小议桥梁常见病害的形式及成因

徐广杰

摘 要：近年来，随着我国铁路事业迅速发展，高速铁路不断建设，铁路混凝土桥梁病害的数量急剧增长，养护工作受到的重视程度不断加深，桥梁养护已成了铁路管理部门的焦点内容。作为铁路运输系统的核心，桥梁起到了举足轻重的作用，因此一旦桥梁质量无法得到保障，那么会极大的威胁到公共财产以及民众的生命安全，所以桥梁的养护工作必须作为铁路建设的重点加以重视。

关键词：桥梁病害；机理；形式

引言

现代交通支撑起了现代的社会发展，正是由于交通的便捷使得各地的交流不断的加深，而桥梁的建设更是令很多曾经无法逾越的沟堑成为了康庄大道，因此可以说桥梁施工技术的发展促进了人类社会的繁荣。但是桥梁的质量关系到了人们的生命健康安全，桥梁质量事故的发生，会给人类带来不可弥补的损失。根据统计，我国很多桥梁已经出现了各种病害，在耐久性以及安全性上存在隐患，不但影响了桥梁的使用性，同时也降低了其安全性。理论上还没有针对桥梁的评估以及检测、加固等问题的有效措施，但是通过对病理病害的研究，通过日常的有效养护还是能有效降低和预防桥梁病害的发生的。

1 病害形式

1.1 裂缝

在钢筋混凝土结构桥梁中，裂缝是最常见的病害，目前来说还没有不会产生裂缝的混凝土桥梁，而桥梁中结构裂缝产生的原因受到了诸多因素的影响，并且不同的裂缝其危害性具有差异。在裂缝中危害性较大的有网裂以及贯穿裂缝，该类裂缝会对桥梁的安全性造成严重威胁。而裂缝的产生并不仅仅是其本身具有危害，同时还会危及桥梁的其他结构，例如内部钢筋被锈蚀和综合冻融破坏现象的产生等。而且裂缝往往都不是单一产生的，当桥梁出现裂缝时若不及时的予以处理，会造成恶性循环，缩短桥梁的使用寿命。

1.2 混凝土出现碳化以及内部钢筋受到腐蚀

钢筋混凝土的结构由于其材料的特性会存在一定的碳化现象，并且内部钢筋也会在使用的过程中受到外界环境的影响而出现锈蚀，而随着碳化和锈蚀程度的加深必然会影响到桥梁结构，从而出现顺筋裂缝，同样会影响桥梁运行安全性。

1.3 剥蚀

该种病害的产生位置主要在桥梁的表面，其实是多种病害的一种统称，包括露石、起皮、剥落、蜂窝麻面等病害。依照形成机理的差异，剥蚀病害可以分为冲磨、水蚀、空蚀、风华以及冻融剥蚀。

1.4 结构破坏

混凝土结构的桥梁在建设过程中的结构问题以及施工中没有及时的对发现问题进行处理都会使得后期的使用中桥梁结构出现变形、失稳问题，而随着桥梁使用年限的增加，该种问题会进一步加深，从而引发结构破坏，对安全性造成影响。

1.5 沉降破坏

该种病害一般都是由于地基不稳所致，由于地基均匀性差，从而导致桥梁地基的沉降程度不同，该种病害引发的结构破坏力较强，例如贯通裂缝的差生、滑动、下沉和开裂现象的发生。

2 桥梁病害机理分析

2.1 裂缝

当混凝土中拉应力大于其抗拉强度或拉应变大于其极限拉应变时，混凝土会产生裂缝。桥梁裂缝又主要有以下几种。

首先，超载裂缝。超载裂缝又可细分为：

①局压裂缝：当设计的混凝土抗压强度不够或超载使用时，在承压应力大的部位，由于出现局部拉应力，常常导致产生局压裂缝，甚至会局部压碎。特征：局压区出现大体与压力方向平行的多条短裂缝。

②弯曲裂缝：当受拉区拉应力超过混凝土抗拉强度时往往出现弯曲裂缝。特征：弯矩最大截面附近从受拉区边缘开始出现横向裂缝，逐渐向中和轴展；用螺纹筋时，裂缝间可见短向次裂缝。

其次，网裂。当混凝土出现纵横相交的不规则裂缝时，称为网裂或龟裂。主要有以下情况：

①混凝土搅拌、运输时间过长，使水分蒸发，引起混凝土浇筑时坍落度过低，使混凝土出现不规则的网状裂缝。

②混凝土初期养护时，由于浇水不足或不及时或遇大风天气施工，混凝土表面急骤干燥，出现塑性收缩状态，会在混凝土表面产生不规则裂缝，一般深度较浅。

再次，钢筋锈蚀引起的裂缝。混凝土中钢筋发生锈蚀后，其锈蚀产物的体积比原来膨胀2～4倍，从而对周围混凝土产生膨胀应力。当膨胀应力大于混凝土抗拉强度时，就会产生裂缝，这种裂缝称为钢锈裂缝。钢锈裂缝一般都为沿钢筋长度方向发展的顺筋裂缝。

2.2 混凝土碳化及钢筋锈蚀

混凝土碳化及钢筋锈蚀现象在桥梁中比较普遍，也比较严重。调查表明，当碳化深度接近或超过混凝土的保护层厚度时，混凝土内的钢筋已锈蚀。

2.3 剥蚀

根据不同的机理，剥蚀可分为冻融剥蚀、冲磨和空蚀、水质侵蚀、风化剥蚀等。

第一，冻融剥蚀是指在水饱和或潮湿状态下，由于温度正负变化，结构物的已硬化混凝土空隙水结冻膨胀，融解松弛，产生疲劳应力，造成混凝土由表及里逐渐剥蚀的破坏现象。冻融剥蚀破坏会使钢筋混凝土桥梁的墩台、梁板、桩等钢筋混凝土结构的有效截面积减小，并诱发钢筋锈蚀，加速老化过程，导致结构物的承载能力和稳定性下降。

第二，冲磨以及空蚀。冲磨一般具有较大的面积，并且是连续性的剥蚀；而空蚀则为局部性的，会在墩台上形成剥蚀坑，除此之外其他部位完好。无论是冲磨现象还是空蚀现象任其发展下去都会引发破坏力较大的大面积冲刷破坏，因此必须予以重视。

第三，水质剥蚀现象，主要有酸侵蚀、腐蚀性盐侵蚀以及碱侵蚀三种。

第四，风化剥蚀现象，作为桥梁病害中最常见的剥蚀现象，风化剥蚀由于大多数在表现，因此危害程度较小，属于轻微病害。

2.4 构造破坏

对于桥梁的结构破坏，出现问题最集中的部位主要是伸缩缝以及支座。在伸缩缝部位出现的破坏现象其特征主要为接缝不平和渗漏现象，这主要是由于涉及不当以及施工问题和材料的老化所致。而出现在支座部位的构造破坏则主要表现为支座的偏位、不稳，垫块的破碎以及功能丧失，主要原因也是由于施工、设计和材料问题导致。而这类病害还会引发其他病害的产生。

2.5 沉降破坏

由于地基的不均匀可以引发裂缝外，还会引起桥梁结构中翼墙以及锥坡的滑动下沉、开裂和倾斜，严重者会引起块石松动。

从结构上讲，作为交通运输的重要组成部分，桥梁的强度应当足以承受作用在结构上的负荷；此外，各个结构部件都应当具有相当的刚度，使得结构不会在受到荷载时发生变形以及挠曲；另外应当保证各个结构部件大小尺寸适合，只有合适的部件才能使得结构构件在受到轴向压力时不会产生屈曲，影响桥梁的稳定性。此外混凝土桥梁还应当具有较高的耐久度，能够达到标准要求的使用年限。

参考文献

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