钢筋混凝土结构桥梁病害及处理

饶永进

摘要：随着社会的发展，桥梁的规模和数量都在不断的增加，但已运营的桥梁仍存在着很多桥梁病害，如桥梁渗水腐蚀、钢筋锈漏、混凝土开裂、支座脱腔等问题，这些病害都严重威胁到桥梁的正常使用。为此，我们更应该研究钢筋混凝土桥梁病害发生的原因和处理、防治措施，为今后桥梁的设计施工提供有益的借鉴。

关键词：钢筋混凝土结构桥梁、原因、病害、处理措措施。

一、产生病害的原因

1、桥梁裂缝产生的原因

裂缝分横向裂缝和纵向裂缝，桥梁的裂缝也有很多种，如主拱圈裂缝、主梁裂缝、墩台身裂缝、梁板裂缝等。一座桥梁从建成到使用，牵涉到设计、施工、监理、运营管理等各个方面，桥梁裂缝产生的原因也有很多种，如设计疏漏、施工低劣、监理不力、环境因素、荷载因素、温度变化、材料质量等均可能使混凝土桥梁出现裂缝。

2、伸缩缝损坏的原因

伸缩缝失效的原因也有很多种，主要原因有一下几种：

第一、由于设计不周引起的伸缩缝损坏，结构计算时荷载少算或部分漏算，结构受力假设与实际受力不符，内力与配筋计算错误，结构设计时与施工的脱节，设计与实际伸缩量不符，设计断面不足，钢筋设置偏少或布置错误，结构刚度不足等原因造成伸缩缝失效。

第二、由于施工差异引起的伸缩缝损坏，施工操作时，因操作不当引起伸缩缝处跳车，桥墩台施工及梁板预制尺寸误差，伸缩装置两侧水泥混凝土和沥青混凝土铺装层结合不好，伸缩装置锚固钢筋焊接的不够牢固，沥青摊铺前伸缩缝开槽处处理不好、平整度不够、强度不足等原因造成伸缩缝失效。

第三、还有其他很多因素，如选型不当、材料选用不当等原因引起的伸缩缝损坏。

3、混凝土炭化的原因

混凝土炭化有内在和外界两种因素：

造成混凝土炭化的内因是：不同的水泥，其矿物组成、混合材料、外加剂、化学成分等的不同，都直接影响着水泥活性和混凝土的碱度，对炭化速度有重要影响。如水泥中熟料越多，则混凝土的炭化速度越慢；外加剂一般均能减弱炭化速度；增加水泥的用量可以改变混凝土的和易性，提高混凝土的密实性，还可以增加他的碱性，这样可以减慢混凝土的炭化速度；减少水灰比，混凝土的孔隙率减少，密实度增加，渗透性减少，空气中的有害物质就不容易侵入混凝土体内，这样可以减少混凝土的炭化；集料品种和级配不同直接影响着混凝土的密实性，级配越好，材质越密实，其炭化的速度也越慢。

造成混凝土炭化的外因是：由于周围环境、温度等原因造成混凝土炭化，空气中的酸性气体二氧化碳与水泥石中的氢氧化钙等碱性物质发生中和反应，导致水泥石逐渐老化变质，混凝土的碱性降低，这是引起混凝土炭化的直接原因。温度的变化使混凝土疏松、剥落或产生裂缝，使得空气中的二氧化碳等有害物质侵入到混凝土内发生中和反应，引起混凝土炭化。

4、钢筋锈蚀的原因

钢筋锈蚀发生的原因由于和空气中容易引起锈蚀的介质接触，如潮湿的空气，土壤中的腐蚀性物质，工业中的废气、废水等等都可以引起钢筋锈蚀。

第一由于混凝土质量差、养护不当或保护层厚度不够以及在荷载作用下混凝土产生的裂缝，使得钢筋与空气中的有害物质接触，引起混凝土内部钢筋锈蚀。

第二混凝土保护层受二氧化碳侵蚀碳化至钢筋表面，使钢筋周围混凝土碱度降低，或由于氯化物介入，均可引起钢筋表面氧化膜破坏钢筋中铁离子与侵入到混凝土中的氧气和水分发生锈蚀反应，引起钢筋锈蚀。

5、其他影响因素

桥梁病害繁多，桥梁结构中其他常见的病害包括：桥梁铺装的破坏、桥梁空洞，桥梁渗水腐蚀、渗水钙化、剥落、露筋，挡块破损，支座破坏，主拱圈轴线下降，牛腿裂缝，墩台基础损坏，桥面变形及破碎甚至脱落，防震荡块损坏，桥面破损，栏杆断裂、变形，桥头跳车，这些病害不仅影响桥梁的美观，也影响桥梁的使用。

二、病害的处理措施

1、裂缝的处理措施

在工程中裂缝修补的方法有很多，如裂缝封闭法、增大面积法、涂抹环氧砂浆、钢板粘貼发、裂缝灌浆发等对裂缝进行处理，在对裂缝进行处理时，要考虑裂缝的大小，严重程度来选择不同的方法进行修补。

第一对于病害不严重的裂缝处理措施，应剔除松动的混凝土，采用适当的混凝土或砂浆进行修补，即环氧砂浆法。

第二对于侵蚀严重的裂缝处理措施，应考虑增大原来结构的尺寸，即增大截面法，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。还可以采用裂缝灌浆法，直接向裂缝处灌砂浆，使其裂缝封闭。

第三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。对于裂缝的防治应该改善结构材料的防水性能和提高密实度两个方面。

第四适当增加混凝土保护层的厚度，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。

2、伸缩缝的处理措施

伸缩缝的破坏根据破坏的类型不同、位置不同导致处理的措施也不同，对于伸缩缝破损、开裂，它的处治方法是直接更换橡胶条；伸缩缝锚固区出现病害，应凿除原有锚固区混凝土并进行修补；伸缩缝堵塞使得伸缩缝功能失效，应该及时清理填塞物。

伸缩缝为桥梁构造的一部分，其完好程度直接影响桥梁结构的质量及使用性能。因此伸缩缝应经常注意养护、经常检查，使其发挥正常的作用。出现破坏后，应及时进行必要的修补或更换。

3、混凝土炭化的处理措施

当处于恶劣环境下的钢筋混凝土桥梁时，在施工过程中应在混凝土表面增设防护层，采用渗透结晶型混凝土防水材料。其具有遇湿固化能力，不仅可以在混凝土表面形成一道防水屏障，而且其对混凝土的渗透性强，渗入混凝土中后，其活性物质可与混凝土中的物质进一步反应生成凝胶，堵塞已存在于混凝土中的空隙、裂缝及毛细孔，以增加基层混凝土的密实度，阻止了水和各种侵蚀性介质的渗入。当混凝土出现新的裂缝有水渗入时，在混凝土内部未反应的涂层颗粒还可与混凝土中的物质继续反应生成新的凝胶，对较小的裂缝可实现自身修复。

4、钢筋锈蚀的处理措施

第一对于侵蚀轻微的钢筋混凝土结构，在混凝土基面涂刷阻锈剂，通过渗透进入混凝土中，同时不妨碍混凝土的透气性及水分散发，保护混凝土中的钢筋，防止其进一步锈蚀。

第二对于侵蚀严重的钢筋混凝土结构，应该在剔除松动的混凝土后，检查钢筋的锈蚀情况，如钢筋只是表面锈蚀，应作除锈处理后，在钢筋表面涂刷阻锈剂，如果钢筋的有效面积明显减小，应该采用同型号的钢筋进行绑焊。在混凝土补强后，在结构表面再喷涂阻锈剂。

第三为了防治钢筋的锈蚀，在施工过程中我们可以对钢筋进行处理，涂刷阻锈剂，增加混凝土保护层厚度等方法隔绝于空气的接触，防止钢筋发生锈蚀。

三、结语

混凝土桥梁病害的发生，除环境因素外，大多数情况下是有害物质以结构中的裂缝或毛细孔为通道，以水或气体为载体，在结构中逐步扩散进行的。混凝土桥梁的病害处理措施应是针对结构裂缝或毛细孔道的处理，提高原结构的密实度和防水抗渗性能。位于环境恶劣地区的钢筋混凝土结构，除考虑结构刚度外，其设计混凝土桥梁不宜按允许裂缝出现的情况考虑。采用渗透结晶性防水材料作为结构表面的防护层较单纯防水材料更适合于耐久性要求。为提高结构耐久性和使用寿命，保证结构的使用安全性，应建立定期检测、维护和维修机制。

参考文献：

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