桥梁常见病害及成因分析(2)

③剥蚀

剥蚀是根据混凝土的外观破坏形态，对混凝土桥梁结构表面混凝土发生蜂窝麻面、露石、酥松起皮、和剥落等病害的统称。根据形成机理的不同可分为冻融剥蚀、冲磨和空蚀、水质侵蚀、风化剥蚀等。

④结构产生过大变形或沉降

在钢筋混凝土桥梁中，由于结构的关键部位构造不合理、施工中存在问题或年代久远等而引起的结构的沉降、失稳、变形过大等病害已在一定程度上影响了桥梁的安全运行。

⑤墩台、基础病害。

墩台是桥梁的重要组成部分，关系到桥跨结构在平面和高程上的位置，并将荷载传递给基础。墩台的承载力和稳定性在很大程度上决定了桥梁的耐久性。墩台的承载能力不足，或出现下沉、倾斜、位移及转动等病害时会引起上部结构的损坏。河床冲刷与腐蚀会对桥梁的基础造成不良的影响，导致基础产生风化、剥落钢筋、淘空等病害，影响桥梁的安全通行。

3、影响桥梁承载力的病害;

①设计荷载等级偏低

受当时经济、技术等方面因素的制约，相当一部分在役老桥荷载等级偏低，改造难度较大，以至于同一条路线中的不同桥梁的设计荷载等级不同。部分桥梁设计标准偏低、承载能力不足，成为提高路线等级的瓶颈。

②质量偏低，承载能力下降

一些公路旧桥质量偏低，除了设计原因外，施工不当造成的病害问题较突出，尤其是混凝土质量较低。主要体现在：一是混凝土强度等级偏低，基础通常是15#混凝土，桥跨结构大量采用20#或25#混凝土;混凝土中水泥用量偏少，在经过多年使用后，混凝土腐蚀、碳化，强度明显偏低。二是施工质量控制不严，质量不过关，构件病害情况严重，结构尺寸偏差大，导致承载力不足。

4、影响桥梁正常使用的病害;

①支座病害

支座病害是指支座出现老化、破裂、错位、倾斜、脱空等导致其功能出现缺陷的现象。严重时会导致梁端支撑不稳，垫石压碎等不良后果

②伸缩缝病害

伸缩缝主要病害包括脱落、渗漏、不平跳车、严重缺损等情况。

③排水系统病害

排水系统病害主要是指桥上的纵横坡、泄水孔、泄水管等的病害，包括坡度不适、积水、堵塞、排水沟损坏等情况。

④其他影响桥梁正常使用的病害。

二、公路桥梁常见病害成因的宏观分析

桥梁病害多种多样，病害的产生不仅与桥梁自身的强度、刚度、稳定性有关，还与桥梁的外界环境有关。不同病害对桥梁的承载能力影响也不同，有些病害会影响桥梁的通过性(如行车速度、行车舒适性等)，有些严重病害会危及桥梁的结构安全，甚至导致桥梁坍塌等重大事故。分析病害产生的原因是研究制定防治措施的必要步骤。引起桥梁病害的原因是多方面的，主要有设计原因、施工原因以及外界原因，见图1。

图1 桥梁病害成因分析图

普通钢筋混凝土及预应力混凝土是桥梁结构中常用的材料，在建造和运营过程中可能产生裂缝、混凝土碳化、剥蚀、钢筋锈蚀等病害。它们的危害程度与病害的类型、发展性质、及出现的部位有关，有时对结构的承载能力及耐久性影响较大。下面对几种常见病害的成因做出分析。

1、裂缝

裂缝是钢筋混凝土桥梁中最为常见的病害之一，大多数钢筋混凝土桥梁是带裂缝工作的。实践表明，混凝土结构的多数病害是由裂缝的出现开始的，裂缝是反映混凝土结构健康状况的晴雨表。所以，对混凝土结构病害的成因进行分析，首先应从对裂缝成因的分析入手。

2、混凝土碳化及钢筋锈蚀

混凝土碳化及钢筋锈蚀是桥梁常见病害，调查表明，当碳化深度接近或达到混凝土的保护层厚度后，外层钢筋会逐渐锈蚀。混凝土碳化的过程就是混凝土中氢氧化钙与渗透进混凝土的酸性气体发生化学反应的过程。某种程度上说，碳化的实质就是混凝土的中性化。混凝土碳化一方面会堵塞混凝土中的凝胶孔隙和部分毛细管，提高混凝土的密实性及强度;另一方面，碳化过程会降低混凝土孔隙中液体的PH值，一旦碳化到达钢筋表面，钢筋就会产生锈蚀。混凝土的碳化速度取决于酸性气体的扩散速度及酸性气体与氢氧化钙的反应速度，一般说来，水泥用量越大、标号越高，碳化速度越低。因此，在混凝土材料的选择上应注意这方面因素。

3、剥蚀

混凝土是由水泥砂浆和粗骨料组成的含毛细孔复合材料，混凝土在浇筑时必须具有一定和易性，因此加入的拌合水总要多于水泥水化所需要的水，这部分多余的水便以游离水的形式存在于混凝土中，形成占有一定体积的连通毛细孔，这些毛细孔就是结构遭受冻害的原因。当温度在零度上下变化时，这些孔隙水就会反复的结冰溶解，产生疲劳应力，造成混凝土由表及里的剥蚀现象。桥梁下部墩台在携带泥沙等杂质的高速水流冲磨作用下也会产生剥蚀现象。如果水中含有较多的化学物质(污染较重流域)，墩台基础还会受到化学介质的侵蚀，比如硫酸盐侵蚀、酸碱侵蚀等，这些侵蚀都会不同程度的造成下部混凝土结构的剥蚀病害。

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