钢筋混凝土桥梁病害及其防治方法

刘 波

（包头市城乡基本建设办公室 内蒙古包头市 014000）

钢筋混凝土桥梁病害及其防治方法

刘 波

（包头市城乡基本建设办公室 内蒙古包头市 014000）

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，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的病害和防治方法，为今后桥梁的设计施工提供有益的借鉴。

钢筋混凝土桥梁；病害；防治

在桥梁工程中，混凝土作为主要的建筑材料被广泛使用，它一直被认为是非常耐久的材料。近年来才逐渐发现它也会在一定的条件下被风化变质，丧失原有强度而过早损坏，影响其正常使用。

一、钢筋混凝土桥梁的病害

1.裂缝

（l）收缩裂缝。混凝土的自由收缩由于无约束的存在，不会产生应力，也不会引起混凝土的开裂，但若有约束的存在，非自由收缩产生的变形受到约束，产生应力，那一时刻应力一旦超过混凝土的极限应力就开裂了。而混凝土约束是无处不在的，如现浇混凝土对后浇混凝土的约束，水泥颗粒水化先后造成的约束，微观上水泥颗粒先水化的部分对后水化的部分提供约束，钢筋的约束，基岩、地基或己有结构建筑物对混凝土的约束，这种约束多造成混凝土内部无规则不贯通的微裂缝等。

（2）温度裂缝。钢筋混凝土结构随着温度变化将产生热胀冷缩变形，当这种温度产生的变形受到约束时，在混凝土内部就会产生拉应力，当此拉应力超过混凝土的抗拉强度极限值时，即会引起混凝土裂缝。温差是产生温度应力的主要原因，按裂缝产生的温差的原因的不同而分为两种裂缝：水化热裂缝和温度梯度裂缝，或者说截面上下温差裂缝和截面内外温差裂缝。

（3）膨胀裂缝。在混凝土结构的使用过程中，由于内部混凝土的化学物理作用，内部混凝土膨胀变形产生膨胀应力，当应力超过混凝土的抗拉强度时，混凝土产生膨胀裂缝。如混凝土碳化和氯离子侵蚀使钢筋锈蚀生成铁锈，铁锈体积膨胀产生的顺筋裂缝；碱集料反应、氯离子侵蚀的产物会膨胀导致裂缝；冻融循环破坏、集料膨胀等物理反应也会产生裂缝。

2.混凝土炭化

桥梁结构的破坏主要是钢筋的混凝土保护层碳化，碱性降低，混凝土出现裂缝，大气中的氧气和水深入混凝土中到达钢筋表面，并发生化学反应，引起体积膨胀，使混凝土的裂缝加大，最终引起保护层的开裂、剥落。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；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。另外，周围环境、温度等原因也会造成混凝土炭化，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。

3.钢筋锈蚀

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、废水等都可以引起钢筋锈蚀。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。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。

4.其他病害

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，支座破坏，主拱圈轴线下降，墩台基础损坏，桥面变形及破碎甚至脱落，防震荡块损坏，桥面破损等，这些病害不仅影响桥梁美观，也影响桥梁的使用。

二、病害的防治方法

1.裂缝的防治方法

在工程中裂缝修补的方法有很多，如提高混凝土的密实度、适当增加混凝土保护层的厚度等对裂缝进行处理，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。

（1）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。

（2）适当增加混凝土保护层的厚度，是防止混凝土被侵蚀的重要手段，可以延长有害物质到达钢筋的时间，延缓钢筋的腐蚀，使钢筋混凝土的有效寿命得到提高。

（3）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。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，使裂缝封闭。

2.混凝土炭化的防治方法

当钢筋混凝土桥梁处于恶劣环境时，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我修复。

3.钢筋锈蚀的防治方法

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。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。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。

三、结语

混凝土桥梁病害的发生，除前期设计施工问题外，后期的维护保养也很关键，所以要注重每一个阶段的工作质量，以提高钢筋混凝土桥梁的使用寿命。加强养护和维修。要积极做好养护工作，及时发现桥梁的病害，并分析其可能成因，在了解成因的基础上采用有效的维修措施，减轻或消除病害。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。

[1]王宏旭.高跃茹.周巍.桥梁病害之一桥梁伸缩缝问题[J].辽宁交通科技，2003.

[2]孟春明.桥梁伸缩缝病害预防措施[J].山西建筑，2002.

[3]肖玉辉.沈立宏.混凝土桥梁病害成因分析及对策研究[J].中外公路，2004.

[4]肖玉辉.沈立宏.混凝土桥梁病害成因分析及对策研究[J].中外公路，2004.

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