鋼筋混凝土結構橋梁病害及處理

饒永進

摘要：隨著社會的發展，橋梁的規模和數量都在不斷的增加，但已運營的橋梁仍存在著很多橋梁病害，如橋梁滲水腐蝕、鋼筋銹漏、混凝土開裂、支座脫腔等問題，這些病害都嚴重威脅到橋梁的正常使用。為此，我們更應該研究鋼筋混凝土橋梁病害發生的原因和處理、防治措施，為今后橋梁的設計施工提供有益的借鑒。

關鍵詞：鋼筋混凝土結構橋梁、原因、病害、處理措措施。

一、產生病害的原因

1、橋梁裂縫產生的原因

裂縫分橫向裂縫和縱向裂縫，橋梁的裂縫也有很多種，如主拱圈裂縫、主梁裂縫、墩臺身裂縫、梁板裂縫等。一座橋梁從建成到使用，牽涉到設計、施工、監理、運營管理等各個方面，橋梁裂縫產生的原因也有很多種，如設計疏漏、施工低劣、監理不力、環境因素、荷載因素、溫度變化、材料質量等均可能使混凝土橋梁出現裂縫。

2、伸縮縫損壞的原因

伸縮縫失效的原因也有很多種，主要原因有一下幾種：

第一、由于設計不周引起的伸縮縫損壞，結構計算時荷載少算或部分漏算，結構受力假設與實際受力不符，內力與配筋計算錯誤，結構設計時與施工的脫節，設計與實際伸縮量不符，設計斷面不足，鋼筋設置偏少或布置錯誤，結構剛度不足等原因造成伸縮縫失效。

第二、由于施工差異引起的伸縮縫損壞，施工操作時，因操作不當引起伸縮縫處跳車，橋墩臺施工及梁板預制尺寸誤差，伸縮裝置兩側水泥混凝土和瀝青混凝土鋪裝層結合不好，伸縮裝置錨固鋼筋焊接的不夠牢固，瀝青攤鋪前伸縮縫開槽處處理不好、平整度不夠、強度不足等原因造成伸縮縫失效。

第三、還有其他很多因素，如選型不當、材料選用不當等原因引起的伸縮縫損壞。

3、混凝土炭化的原因

混凝土炭化有內在和外界兩種因素：

造成混凝土炭化的內因是：不同的水泥，其礦物組成、混合材料、外加劑、化學成分等的不同，都直接影響著水泥活性和混凝土的堿度，對炭化速度有重要影響。如水泥中熟料越多，則混凝土的炭化速度越慢；外加劑一般均能減弱炭化速度；增加水泥的用量可以改變混凝土的和易性，提高混凝土的密實性，還可以增加他的堿性，這樣可以減慢混凝土的炭化速度；減少水灰比，混凝土的孔隙率減少，密實度增加，滲透性減少，空氣中的有害物質就不容易侵入混凝土體內，這樣可以減少混凝土的炭化；集料品種和級配不同直接影響著混凝土的密實性，級配越好，材質越密實，其炭化的速度也越慢。

造成混凝土炭化的外因是：由于周圍環境、溫度等原因造成混凝土炭化，空氣中的酸性氣體二氧化碳與水泥石中的氫氧化鈣等堿性物質發生中和反應，導致水泥石逐漸老化變質，混凝土的堿性降低，這是引起混凝土炭化的直接原因。溫度的變化使混凝土疏松、剝落或產生裂縫，使得空氣中的二氧化碳等有害物質侵入到混凝土內發生中和反應，引起混凝土炭化。

4、鋼筋銹蝕的原因

鋼筋銹蝕發生的原因由于和空氣中容易引起銹蝕的介質接觸，如潮濕的空氣，土壤中的腐蝕性物質，工業中的廢氣、廢水等等都可以引起鋼筋銹蝕。

第一由于混凝土質量差、養護不當或保護層厚度不夠以及在荷載作用下混凝土產生的裂縫，使得鋼筋與空氣中的有害物質接觸，引起混凝土內部鋼筋銹蝕。

第二混凝土保護層受二氧化碳侵蝕碳化至鋼筋表面，使鋼筋周圍混凝土堿度降低，或由于氯化物介入，均可引起鋼筋表面氧化膜破壞鋼筋中鐵離子與侵入到混凝土中的氧氣和水分發生銹蝕反應，引起鋼筋銹蝕。

5、其他影響因素

橋梁病害繁多，橋梁結構中其他常見的病害包括：橋梁鋪裝的破壞、橋梁空洞，橋梁滲水腐蝕、滲水鈣化、剝落、露筋，擋塊破損，支座破壞，主拱圈軸線下降，牛腿裂縫，墩臺基礎損壞，橋面變形及破碎甚至脫落，防震蕩塊損壞，橋面破損，欄桿斷裂、變形，橋頭跳車，這些病害不僅影響橋梁的美觀，也影響橋梁的使用。

二、病害的處理措施

1、裂縫的處理措施

在工程中裂縫修補的方法有很多，如裂縫封閉法、增大面積法、涂抹環氧砂漿、鋼板粘貼發、裂縫灌漿發等對裂縫進行處理，在對裂縫進行處理時，要考慮裂縫的大小，嚴重程度來選擇不同的方法進行修補。

第一對于病害不嚴重的裂縫處理措施，應剔除松動的混凝土，采用適當的混凝土或砂漿進行修補，即環氧砂漿法。

第二對于侵蝕嚴重的裂縫處理措施，應考慮增大原來結構的尺寸，即增大截面法，降低混凝土表面的拉應力，抑制裂縫的發生，增強結構的承載能力。還可以采用裂縫灌漿法，直接向裂縫處灌砂漿，使其裂縫封閉。

第三提高混凝土的密實度。一般病害的發生是以水為載體，通過裂縫或孔道到達混凝土內部和鋼筋位置，而且裂縫越大，侵蝕的速度就越快，實驗表明，橋梁結構要達到百年的使用壽命，裂縫寬度必須控制。對于裂縫的防治應該改善結構材料的防水性能和提高密實度兩個方面。

第四適當增加混凝土保護層的厚度，是一條防止混凝土被侵蝕的重要手段，可以將延長有害物質到達鋼筋的時間，延緩了鋼筋的腐蝕，使鋼筋混凝土的有效壽命得到提高。

2、伸縮縫的處理措施

伸縮縫的破壞根據破壞的類型不同、位置不同導致處理的措施也不同，對于伸縮縫破損、開裂，它的處治方法是直接更換橡膠條；伸縮縫錨固區出現病害，應鑿除原有錨固區混凝土并進行修補；伸縮縫堵塞使得伸縮縫功能失效，應該及時清理填塞物。

伸縮縫為橋梁構造的一部分，其完好程度直接影響橋梁結構的質量及使用性能。因此伸縮縫應經常注意養護、經常檢查，使其發揮正常的作用。出現破壞后，應及時進行必要的修補或更換。

3、混凝土炭化的處理措施

當處于惡劣環境下的鋼筋混凝土橋梁時，在施工過程中應在混凝土表面增設防護層，采用滲透結晶型混凝土防水材料。其具有遇濕固化能力，不僅可以在混凝土表面形成一道防水屏障，而且其對混凝土的滲透性強，滲入混凝土中后，其活性物質可與混凝土中的物質進一步反應生成凝膠，堵塞已存在于混凝土中的空隙、裂縫及毛細孔，以增加基層混凝土的密實度，阻止了水和各種侵蝕性介質的滲入。當混凝土出現新的裂縫有水滲入時，在混凝土內部未反應的涂層顆粒還可與混凝土中的物質繼續反應生成新的凝膠，對較小的裂縫可實現自身修復。

4、鋼筋銹蝕的處理措施

第一對于侵蝕輕微的鋼筋混凝土結構，在混凝土基面涂刷阻銹劑，通過滲透進入混凝土中，同時不妨礙混凝土的透氣性及水分散發，保護混凝土中的鋼筋，防止其進一步銹蝕。

第二對于侵蝕嚴重的鋼筋混凝土結構，應該在剔除松動的混凝土后，檢查鋼筋的銹蝕情況，如鋼筋只是表面銹蝕，應作除銹處理后，在鋼筋表面涂刷阻銹劑，如果鋼筋的有效面積明顯減小，應該采用同型號的鋼筋進行綁焊。在混凝土補強后，在結構表面再噴涂阻銹劑。

第三為了防治鋼筋的銹蝕，在施工過程中我們可以對鋼筋進行處理，涂刷阻銹劑，增加混凝土保護層厚度等方法隔絕于空氣的接觸，防止鋼筋發生銹蝕。

三、結語

混凝土橋梁病害的發生，除環境因素外，大多數情況下是有害物質以結構中的裂縫或毛細孔為通道，以水或氣體為載體，在結構中逐步擴散進行的?；炷翗蛄旱牟『μ幚泶胧轻槍Y構裂縫或毛細孔道的處理，提高原結構的密實度和防水抗滲性能。位于環境惡劣地區的鋼筋混凝土結構，除考慮結構剛度外，其設計混凝土橋梁不宜按允許裂縫出現的情況考慮。采用滲透結晶性防水材料作為結構表面的防護層較單純防水材料更適合于耐久性要求。為提高結構耐久性和使用壽命，保證結構的使用安全性，應建立定期檢測、維護和維修機制。

參考文獻：

[1]王宏旭.高躍茹.周巍.橋梁病害之一橋梁伸縮縫問題[J].遼寧交通科技，2003.

[2]孟春明.橋梁伸縮縫病害預防措施[J].山西建筑，2002.

[3]肖玉輝.沈立宏.混凝土橋梁病害成因分析及對策研究[J].中外公路，2004.