降低梁桥的承载能力，还可能导致钢筋断裂，从而影响桥梁的安全性。
3. 空鼓和开裂由于混凝土的材料和环境原因，混凝土与钢筋之间可能会出现空鼓和开裂的问题。
这些问题严重影响了梁桥的整体强度和承载能力。
4. 拱度梁桥可能会因承载车辆的重量而出现拱度。
拱度不仅会降低桥梁的承载能力，还会影响行车安全。
对于表面裂缝，可以通过填充材料进行修补。
而对于深层裂缝，则需要进行深度修补，加固裂缝处的钢筋，增加梁桥的结构稳定性。
针对钢筋锈蚀问题，可以进行涂层保护和钢筋防腐处理。
对于已经发生断裂的钢筋，则需要进行更换。
可以采用注浆技术将灌注材料注入混凝土中，填补混凝土空缺，提高梁桥的整体强度和承载能力。
对于梁桥的拱度问题，可以进行对称载荷测试，确定拱度情况，然后采取适当的加固措施，增强梁桥的承载能力和稳定性。
总之，混凝土梁桥在使用过程中难免会出现各种病害，为了保证交通安全和行车畅通，必须及时加固处理。
以上为混凝土梁桥的常见病害及加固处理分析，希望对大家有所帮助。
混凝土梁桥的常见病害及加固处理分析
混凝土梁桥的常见病害及加固处理分析混凝土梁桥作为道路交通的重要组成部分，承载了大量行车荷载和地震荷载，随着使用年限的增加，桥梁常见病害和安全隐患逐渐显露出来。
本文针对混凝土梁桥常见的几种病害及加固处理进行分析。
1.裂缝混凝土梁桥的裂缝是比较普遍的病害，主要分为龟裂、弯曲裂缝和纵向裂缝等。
龟裂是由于混凝土收缩和温度变化引起的，弯曲裂缝则是由于桥梁荷载和变形引起的，纵向裂缝是由于桥梁伸缩缝位移不足引起的。
2.钢筋腐蚀混凝土梁桥中的钢筋会受到氧化、碳化和化学侵蚀等因素影响，导致钢筋腐蚀，从而引起混凝土表面龟裂、脱落等病害。
3.混凝土表面剥落混凝土梁桥的混凝土表面可能会因为长期受到海浪、雨水、紫外线、温度等自然因素的侵蚀而发生剥落，一旦出现表层脱落，就会加速桥梁龟裂和钢筋腐蚀，导致结构失稳。
4.桥梁承重墩沉降桥梁承重墩是支撑梁桥承载荷载的重要构件，承重墩沉降是混凝土梁桥的比较严重的病害之一，如果不及时修复，可能会导致桥梁结构严重变形、破坏。
1.钢板加固钢板加固是一种比较常见的加固方式，可以利用钢板加固桥梁裂缝和剥落部位。
将钢板焊接在桥梁的龟裂和脱落部位上，给桥梁增加强化、抵抗承载荷载以及抗震能力等。
但是这种加固方式对桥梁施工规范、钢板选择和加固方式等要求严格，否则会影响桥梁的正常使用。
2.用碳纤维增强复合材料加固碳纤维增强复合材料是一种适用于桥梁加固的新型材料，在桥梁加固方面具有优异的性能和优秀的加固效果。
这种加固材料可以有效地抵抗桥梁龟裂、剪切力和增加桥梁的延性。
同时，这种材料还可以使用在桥梁结构的部分加固，降低加固成本。
3.拉杆加固拉杆加固是一种经济、实用的梁桥加固方式，主要用于桥梁的弯跨和竖向加固。
通过在桥梁上下部添加拉杆，提高桥梁的强度和稳定性。
4.混凝土自养固化材料加固混凝土自养固化材料是一种适用于混凝土结构加固的新型材料，主要作用是在混凝土结构的损伤部位自行养固化，增强混凝土材料的强度和耐久性。
桥梁常见病害原因及技术处理方法解析
桥梁常见病害原因及处理方法混凝土梁式上部结构常见病害原因及处理方法混凝土梁桥病害类型病害原因技术处理方法蜂窝一是结构不合理，如配筋太密，坍落度过小，混凝土粗骨料粒径太大等；另一个原因就是施工不当，如运输时混凝土产生离析，混凝土灌注中缺乏应有的振捣，模板缝隙不严，水泥砂浆流失等凿除表面松散混凝土，采用环氧树脂小石子混凝土或膨胀水泥混凝土等材料采用灌注、挤压、涂抹等方法修复。
麻面施工过程中用的模板表面不光滑，不够湿润，就会吸去构件表面混凝土内的水分，从而产生麻面。
混凝土老化、剥落在长期服役下，该桥部分梁板底面砼剥落、露筋锈蚀现象明显，初步判定产生该现象的主要原因为：混凝土保护层不足，加之品质不良，表面砼破损后，导致钢筋发生氧化反应；桥面雨水渗入侵蚀上部结构，梁板长期潮湿环境下，使其表面砼发生反应，从而导致砼起壳、剥落。
采用环氧树脂小石子混凝土恢复或增加混凝土保护层。
露筋A、由于混凝土保护层较薄，导致箍筋锈胀，使表面混凝土脱落，产生露筋；B、由于混凝土破损，产生露筋；C、在桥梁施工时，结构内的定位钢筋在混凝土脱模后露筋。
①建议对梁板及盖梁露筋区域进行除锈，对砼破损区域采用环氧砂浆进行修补。
②对外露钢筋应进行除锈处理，先用砂纸或砂轮对钢筋表面进行打磨，直至露出金属本色，然后对出露钢筋用丙酮清洗，进行二次除锈，并用结构修补剂对表面破损处进行修补，使之达到设计要求的保护层厚度。
③建议对露筋严重梁板进行更换，确保桥梁运营安全。
非结构性裂缝由于外界环境变化造成结构的非荷载变形或混凝土因不能满足自身的变形而产生的适应性裂缝；如温度变化、混凝土收缩、地基不均匀沉降，等因素引起变形，当此变形得不到满足时，在结构构件内部产生自应力，当此自应力超过混凝土允许拉应力时，产生裂缝。
采用环氧树脂或水泥浆表面封闭处理。
结构性裂缝由外荷载产生的裂缝，其裂缝分布规律与外力荷载作用相对应，预示结构承载能力不足或外力荷载过大。
1）小于0.15mm的裂缝采用甲凝（粘度小，有很好的渗透性，易于灌入细微的裂缝）表面封闭处理；2）对于数量较多、宽度在0.1mm～0.15mm的裂缝，采用环氧树自动低压渗注法处理，环氧树脂粘度大，需掺入适量稀释剂，提高流动性；3）大于0.15mm的裂缝，采用水泥浆灌注。
浅议钢筋混凝土结构病害的产生及处理
浅议钢筋混凝土结构病害的产生及处理钢筋混凝土结构是建筑工程中最常用的结构类型之一，其具有强度高、耐久性好等优点。
然而，在长期使用过程中，由于环境因素等原因，钢筋混凝土结构容易出现许多病害问题，严重影响其使用寿命和安全性。
因此，本文就钢筋混凝土结构病害的产生及处理问题进行探讨。
一、病害产生的原因1. 材料问题：若钢筋、水泥、砂、石等混凝土原材料质量不良，或生产过程中不当，会导致钢筋锈蚀、混凝土强度不足、易龟裂等病害问题。
2. 设计问题：若结构设计不合理，如截面尺寸过小、钢筋配筋不当等，会导致钢筋混凝土结构在使用过程中出现各种病害问题。
3. 施工问题：若结构施工不当，如混凝土坍落度不足、浇注不均匀等，会导致混凝土表面粗糙，空鼓，龟裂等问题。
4. 环境问题：若受到环境影响，如地震、风雨侵蚀等，会加速钢筋混凝土结构老化、毁坏进程，容易出现开裂、变形等问题。
二、病害分类钢筋混凝土结构的病害一般可以分为以下几种类型：1. 腐蚀病害：主要是由钢筋锈蚀引起的，常出现在混凝土表面开裂处泛锈，会降低钢筋的强度、导致混凝土剥落等问题。
2. 开裂病害：通常由多种因素引起，如环境因素影响、混凝土内部温度变化等，开裂会导致混凝土的强度下降、加速龟裂进程。
3. 变形病害：如结构变形、裂缝扩展等，通常由结构设计、材料及施工等因素的影响引起。
4. 粘结破坏：主要是由混凝土与钢筋之间的附着力减弱引起，导致混凝土剥落、龟裂等问题。
三、病害处理对于钢筋混凝土结构的病害问题，需要进行及时的处理，以维护结构的完整性和安全性。
下面是一些处理方法：1. 补强处理：如加装钢板、粘贴片、钢筋等，能够提高结构整体强度和硬度，防止病害进一步扩大。
2. 深度维修：对于出现严重病害的情况，需要进行深度维修，如切割混凝土层、钢筋更换等，以保证结构的稳定性和安全性。
3. 预防措施：可从材料、设计、施工等多方面入手，减少病害的产生。
4. 检测监测：定期对结构进行检测，能够及早发现病害问题，提前采取处理方法，防止病害扩大，减少隐患。
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钢筋混凝土肋拱桥典型病害及成因浅析
摘要：
肋拱桥由两条或多条分离式的平行拱肋以及在拱肋上设置的立柱和横梁支撑的行车道部分组成。
然而，早期建造的钢筋混凝土肋拱桥经过多年使用后，也凸现出一系列不同程度的病害。
引起上述肋拱桥常见病害的原因是多方面的，包括自然环境影响、设计理论存在不足、施工过程质量控制不过关、超载运营等多方面的因素。
关键词：钢筋混凝土肋拱桥；病害；裂缝机理；
1预制阶段拱肋裂缝成因
拱肋在预制阶段主要是由于混凝土的收缩和温缩影响，导致箱壁表面出现细微开裂现象。
初凝后混凝土体系逐步失去塑性，水泥石的骨架作用使水分消耗引起绝对体积的减少，以形成孔隙的形式得以补偿。
毛细管壁的阻力超过水的表面张力，使毛细管水间断，混凝土内部也开始产生弯月面。
此时水分不能从表面向内部迁移，故即使表面进行养护，水仍对内部无法起到养护作用。
毛细管负压在混凝土内部产生应力场使混凝土收缩。
由于混凝土表面处于受拉状态，而此时混凝土的抗拉强度又非常低，极易产生表面裂缝和管壁裂缝，如图1所示[1]。
图1 混凝土表面临界半径的形成与开裂示意图
混凝土的温度收缩裂缝是指混凝土内部结构组分分子间的距离随温度变化而产生体积收缩引起的裂缝。
混凝土又是热的不良导体，在硬化初期，混凝土内部因温度很高而体积膨胀，外部随气温降低而收缩，形成温度梯度效应，这两种作用互相抵制，结果使混凝土外部产生很大的拉应力，当拉应力超过当时混凝土的极限抗拉强度时，混凝土外部就开裂出现收缩裂缝[2]。
假设在拱肋表面存在一长度为的边裂纹，如图2所示，拱肋在单向拉伸时的应力强度因子表达式，可从具有中心裂纹的“无限大”板单向拉伸作用下表达式经过修正求得。
此时的应力强度因子的表达式为[3]：
式（2.1）
图2主拱圈表面裂纹
当拱肋由混凝土开裂而应力释放后形成的无应力状态转变为自重作用下的具有应力后，此时的应力强度因子由变为，从而导致拱箱肋的原有收缩或温缩裂缝的裂纹尖端的应力剧增。
若此时的应力强度因子大于其临界应力强度因子，则裂纹将发生扩展，因此，拱肋裂缝会出现继续扩大的迹象。
2 施工装配阶段拱肋裂缝成因
（1）在施工阶段，影响肋拱桥裂缝开展的主要因素为拱轴线异变
成因分析：施工阶段，拱肋肋分段拼装时各段位置存在较大是施工误差，导致后来线形与设计的合理拱轴产生偏差；在后来运营阶段，混凝土由于自身的收缩徐变和外部环境及外加力的影响产生塑性变形，从而使拱轴线产生不可恢复的变形。
3运营阶段拱肋裂缝成因
（1）桥面板横置引发的病害
早期设计的部分钢筋混凝土肋拱桥，采用了桥面板横置形式。
根据文献[4]所做的桥面铺装体系受力分析，如图3和图4所示。
图3 桥面铺装计算模型图4 桥面铺装体系计算
传统的设计概念是，桥面铺装不参与结构受力，设计时，只是根据经验进行受力钢筋的配置，而设计者一般从未对该设计的科学合理性进行充分的论证。
但实际上在汽车荷载的作用下，桥面铺装是一个受力相对复杂的结构，而非传统认识上的结构类型。
1）由于桥面板横置，导致车辆在行进过程中，从桥梁面板的一段到达另一端的时候，桥面板产生受力突变，不能像纵置桥面板那样具有一个缓冲过程。
2）肋拱桥横置板施工时的纵梁和板的结合部一般采用砂浆垫层，施工中难
以达到设计垫平要求，有的砂浆强度和韧性不足，在桥面振动下脱落，从而形成多支点或支点脱空现象，使横置板受力不均，局部应力超过混凝土的抗拉极限强度，引起开裂。
3）桥面伸缩缝两边行车道板刚度较弱，超重超速车辆频繁冲击，造成桥面振动过大或伸缩缝处强烈振动，冲击作用过大，导致混凝土开裂。
4肋拱桥主要病害分析
（1）纵梁、立柱的连接部位出现开裂或破损的病害现象
钢筋混凝土排架一般都可以简化为细长杆件，在荷载作用下，特别是在汽车超重超限作用下，排架会发生如图5所示挠曲变形。
图5 一端固定，一端铰支情况下压杆屈曲图
当立柱上作用荷载时，立柱的横系梁位置将发生变形的变形量，根据文献[5]可知:
式（1）
按照式(1)，在中心压杆试验中，则多由于压力有初始偏心，或杆轴有厨师玩具，或材料不完全匀质，当压力作用后，挠度就开始产生。
由于受到立柱挠曲变形的影响，横系梁将受到一定的拉应力作用，产生的拉应变，根据混凝土的应力应变关系可得横系梁的应力与应变成正比例，一旦随着的增长，当时，混凝土将抗拉能力不足而开裂破坏，横系梁形成环向裂缝。
（2）横向联系出现开裂或破损的病害现象
横系梁设计尺寸不合理，其强度、刚度及稳定性不够。
目前结构理论计算重点按照拱结构理论进行内力、稳定、振动等分析肋拱桥，而对其横系梁的研究却存在不足，导致设计中横系梁的受力模式与实际工程有较大差异，最终造成横系梁尺寸设计不合理。
实际运营荷载超出设计荷载导致拱肋屈曲过大，导致横系梁开裂。
随着经济社会的发展，交通量的不断增大，重车、超载超等现象愈加突出，导致部分肋拱拱肋混凝土超出其设计荷载等级，使横系梁上的荷载超过其所能承受的范围，从而导致横系梁开裂。
（3）拱肋与拱上立柱连接部分常出现开裂或破损等病害现象
连接构造处混凝土强度和刚度不够；且设计不合理，配筋不足。
由于肋拱桥的拱上立柱是在拱肋建成之后再现浇而成，在连接上没有现浇固结的整体效果，因此在空间有限元模型分析中，一般将拱肋和拱上立柱的连接构造边界条件设置为铰接，这在一定程度上造成人们主观上的错误认识——拱肋与立柱的连接构造不重要，导致在计算方面强调的重点转变为立柱强度及刚度的验算，从而忽视了连接部位构造的重要性。
对连接部位的配筋、尺寸等采用经验取值，导致了拱肋与拱上立柱的尺寸设计不合理、配筋不足，直接影响到连接部位混凝土的强度和刚度，造成连接部位混凝土破坏。
（4）立柱接头及横系梁病害
钢筋混凝土肋拱桥的高排架接头处外封混凝土或水泥砂浆，多有开裂情况产生。
成因分析：钢筋混凝土肋拱桥的高排架，一般是由立柱和盖梁组成。
立柱和盖梁的接头为湿接头，当对接现浇完成后，在接触位置将存在混凝土界面，影响混凝土的整体性能。
在活载作用下，新老混凝土界面承受周期性疲劳荷载，长期作用下引起界面开裂，最终表现为接头处的外封混凝土和水泥砂浆开裂。
排架柱间所设横系梁，存在环向裂缝。
成因分析：横系梁环向裂缝的产生，主要是由于伸缩变形受到约束引起的拉裂缝。
（5）立柱底垫梁竖向裂缝
立柱底垫梁裂缝多存在于柱间底垫梁侧面中部区段，有的裂缝延伸至底垫梁顶面。
设计规范和设计水平问题；垫梁受力不均匀；车辆荷载疲劳作用。
（6）混凝土碳化、碱—骨料反应、酸侵蚀等
部分早期建造的肋拱桥出现混凝土碳化、碱—骨料反应、酸侵蚀等问题。
成因分析：上述几种病害与混凝土自身的物理化学特性有关，病害的产生要受到气候条件、环境污染、酸碱反应等因素引起。
（7）拱座位移、开裂[6]
部分肋拱桥拱座处出现地基沉降，拱座产生水平和竖向位移以及倾斜转动，甚至开裂。
拱座出现地基沉降，水平位移和竖向位移以及倾斜转动等主要是由于基础不坚固引起。
对于拱座的开裂，一方面是由于拱座承受的荷载引起，另一方面是温度荷载引起。
5 结语
本文主要浅析钢筋混凝土肋拱桥的病害产生原因，并分析其对桥梁承载力和
使用功能的影响。
为设计存在的不足和施工工艺提供一些参考意见；并对钢筋混凝土肋拱承载力设计和施工的改进提供一些依据，既保证钢筋混凝土肋拱桥外形美观，又确保其安全性、稳定性、实用性和耐久性。
参考文献
[1] 屈涛，霍凯成，骆剑峰.混凝土早期收缩、开裂对结构耐久性的影响[J].结构工程师.2007（增刊）.10-13
[2] 杨红霞，郑光明.混凝土温度收缩裂缝的产生机理及对策[J].延安大学学报（自然科学版）.2004.23（2）.43-44
[3] 庞国栋.增设复合钢筋混凝土拱板加固技术研究[硕士论文].重庆.重庆交通大学.2007
[4] 王晓磊，肖维，黄晓明.淮安大桥桥面普装层力学分析[J].中南公路工程.2007.32（3）.151-155
[5] 交通部第二公路勘察设计院.公路旧桥承载能力鉴定方法（试行）.北京.人民交通出版社.1991.
[6] 戴庆星，张征文.受刚性基础约束的钢筋混凝土拱座竖向裂缝分析[J].辽宁省交通高等专科学校学报.2003.5（3）。