中小跨径混凝土桥梁常见病害及处理措施

2014-04-07朱建朝杨海挺姜平忠

山西建筑 2014年17期

朱建朝杨海挺姜平忠

(宁波市交通建设工程试验检测中心有限公司，浙江宁波 315000)

近年来，我国经济快速发展，公路运输对于我国交通运输的作用越发重要。在混凝土桥梁的使用过程中，由于公路交通的流量持续增长，以及部分钢筋混凝土结构的磨损等种种原因都导致了一些混凝土桥梁逐渐出现各种病害，这严重影响公路混凝土桥梁功能的使用，也使行车的舒适性较大幅度的降低，甚至会酿成严重的交通事故。因此，为了保证桥梁安全，需要我们加大对公路中小跨径混凝土桥梁病害预防和检测工作，对于存在安全隐患的桥梁要采取合理措施维修加固，确保其稳定安全，进而保证我国公路运输事业的安全畅通。

1 中小跨径混凝土桥梁的常见病害

1)混凝土的开裂。混凝土开裂是中小跨径混凝土桥梁常见病害中较为常见的一种。这种病害危害严重，一旦混凝土开裂，将会影响到混凝土桥梁的整体承载能力，并且也将严重影响到桥梁的使用寿命。在桥梁的混凝土结构开裂以后，对内部钢筋结构的隔离和保护作用大大降低，外部的空气和水分与混凝土结构内部的钢筋接触以后，会造成钢筋的腐蚀。混凝土桥梁的开裂有很多种形式，开裂的位置则主要集中在桥梁的腹板和底板位置。

2)混凝土的脱落。在桥梁的混凝土结构中，经常会出现混凝土的剥离现象，这也就是我们所说的混凝土脱落，主要病害形式有酥松起皮、蜂窝麻面、露骨等。当混凝土出现脱落病害后，会使桥梁的有效截面积减小，从而对混凝土结构的有效承载力造成不利影响，外部侵蚀性物质也会通过脱落处进入，对桥梁混凝土结构的内部造成侵蚀，使混凝土结构整体遭到破坏。

3)钢筋的锈蚀。在桥梁的混凝土结构中，钢筋是其内部最为重要的受力材料之一，钢筋的强度和质量直接影响着混凝土结构的承载能力。一旦内部的钢筋发生锈蚀现象，一方面，不能充分发挥其弯矩受力的作用;另一方面，由于生锈体积膨胀，会使混凝土结构的内部膨胀，达到一定程度后就会促使混凝土结构开裂，最终可能造成桥梁混凝土结构被严重破坏。

4)橡胶支座的损坏。目前的桥梁施工中，桥梁混凝土结构中主要使用的是板式橡胶支座和盆式橡胶支座等。由于使用的是橡胶材料，随着使用年限的增加，橡胶支座会逐渐出现老化、变形、失效，以及脱落等各式各样的病害，这些现象都可能会造成混凝土上部荷载的变化和变形传递的失效。

2 各类病害的成因分析

2.1 混凝土开裂与脱落病害的成因

混凝土的开裂与脱落主要由两个原因造成:1)交通流量不断增大，车辆荷载的反复作用，容易使桥面以及桥体的混凝土结构出现磨损、开裂、脱落等现象;2)冻融现象，这一现象也是造成桥梁混凝土结构开裂和脱落、影响中小跨径混凝土桥梁承载能力重要原因之一。寒冷地区，由于受到天气的影响，经常出现冻融现象，长期作用下来就很容易使混凝土结构出现裂缝和脱落。有时一些加固处理的桥梁，新旧混凝土不能很好的结合，本身就容易产生一些裂缝，而冻融现象正好又加剧了这一现象。造成冻融现象的原因主要是自然因素，同时也是由于桥梁本身混凝土结构的质量不高，内部排水结构不完善。对于温暖潮湿的南方地区，混凝土长期处于高温天气下，容易出现一定程度的体积膨胀，加上车辆的压力，也容易使混凝土出现开裂现象。

2.2 钢筋锈蚀病害的成因

混凝土桥梁的钢筋锈蚀主要是由于钢筋发生了化学反应。在钢筋的表面都有一层致密的氧化膜，这层氧化膜能够在一定程度上保护钢筋免受锈蚀。而混凝土的“碳化”现象，或者混凝土中含有过高的氯离子都会造成混凝土pH值的下降，会使混凝土长期处于弱酸性环境中，虽然没有明显的反应，但是长期下来，附着在钢筋表面的氧化膜会逐渐出现腐蚀现象。而氧化膜的破坏是钢筋发生锈蚀现象的直接原因。

2.3 桥梁设计、施工以及维护不当造成的病害成因

在中小跨径混凝土桥梁的设计阶段，可能会出现桥梁截面尺寸设置的不合理和配筋率达不到要求等现象;在桥梁的施工阶段，可能出现施工材料质量差、施工技术和工艺不够合理等现象;在使用和维护的过程中，可能出现维护管理措施失利、没有及时做到裂缝封闭，以及对于预应力构件的维护不足等现象。这些设计或者施工操作的不当都有可能造成中小跨径混凝土桥梁病害的产生和加剧。

3 中小跨径混凝土桥梁主要病害的处理措施

3.1 混凝土的开裂和脱落的处理

处理桥梁混凝土结构的开裂问题主要是要提高混凝土的密实性能，这也是我们封闭裂缝的一个有效措施。我们要努力提高混凝土的密实性，把混凝土裂缝的宽度保持在0.15 mm以内，这样可以有效避免混凝土受到外界空气和水分影响。如果混凝土结构出现裂缝，使用的补救方式应该是压力注浆、表面封闭，以及在裂缝处粘贴碳纤维等。为了提高桥梁混凝土的密实性能，可以利用渗透性结晶材料来渗入混凝土结构中的各种贯通毛细孔内部。

桥梁混凝土结构出现脱落现象，就必须及时采取措施进行补救。可以先将即将脱落的混凝土移除，随后再使用混凝土或砂浆等其他材料补足。为了保证脱落处的补救效果，必须采用高粘结力、高膨胀系数的混凝土或砂浆，使其具有足够的变形强度、较高的抗渗性以及密实性。

3.2 钢筋锈蚀的处理

如果钢筋的锈蚀程度不严重，我们可以在桥梁混凝土结构的表面涂一层阻锈剂，使阻锈剂逐渐渗透进入混凝土中，从而能够避免桥梁结构中的钢筋继续锈蚀。如果钢筋结构锈蚀严重，首先移除附着在钢筋上松动的混凝土，随后在腐蚀钢筋处焊接相同型号的钢筋，并且在其表面涂刷阻锈剂，最后，处理完腐蚀钢筋后，要使用混凝土或砂浆对缺口封闭，确保万无一失。