分析混凝土橋梁病害原因與解決路徑

摘 要：在我國經(jīng)濟不斷發(fā)展的背景下，國內(nèi)橋梁數(shù)量與建設(shè)規(guī)模逐漸擴大。但是在橋梁投入使用的過程中，部分橋梁的損害現(xiàn)象較為嚴(yán)重，對橋梁的使用壽命造成了不良影響，因此，需要相關(guān)人員深入研究鋼筋混凝土橋梁病害的原因，有針對性地采取解決對策，延長公路橋梁的使用壽命。文章就混凝土橋梁的病害原因進行分析，并提出解決混凝土橋梁病害的路徑，以期提高公路橋梁的質(zhì)量。

關(guān)鍵詞：鋼筋混凝土；橋梁病害；解決路徑

1 概述

近幾年來，公路的運輸漸漸成為國內(nèi)重要交通運輸?shù)男问街?，且交通荷載與公路的交通量都在與日俱增，加之，一些鋼筋混凝土的材料性能衰變，致使部分混凝土的橋梁在投入使用時，出現(xiàn)各種病害，導(dǎo)致公路行車的舒適性與混凝土的橋梁使用功能大幅度的降低，甚至于因此引起各種交通事故。為保證行車舒適與安全，需要相關(guān)人員實時檢測公路混凝土橋梁有無病害現(xiàn)象，及時進行橋梁維修，確?；炷翗蛄旱姆€(wěn)定性與安全性。

2 國內(nèi)混凝土橋梁的病害原因

2.1 鋼筋銹蝕

混凝土橋梁中的鋼筋發(fā)生銹蝕的過程屬于化學(xué)反應(yīng)，除了自身性能的影響，還和外界環(huán)境、混凝土性能有著緊密聯(lián)系，當(dāng)大氣區(qū)的裂縫達到0.3毫米，橋梁中的鋼筋就會發(fā)生銹蝕。一旦鋼筋銹蝕后，鋼筋自身的有效截面就會漸漸變小，而化學(xué)反應(yīng)產(chǎn)生的Fe2O3體積則會膨脹，致使保護層下的混凝土裂開，有害物質(zhì)就會順著裂縫進入到混凝土的內(nèi)部，導(dǎo)致混凝土腐蝕速度加快[1]。

2.2 混凝土的裂縫

混凝土裂縫是橋梁病害中比較常見的一種，也是造成鋼筋內(nèi)部腐蝕的關(guān)鍵原因之一。通常裂縫伴隨著白化、生銹等劣化的現(xiàn)象，無論裂縫多大，都會影響到橋梁耐久性，特別是比較嚴(yán)重的裂縫，會嚴(yán)重影響到橋梁的使用壽命。此外，裂縫還會導(dǎo)致預(yù)應(yīng)力的鋼材銹蝕，一旦出現(xiàn)這個問題，勢必會破壞到預(yù)應(yīng)力的構(gòu)件。裂縫的種類多種多樣，不同的裂縫產(chǎn)生原因有差異，對安全性、耐久性的影響程度也不同。在橋梁施工的過程中，一般會出現(xiàn)沉降裂縫與收縮裂縫等；投入使用后，會出現(xiàn)受力裂縫、耐久性的裂縫等。導(dǎo)致裂縫產(chǎn)生的主要原因包含以下幾個方面：

（1）由于凍融效應(yīng)或者是溫度變化導(dǎo)致裂縫產(chǎn)生。（2）進行大體積的混凝土澆筑過程中，水泥的水化反應(yīng)會使混凝土出現(xiàn)自體收縮的裂縫。（3）在施工銜接處因為混凝土的齡期差異而發(fā)生的裂縫。（4）地震或者是強風(fēng)等外界環(huán)境的沖擊力而產(chǎn)生的裂縫。（5）鋼筋銹蝕、膨脹導(dǎo)致的裂縫。（6）車輛超荷載導(dǎo)致剪切開裂或者是梁體底部的彎矩開裂。（7）墩臺不均勻的沉陷導(dǎo)致的裂縫。（8）支座失效增加梁附加應(yīng)力，進而出現(xiàn)裂縫。（9）混凝土的施工、養(yǎng)護不到位引發(fā)層裂或者是干縮開裂。（10）振搗或者是水灰比不當(dāng)，導(dǎo)致梁體出現(xiàn)收縮裂縫。

2.3 耐久性的損傷

耐久性的損傷是鋼筋混凝土或者預(yù)應(yīng)力混凝土橋梁上部結(jié)構(gòu)中較為常見的病害，由于橋梁運營荷載、結(jié)構(gòu)的類型、構(gòu)建條件、構(gòu)建形式與使用構(gòu)件等存在差異性，病害程度、產(chǎn)生部位與種類也就不同，且病害對橋梁的危害程度也有差異。目前混凝土橋梁主要病害包含鋼筋銹蝕與混凝土的缺陷兩種主要形式，其中，混凝土缺陷包括保護層的厚度不夠、裂縫、白化、蜂窩、剝落、孔洞與露筋等。而鋼筋銹蝕一般分為預(yù)應(yīng)力的錨具銹蝕、普通鋼筋的銹蝕與預(yù)應(yīng)力的鋼筋銹蝕等。由于混凝土橋梁長期暴露在外面，久而久之會因為各種外界條件而受到影響，從而產(chǎn)生各種病害[2]。

3 混凝土橋梁病害的解決路徑

3.1 鋼筋的選擇

雖然混凝土抗?jié)B性比較好，但是由于公路施工質(zhì)量、施工條件之間存在差異性，難免會存在細小裂縫與空隙，導(dǎo)致各種有害物質(zhì)的滲入，使鋼筋受到腐蝕。一些輕微腐蝕的鋼筋混凝土構(gòu)件，可以在混凝土結(jié)構(gòu)表面涂刷防銹劑，以免混凝土水分散發(fā)，同時保持混凝土透氣性，更好的保護鋼筋混凝土結(jié)構(gòu)，以防混凝土結(jié)構(gòu)的進一步腐蝕。有害物質(zhì)滲入量和阻銹劑滲入量緊密相關(guān)，因此，為保證鋼筋混凝土不會因為有害物質(zhì)而受到腐蝕，在混凝土結(jié)構(gòu)表面涂刷阻銹劑是最好的選擇，可以確保混凝土結(jié)構(gòu)不會受到銹蝕。腐蝕比較嚴(yán)重的混凝土橋梁，可以將表層松動混凝土剔除，同時嚴(yán)格檢查鋼筋銹蝕的情況，例如：一些只是表面腐蝕的鋼筋，要進行除銹的操作；鋼筋有效面積如果變小，則要使用同種型號鋼筋來綁焊。

3.2 在混泥土橋梁表面增設(shè)防護層

一些惡劣環(huán)境中的混凝土結(jié)構(gòu)，需要增加防護層。近?；蛘呤呛Ｑ蟓h(huán)境下的混凝土橋梁，需要增設(shè)多層混凝土對表面進行保護，且這些加保護層的構(gòu)件中氯離子含量值與混凝土中原始濃度基本一致。此外，鋼筋混凝土的結(jié)構(gòu)設(shè)計還要根據(jù)裂縫的允許值進行，正常情況下，混凝土橋梁有細小的裂縫，因此，混凝土表面應(yīng)該采用結(jié)晶型的混凝土防護材料，該材料具備遇濕固化的能力，不僅能夠在混凝土的表層形成防水的屏障，還可以增加混凝土滲透性，使得活性物質(zhì)滲入到混凝土后，充分和混凝土中物質(zhì)發(fā)生化學(xué)反應(yīng)，生成凝膠物質(zhì)，有效阻塞混凝土的毛細孔、空隙與裂縫，加大基層混凝土密實度，以防各種腐蝕性物質(zhì)滲入混凝土中[3]。

3.3 選擇適當(dāng)?shù)纳皾{補強混凝土結(jié)構(gòu)

被腐蝕且松動的鋼筋混凝土，表面膠結(jié)結(jié)構(gòu)已經(jīng)受到破壞，導(dǎo)致原先的承載力與強度喪失。在處理的過程中，要將松動混凝土剔除，使用適度砂漿或者是混凝土補強，腐蝕比較嚴(yán)重的混凝土結(jié)構(gòu)應(yīng)該加大原有的結(jié)構(gòu)尺寸，以此弱化混凝土的表面腐蝕能力。且補強砂漿或者是混凝土要具備較低的收縮性、較好的和易性以及較好的彈性，盡可能保證補強混凝土不再出現(xiàn)開裂的情況；和原有的混凝土結(jié)構(gòu)之間要有較強粘接性，膨脹系數(shù)要基本相似，盡可能滿足結(jié)構(gòu)需要的抗拉強度或者是抗彎強度；具備抗化學(xué)腐蝕性能與較高密實度，滿足抗凍與抗?jié)B的要求。一些處于腐蝕性水中的路橋，要使用添加劑或者是適當(dāng)混合性滲料、防水的混凝土來加強橋墩密實度。通常情況下，混凝土橋梁病害發(fā)生都是因為水分影響，水分通過孔道或者是裂縫進入到鋼筋的位置或者是混凝土內(nèi)部，且裂縫越嚴(yán)重，腐蝕速度就會越快。

混凝土橋梁病害的處理方式一般包含加強混凝土密實度與改善混凝土結(jié)構(gòu)防水的性能。既有混凝土結(jié)構(gòu)裂縫，通常會埋設(shè)一些注漿嘴，采用高壓注漿方式封堵填塞裂縫；而貫通毛細孔，則要應(yīng)用新型滲透性的結(jié)晶材料，這種材料通過混凝土毛細孔進入到混凝土的內(nèi)部，和混凝土發(fā)生化學(xué)反應(yīng)，進而生成凝膠物質(zhì)，封堵毛細孔，加強混凝土密實度，提高抗?jié)B的性能，進而延長混凝土橋梁使用的壽命與增強混凝土抗腐蝕的性能。還可以適度加大混凝土的保護層厚度，相關(guān)規(guī)范中對混凝土保護層的最小厚度進行了規(guī)定，與原有混凝土的規(guī)范比起來有很大的改變，這也是預(yù)防混凝土結(jié)構(gòu)腐蝕的關(guān)鍵手段，可延長外界物質(zhì)進入混凝土內(nèi)部的時間，使得鋼筋腐蝕時間得到有效延緩，進而提高了混凝土橋梁使用的壽命。

4 結(jié)束語

總而言之，導(dǎo)致鋼筋混凝土橋梁發(fā)生病害的因素比較多，因此，為更好地維修混凝土橋梁與加固混凝土橋梁的牢固程度，需要引進先進的混凝土橋梁檢測、維修技術(shù)，及時發(fā)現(xiàn)混凝土橋梁的病害原因，有針對性地采取解決措施，盡可能消除公路混凝土橋梁的病害，保證行人、通車的安全。此外，在加固維修混凝土的橋梁過程中，要盡可能應(yīng)用新型維修材料與技術(shù)，提升混凝土結(jié)構(gòu)的維修、防護水平，確?；炷翗蛄旱馁|(zhì)量。

參考文獻

[1]黃建強.公路混凝土橋梁常見病害與成因分析及處治方法[J].公路交通科技（應(yīng)用技術(shù)版），2014，23（1）：46-49.

[2]劉陽.公路混凝土橋梁病害及處理措施[J].科技創(chuàng)新與應(yīng)用，2013，14（34）：194.

[3]查從余.鋼筋混凝土橋梁病害的分析及處理[J].中國新技術(shù)新產(chǎn)品，2012，21（7）：47.

作者簡介：呂建志（1986-），男，民族：漢，籍貫： 山東省萊西市，學(xué)歷：本科，研究方向：水利水電工程。