混凝土橋梁病害分析與解決措施
2010-12-01 來源：網絡
1、概述
橋梁是我國現代化建設的重要基礎設施，由于反復承受著車輪的磨損、沖擊，遭受暴雨、洪水、風沙、冰雪、日曬、凍融等自然因素的侵蝕破壞，特別是我國交通量和重型汽車的不斷增加，有些建筑材料的性質衰變，以及由于設計和施工留下的一些缺陷，必然造成道路橋梁使用功能和行車服務質量的日趨退化、不適應。在使用荷載及其它外界各種影響的長期作用下，如果不對結構上所出現的病害予以檢測、維修和加固，則結構上的這些初始缺陷加上結構的自然老化使得結構上的損傷不斷積累和發(fā)展，結構的功能不斷退化，由此極有可能導致結構在一定的使用期后將成為危橋而面臨損毀、垮塌的危險，這方面的實例已屢見不鮮，給國家和人民的生命財產造成了極大損失。
2、混凝土橋梁病害分析
2.1 常見病害
在筆者參與數十座橋梁的特殊檢測評估工作過程中，對常規(guī)橋梁的使用狀況和病害情況進行了系統(tǒng)的調查，總體來說，橋梁的常見病害有以下幾種：
1）梁、板及拱肋等部位構造裂縫和受力裂縫。構造裂縫的成因主要是環(huán)境溫差、施工養(yǎng)護不當等因素。受力裂縫則是由于結構剛度不夠、承載能力不足引起，這種裂縫對結構安全影響大，須謹慎對待。
2）梁體、墩臺等局部破損，漏筋及鋼筋銹蝕。
3）混凝土結構表面缺陷，如：蜂窩、麻面等。
4）伸縮縫破壞。此類破壞由車輛沖擊荷載反復作用而產生。
5）支座剪切變形、脫空。車輛制動力、梁體伸縮會引起支座剪切變形;結構自重不均衡、車輛偏載可導致支座脫空。
6）橋面鋪裝層磨損，橋面坑洼不平。
7）橋面排水口堵塞，井蓋破損。
8）墩、臺及基礎破壞，包括：墩、臺身水平、豎向和網狀裂縫，基礎不均勻沉降，基礎滑移、傾斜以及局部脫空等。
2.2 混凝土橋病害原因
混凝土橋產生病害的原因有很多種，綜合起來有以下幾個方面造成混凝土橋退化以及失效。
2.2.1 環(huán)境
環(huán)境因素是造成混凝土橋梁退化最主要的因素，混凝土橋暴露于各種環(huán)境中，時間長了，就會導致整體強度的下降。強度損失的程度取決于環(huán)境以及混凝土橋梁本身的性質?；瘜W物質（比如氯離子、硫酸鹽、二氧化碳）、水分以及極端溫度的循環(huán)是影響混凝土橋梁強度的最主要的環(huán)境因素。
越來越多的混凝土橋由于受到環(huán)境影響而遭到破壞，根據報道，許多橋梁的倒塌是由于強度退化造成的，而這種退化是由于環(huán)境因素造成的。環(huán)境因素方面橋梁退化的機理有硫酸鹽侵蝕、堿硅反應、凍融循環(huán)破壞以及腐蝕等，而腐蝕是最普遍的破壞機理。
2.2.2 設計
設計標準低，隨著交通事業(yè)的發(fā)展，舊有橋梁的荷載標準遠遠不能滿足當前汽車荷載標準的要求。
采用不同的橋梁結構，不同的截面形式以及跨徑比例等，都會對橋梁的健康狀況有較大的影響。
設計不完善，比如構造鋼筋不夠、截面強度儲備不夠等。
在橋梁設計過程中，由于各種系數的取值問題，未充分考慮開裂混凝土徐變、收縮及溫度應力的影響，設計安全系數不恰當等。
2.2.3 施工
施工不當會造成大量混凝土表層缺陷，比如蜂窩、露筋、麻面、空洞等現象。比如混凝土灌注時，沒有充分的振搗，就會發(fā)生蜂窩現象;灌注時，若保護層處混凝土漏振或者振搗不實，則會發(fā)生露筋;施工時采用模板表面不光滑，模板濕潤又不夠，致使構件表面混凝土內的水分被吸去，產生麻面;鋼筋布置過密，施工時混凝土被卡住，嚴重漏漿都會產生空洞。
2.2.4 使用
現有公路上的橋梁荷載能力已不能滿足當前車輛荷載的要求，有些橋梁由于年久失修，對設立標志不重視，致使原設計中未考慮的超重車輛通過，造成超載，由此導致橋梁出現病害。
結構受意外撞擊，沖擊和沉重的集中荷載可能造成可見裂縫和細微裂縫，造成局部腐蝕。
2.2.5 養(yǎng)護
養(yǎng)護維修及加固措施不當。有些橋梁的技術缺陷是由于養(yǎng)護維修不恰當引起的。比如橋面維修增加過大的恒載，致使橋梁負擔加重;橋面排水處理不當，橋面滲水；又如支座維修不當，約束了承重結構的變形等。有些橋梁則是加固不當引起的。比如加固施加的預應力大小或者位置不恰當，引起結構的二次病害；又如結構體系改變不合理，致使結構的關鍵部位應力超限等。
2.2.6 材料
混凝土、鋼筋等材料的質量問題是導致橋梁結構缺陷的內在因素。往往這幾種原因共同作用，導致橋梁發(fā)生嚴重退化和破壞。
3、橋梁補強加固方法
橋梁補強加固的常用方法如下：
1）增大截面加固法。該方法通過增大原構件截面面積并增配鋼筋等方式提高結構的承載能力和剛度，適用于鋼筋混凝土和預應力混凝土受彎構件、鋼筋混凝土受壓構件的補強加固。
2）粘貼鋼板加固法。該方法采用結構膠私劑粘貼鋼板或型鋼的方式提高結構承載能力。
3）粘貼纖維復合材料加固法。該方法采用結構膠戮劑粘貼纖維復合材料的方式提高結構承載能力，適用于鋼筋混凝土受彎、受拉和受壓構件的補強加固。
4）體外預應力加固法。該方法通過增設體外預應力索的方式施加體外預應力，使原結構、構件的受力狀況得到改善和調整。
5）改變結構體系加固法。該方法通過改變結構體系，使原結構、構件的受力得到改善和調整，以降低控制截面內力，提高結構整體承載能力。
6）混凝土表面缺陷修復。利用樹脂膠、環(huán)氧砂漿等對表面缺陷部位進行封閉、灌注、壓注，以防止鋼筋銹蝕、混凝土老化，增強結構耐久性。
7）植筋處理。使用專用的結構膠赫劑將帶肋鋼筋或螺桿錨固于結構基材中，以提高結構承載能力。
