混凝土桥梁病害分析与解决措施

1、概述

　　桥梁是我国现代化建设的重要基础设施，由于反复承受着车轮的磨损、冲击，遭受暴雨、洪水、风沙、冰雪、日晒、冻融等自然因素的侵蚀破坏，特别是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。

　　2、混凝土桥梁病害分析

　　2.1 常见病害

　　在笔者参与数十座桥梁的特殊检测评估工作过程中，对常规桥梁的使用状况和病害情况进行了系统的调查，总体来说，桥梁的常见病害有以下几种：

　　1）梁、板及拱肋等部位构造裂缝和受力裂缝。构造裂缝的成因主要是环境温差、施工养护不当等因素。受力裂缝则是由于结构刚度不够、承载能力不足引起，这种裂缝对结构安全影响大，须谨慎对待。

　　2）梁体、墩台等局部破损，漏筋及钢筋锈蚀。

　　3）混凝土结构表面缺陷，如：蜂窝、麻面等。

　　4）伸缩缝破坏。此类破坏由车辆冲击荷载反复作用而产生。

　　5）支座剪切变形、脱空。车辆制动力、梁体伸缩会引起支座剪切变形;结构自重不均衡、车辆偏载可导致支座脱空。

　　6）桥面铺装层磨损，桥面坑洼不平。

　　7）桥面排水口堵塞，井盖破损。

　　8）墩、台及基础破坏，包括：墩、台身水平、竖向和网状裂缝，基础不均匀沉降，基础滑移、倾斜以及局部脱空等。

　　2.2 混凝土桥病害原因

　　混凝土桥产生病害的原因有很多种，综合起来有以下几个方面造成混凝土桥退化以及失效。

　　2.2.1 环境

　　环境因素是造成混凝土桥梁退化最主要的因素，混凝土桥暴露于各种环境中，时间长了，就会导致整体强度的下降。强度损失的程度取决于环境以及混凝土桥梁本身的性质。化学物质（比如氯离子、硫酸盐、二氧化碳）、水分以及极端温度的循环是影响混凝土桥梁强度的最主要的环境因素。

　　越来越多的混凝土桥由于受到环境影响而遭到破坏，根据报道，许多桥梁的倒塌是由于强度退化造成的，而这种退化是由于环境因素造成的。环境因素方面桥梁退化的机理有硫酸盐侵蚀、碱硅反应、冻融循环破坏以及腐蚀等，而腐蚀是最普遍的破坏机理。

　　2.2.2 设计

　　设计标准低，随着交通事业的发展，旧有桥梁的荷载标准远远不能满足当前汽车荷载标准的要求。

　　采用不同的桥梁结构，不同的截面形式以及跨径比例等，都会对桥梁的健康状况有较大的影响。

　　设计不完善，比如构造钢筋不够、截面强度储备不够等。

　　在桥梁设计过程中，由于各种系数的取值问题，未充分考虑开裂混凝土徐变、收缩及温度应力的影响，设计安全系数不恰当等。

　　2.2.3 施工

　　施工不当会造成大量混凝土表层缺陷，比如蜂窝、露筋、麻面、空洞等现象。比如混凝土灌注时，没有充分的振捣，就会发生蜂窝现象;灌注时，若保护层处混凝土漏振或者振捣不实，则会发生露筋;施工时采用模板表面不光滑，模板湿润又不够，致使构件表面混凝土内的水分被吸去，产生麻面;钢筋布置过密，施工时混凝土被卡住，严重漏浆都会产生空洞。

　　2.2.4 使用

　　现有公路上的桥梁荷载能力已不能满足当前车辆荷载的要求，有些桥梁由于年久失修，对设立标志不重视，致使原设计中未考虑的超重车辆通过，造成超载，由此导致桥梁出现病害。

　　结构受意外撞击，冲击和沉重的集中荷载可能造成可见裂缝和细微裂缝，造成局部腐蚀。

　　2.2.5 养护

　　养护维修及加固措施不当。有些桥梁的技术缺陷是由于养护维修不恰当引起的。比如桥面维修增加过大的恒载，致使桥梁负担加重;桥面排水处理不当，桥面渗水；又如支座维修不当，约束了承重结构的变形等。有些桥梁则是加固不当引起的。比如加固施加的预应力大小或者位置不恰当，引起结构的二次病害；又如结构体系改变不合理，致使结构的关键部位应力超限等。

　　2.2.6 材料

　　混凝土、钢筋等材料的质量问题是导致桥梁结构缺陷的内在因素。往往这几种原因共同作用，导致桥梁发生严重退化和破坏。

　　3、桥梁补强加固方法

　　桥梁补强加固的常用方法如下：

　　1）增大截面加固法。该方法通过增大原构件截面面积并增配钢筋等方式提高结构的承载能力和刚度，适用于钢筋混凝土和预应力混凝土受弯构件、钢筋混凝土受压构件的补强加固。

　　2）粘贴钢板加固法。该方法采用结构胶私剂粘贴钢板或型钢的方式提高结构承载能力。

　　3）粘贴纤维复合材料加固法。该方法采用结构胶戮剂粘贴纤维复合材料的方式提高结构承载能力，适用于钢筋混凝土受弯、受拉和受压构件的补强加固。

　　4）体外预应力加固法。该方法通过增设体外预应力索的方式施加体外预应力，使原结构、构件的受力状况得到改善和调整。

　　5）改变结构体系加固法。该方法通过改变结构体系，使原结构、构件的受力得到改善和调整，以降低控制截面内力，提高结构整体承载能力。

　　6）混凝土表面缺陷修复。利用树脂胶、环氧砂浆等对表面缺陷部位进行封闭、灌注、压注，以防止钢筋锈蚀、混凝土老化，增强结构耐久性。

　　7）植筋处理。使用专用的结构胶赫剂将带肋钢筋或螺杆锚固于结构基材中，以提高结构承载能力。