混凝土桥梁病害成因分析及对策研究

混凝土桥梁病害成因分析及对策研究

摘要：随着桥梁建设的不断发展，桥梁结构的形式与功能日趋复杂，人们对现代桥梁的质量和寿命也越来越重视。建成的桥梁经过长期使用后，内外多种因素会使桥梁的安全度有所下降，以致影响车辆运营的安全。本文分析了混凝土桥梁病害成因，探讨了主要的病害处理对策。

关键词：混凝土；桥梁；病害；成因；对策

中图分类号：tu375 文献标识码：a 文章编号：

随着我国交通量和重型汽车的不断增加，有些建筑材料的性质衰变，以及由于设计和施工留下的一些缺陷，必然造成道路桥梁使用功能和行车服务质量的日趋退化、不适应。在使用荷载及其它外界各种影响的长期作用下，如果不对结构上所出现的病害予以检测、维修和加固，则结构上的这些初始缺陷加上结构的自然老化使得结构上的损伤不断积累和发展，结构的功能不断退化，由此极有可能导致结构在一定的使用期后将成为危桥而面临损毁、垮塌的危险，这方面的实例已屡见不鲜，给国家和人民的生命财产造成了极大损失。

一、混凝土桥梁病害现象

常见的病害现象有裂缝、撞损、剥落、蜂窝、冲刷、钢筋锈蚀等，其中，裂缝是混凝土桥梁最常见的病害现象。混凝土桥梁病害主要表现:

1、裂缝是影响桥梁的承载力和耐久性的重要因素，混凝土裂缝

引起钢筋保护层破坏，致使空气侵入，导致钢筋锈蚀现象;

2、钢筋锈蚀是钢筋混凝土构件破坏的主要原因，钢筋锈蚀产生的体积膨胀使混凝土承受拉力而开裂剥落，造成钢筋混凝土构件的病害;

3、混凝土的剥落与剥离，减少了构件的截面积，增大了应力，并使得有害化学物质更容易向内侵蚀;

4、车辆、船只等对桥梁的撞击，造成桥或桥墩开裂、破坏;

5、河水的冲刷会导致桥梁桩基外露，降低基桩的承载力，影响桥梁的稳定性和抗震能力。

二、混凝土桥梁病害成因

1、混凝土开裂

裂缝是混凝土桥梁最常见的病害现象，也是导致内部钢筋锈蚀的主要原因，因此，其一般多伴随有钢筋生锈等病害现象。裂缝宽度无论大小，均对桥梁的耐久性产生影响，尤其以结构性裂缝对桥梁使用年限的影响最大。裂缝也将造成预应力钢筋的锈蚀及疲劳，进而造成预应力构件的破坏。裂缝对结构物的影响，视裂缝类型( 包括发生的位置及走向) 以及裂缝尺寸( 包括长度及

宽度) 是否随时间增加而不同。引起梁体开裂的原因是多方面的。构造处理不当导致的局部应力集中，混凝土早期养护不当引起的干缩，混凝土的碱骨料反应，温度的骤升骤降，钢筋的锈蚀，超载等均会引起混凝土开裂。桥面铺装混凝土损坏主要原因是施工质量存在问题，桥面铺装混凝土普遍比设计厚度薄，强度达不到

设计标准。

2、钢筋锈蚀

钢筋锈蚀可分为两种情况：一种是混凝土开裂后导致的钢筋锈蚀，即先裂后锈; 另一种是因为保护层太薄或露筋而引起的钢筋锈蚀。钢筋锈蚀体积膨胀导致混凝土开裂或表面混凝土成块脱落，即先锈后裂。由于钢筋锈蚀，造成构件的混凝土剥落开裂，破坏混凝土构件。钢筋锈蚀为钢筋混凝土桥梁构件破坏的主要原因。钢筋锈蚀时体积会膨胀( 为原体积的1~ 7 倍) ，推挤混凝土，导致混凝土承受拉力而裂开剥落，使钢筋暴露于大气中，加速生锈，并造成钢筋混凝土桥梁构件的劣化。钢筋锈蚀后，钢筋截面积将减少，降低强度，从而影响桥梁结构物的耐久性。造成钢筋锈蚀的主要原因有: （1）混凝土开裂; （2）钢筋受湿气及氧气的作用; （3）混凝土中性化; （4）钢筋表面氯离子含量偏高等。

3、冻融破坏

主要表现在混凝土中存在大量的孔隙和裂缝，水份通过毛细作用进入，当温度降至冰点以下时，孔隙中的水冻结膨胀，体积可增大10%，使孔壁受压变形，当温度升高冰融化后，使孔壁产生拉力，经过持续的反复冻融，使混凝土发生开裂，裂缝随着冻融次数的增多而增加，并逐渐扩展连接，以致逐渐降低混凝土的强度。

4、混凝土的碳化

在大气环境下，桥梁结构的破坏主要是钢筋的混凝土保护层碳

化，碱性降低，混凝土出现裂缝，大气中的氧气和水深入混凝土中到达钢筋表面，并发生化学反应，引起体积膨胀，使混凝土的裂缝加大，最终引起保护层的开裂、剥落。

三、混凝土桥梁病害处理对策

一般的混凝土桥梁病害是由几种破坏的组合，更加加速了侵蚀的程度，例如: 化学腐蚀可以导致结构的破坏，而同时又有冰冻发生，对混凝土的破坏程度远远大于两者的代数相加，盐冻对混凝土路面造成的伤害使得海西地区的一条公路只经过一个冬天就

出现病害。所以探求处理病害的处理措施应该全面的从共性的上去解决。由以上几种主要的病害，可以看出混凝土的侵蚀与混凝土的强度无关，而与混凝土的密实度、孔隙特征和外界环境相关，钢筋混凝土结构的裂缝和毛细孔，是各种有害介质进行侵蚀的通道，如何致力于提高钢筋混凝土的密实度，切断与有害介质侵入的通道( 即便是水和气体也会对钢筋混凝土具有一定的侵蚀性) ，对抑制混凝土桥梁各种病害的发生，提高结构的抗侵蚀能力和桥梁的使用寿命有着重要的意义。主要处理措施如下:

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。补强的混凝土或砂浆应具有以下性能:

（1）和易性好，具有较好的弹性和低收缩率，使补强的混凝土不开裂。

（2）与既有混凝土构件要有较高的粘接力，以及相一致的线膨胀系数，满足结构要求的抗弯强度或抗拉强度。

（3）要有较高的密实度以及抗化学侵蚀的性能，满足抗渗、抗冻要求。

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。

4、钢筋