鋼筋混凝土橋梁常見病害及預防措施

張瑩瑩,王人杰（.開封大學土木建筑工程學院,河南　開封　475004；　.河南省城鄉(xiāng)規(guī)劃設計研究總院有限公司,鄭州　450044）

鋼筋混凝土橋梁常見病害及預防措施

張瑩瑩1,王人杰2
（1.開封大學土木建筑工程學院,河南開封475004；2.河南省城鄉(xiāng)規(guī)劃設計研究總院有限公司,鄭州450044）

摘要：闡述了橋梁病害的概念，分析探討了鋼筋混凝土橋梁在正常使用過程中常見的病害類型及成因，并具有針對性地提出減少橋梁病害的措施，從而保證橋梁使用的安全性，延長橋梁的使用壽命。

關鍵詞：鋼筋混凝土橋梁；橋梁病害；預防措施

1　橋梁病害概念

在正常使用過程中，由于鋼筋混凝土材料的特性、結構的設計施工、使用條件等因素的影響，橋梁會發(fā)生變形、損傷，從而導致橋梁安全性、適用性及耐久性不能滿足要求，這些變形、損傷統(tǒng)稱為橋梁病害。

2　主要病害類型及原因分析

鋼筋混凝土橋梁主要有混凝土病害、鋼筋病害、橋面系病害、支座病害等多種病害。

2.1 混凝土病害

混凝土是一種耐久性材料，其耐久性主要由混凝土質(zhì)量及環(huán)境因素決定。在化學和物理反應的作用下，混凝土會出現(xiàn)各種各樣的病害。混凝土的主要病害可歸納為表層缺陷及裂縫兩大類。混凝土的病害會直接影響橋梁結構的承載能力、使用性能和耐久性。

混凝土表層缺陷主要有蜂窩、麻面、露筋、磨損、老化、剝落等。混凝土表層缺陷是由混凝土性能不良、施工不當、結構不合理及外界荷載環(huán)境條件等因素引起的。

混凝土結構的裂縫是由材料內(nèi)部的初始缺陷以及微裂縫不斷擴展而形成的，是混凝土結構最主要同時也是危害最大的病害?；炷亮芽p根據(jù)形成原因不同可分為結構性裂縫和非結構性裂縫。因此，裂縫的產(chǎn)生的原因包括材料因素、施工因素、荷載條件、橋梁結構的不均勻沉降或變形及外界環(huán)境因素等。

2.2 鋼筋病害

鋼筋的病害主要是腐蝕。鋼筋腐蝕是由于自身的抗腐蝕性能差和環(huán)境中不利因素的侵蝕作用造成的?；炷林袖摻畹母g一般為電化學腐蝕。鋼筋腐蝕過程中伴有體積膨脹，會使混凝土出現(xiàn)沿鋼筋縱向分布的裂縫，造成鋼筋與混凝土之間的黏結力發(fā)生破壞，鋼筋截面面積減少,最終導致結構構件出現(xiàn)承載力降低、變形和裂縫增大等不良現(xiàn)象。影響混凝土中鋼筋腐蝕的因素主要有混凝土液相PH值、混凝土中Cl-含量、摻合料的數(shù)量、混凝土的密實度和保護層厚度、環(huán)境條件等。

2.3 橋面系病害

（1）橋面鋪裝層病害。橋面鋪裝層發(fā)生病害將會降低行車的舒適性和安全性，嚴重的還會導致橋梁主體結構損壞，從而影響橋梁結構的承載能力及使用壽命。橋面鋪裝層病害與外界環(huán)境、橋梁及主梁的結構形式有關，因此，橋面鋪裝層病害往往最先出現(xiàn)在主梁或主拱圈負彎矩區(qū)域。混凝土橋面鋪裝層常見的病害有裂縫、磨光、脫皮露骨、高低差、坑槽等?；炷令悩蛎驿佈b層病害發(fā)生的主要原因有施工不當、溫度變化、混凝土干縮裂縫、橋梁結構的不均勻沉降或變形等。（2）伸縮縫病害。伸縮縫的作用主要是保證梁體能夠適應由于混凝土徐變和收縮、溫度變化、荷載等作用引起的變形。橋梁伸縮縫是橋梁結構的薄弱位置，也是橋梁的重要部位。伸縮縫過早的發(fā)生病害，不利于行車的舒適性和安全性，嚴重的病害會影響橋梁結構的正常使用功能。伸縮縫由于設計原理、使用材料、施工方法不同會發(fā)生不同類型的病害。鋼筋混凝土橋梁伸縮縫的常見病害有：伸縮縫防水材料的脫落、老化、接頭活動異常，構造部位下陷或凸出，錨固構件損壞，伸縮縫凹槽填入其他硬物，不能自由變形等。伸縮縫發(fā)生病害的原因，除了其本身的構造問題之外，還有其他很多因素：設計因素、施工因素、管理養(yǎng)護因素及荷載作用因素等。

2.4支座病害

支座是橋梁的重要組成部分，其作用是能夠有效地將上部結構的荷載傳遞給墩臺，并適應由于荷載及非荷載因素所產(chǎn)生的變形，從而確保橋梁結構的受力情況與計算簡圖相符合。支座在長期使用過程中發(fā)生的病害，會對橋梁上、下部結構產(chǎn)生不利影響，甚至可能對橋梁結構造成重大損傷。

不同的支座形式，其病害形式也不同。支座的主要病害可歸納為支座構件缺陷、支座構件變形或變位。鋼筋混凝土橋梁常見的支座形式有板式橡膠支座、盆式橡膠支座等。板式橡膠支座的主要病害是脫空、老化開裂及剪切變形。盆式橡膠支座的主要病害是固定螺栓剪斷、螺母松動。支座發(fā)生病害的原因包括支座的設計不周全、施工制作不完備、維修養(yǎng)護不善及主體結構的位移、不均勻變形等。

3　預防措施

橋梁病害發(fā)生的原因涉及設計、施工、使用和管理養(yǎng)護等多方面，因此，要有效地避免或減少病害就必須有針對性地采取預防措施。

3.1完善設計理論

成熟、先進的設計理論能夠較為準確地計算各種工況下橋梁結構的內(nèi)力及變形，有利于選擇適合的設計方案，并可根據(jù)計算結果合理地設計結構構件的尺寸和構造細節(jié)。隨著交通運輸迅猛的發(fā)展，設計理論必須不斷的修正完善，設計的橋梁結構才能夠滿足使用要求。因此，需要加強科學研究，歸納分析研究成果并及時修訂相關規(guī)范，不斷的補充完善計算方法和設計理論。另外，設計理論的完善必須以清楚認識施工方法、順序和施工荷載對結構性能的影響為基礎。

3.2 加強施工過程管理

施工過程產(chǎn)生的缺陷會直接影響橋梁結構的使用性能，因此，需加強施工過程管理，包括控制建筑材料的質(zhì)量，制定安全可行的施工工藝，運用成熟、先進的施工技術，嚴格按照相關規(guī)范進行施工，并充分考慮到施工過程中一些非預見性災害對結構承載力的影響，以保證良好的施工質(zhì)量。

3.3建立科學的管理體系

橋梁在使用過程中，必須建立科學的管理體系，利用現(xiàn)代化的監(jiān)測手段，定時對橋梁進行監(jiān)測、分析，評估橋梁的承載力、運營狀態(tài)及耐久性能。必須嚴格執(zhí)行各類橋梁養(yǎng)護、維修方面的規(guī)定，舊橋應注重定期檢測和維修保養(yǎng)，帶病服役的橋梁應及時的進行加固改造。同時，還需加強對車輛超載的管理，超載會使橋梁發(fā)生疲勞破壞、加劇損傷，而且超載對橋梁造成的內(nèi)部損傷不能恢復，將會改變橋梁在正常荷載條件下的工作狀態(tài)，進而可能危及橋梁的安全性和耐久性。

4　結論

橋梁在使用過程中會出現(xiàn)各種各樣的病害，為了有效的避免或減少病害，必須正確及時地采取預防措施，完善設計理論，加強施工管理過程管理，建立科學的管理體系。對已經(jīng)出現(xiàn)的各類橋梁病害，應認真分析產(chǎn)生的原因和機理，并建立橋梁病害數(shù)據(jù)庫，以指導日后的橋梁設計、施工及管理養(yǎng)護工作。

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