橋梁病害種類
2011-08-02
混凝土結構的病害表現形式多種多樣，引起病害的原因錯綜復雜，從引起病害的原因來分析，可以將其劃分為兩大類：
1．1 由環(huán)境作用引起的混凝土結構破壞與損傷由于混凝土的缺陷（例如裂痕、孔道、氣泡、小孔等），環(huán)境中的水及侵蝕性介質就可能滲入混凝土內部，與混凝土中某些成分發(fā)生化學、物理反應，引起混凝土損傷，從而影響結構的受力性能和耐久性。
1．1．1 混凝土的碳化
混凝土的碳化是指混凝土中NaOH與滲透進混凝土中的CO，或其它酸性氣體發(fā)生化學反應的過程。一般情況下混凝土呈堿性，在鋼筋表面形成堿性薄膜，保護鋼筋免遭酸性介質的侵蝕，起到了“鈍化”保護作用。碳化的實質是混凝土的中性化，使混凝土的堿性降低，鈍化膜破壞，在水分和其它有害介質侵入的情況下，鋼筋就會發(fā)生銹蝕。
1．1．2 氯離子的侵蝕
氯離子對混凝土的侵蝕是氯離子從外界環(huán)境侵入進已硬化的混凝土造成的。海水是氯離子的主要
來源，另外北方寒冷地區(qū)冬季道路、橋面撒鹽化雪除冰都有可能使氯離子滲入混凝土中。氯離子對混凝土的侵蝕屬于化學侵蝕，對結構的危害是多方面的，最終表現還是為鋼筋的銹蝕。
1．1．3 堿一骨料反應
堿一骨料反應一般指水泥中的堿和骨料中的活性硅發(fā)生反應，生成堿一硅酸鹽凝膠，并吸水產生膨
脹壓力，造成混凝土開裂。堿一骨料反應引起的混凝土結構破壞程度，比其他耐久性破壞發(fā)展更快，后果更為嚴重。堿一骨料反應一旦發(fā)生，很難加以控制，般不到2 a就會使結構出現明顯開裂，所以有時也稱堿骨料反應是混凝土結構的“癌癥”。堿．骨料反應破壞的最重要特征之一是混凝土表面開裂，裂縫的形態(tài)與結構中鋼筋形成的限制和約束狀態(tài)有關：鋼筋限制、約束力強的混凝土形成順筋裂縫；鋼筋限制約束作用弱的混凝土形成網狀或地圖狀裂縫，在裂縫處有白色凝膠物滲出。
堿 骨料反應裂縫與其他原因裂縫的主要區(qū)別是：
1）堿-骨料反應引起混凝土局部膨脹，裂縫的兩個邊緣出現不平；是堿一骨料反應裂縫的特有現象。
2）堿一骨料反應與環(huán)境濕度有關，在同一工程中潮濕部位出現裂縫，而干燥部位卻安然無恙，是堿一骨料反應裂縫區(qū)別與其他原因裂縫的外觀特征差別之一。
3）從裂縫出現的時問來判斷，堿．骨料反應裂縫出現的時問較晚，多在施工后5～10 a內出現，而混凝土收縮裂縫出現的時間較早，一般在施工后若干天內出現。
1．1．4 凍融循環(huán)破壞
滲入混凝土中的水在低溫下結冰膨脹，從內部破壞混凝土的微觀結構。經多次凍融循環(huán)后，損傷積累將使混凝土剝落，強度降低。凍融循環(huán)破壞的混凝土剝落，開始時在混凝土表面出現粒徑為2～3mm的小片剝落，隨著使用年限的增加，剝落量及剝落塊直徑增大，剝落由表及里，發(fā)展速度很快。一經發(fā)現凍融引起的混凝土剝落，必需密切注意剝落的發(fā)展情況，及時采取修補措施。北方地區(qū)采用撒鹽除冰，由于鹽類與凍融循環(huán)的共同作用引起的鹽凍破壞是凍融循環(huán)破壞的一種特殊形式。鹽凍破壞是靜水壓及鹽溶液的滲透壓和結晶壓共同作用的結果，因此，鹽凍破壞要比單純的凍融破壞嚴酷得多。
鹽凍破壞區(qū)別于其他破壞形式的主要特征是：
1）表面分層剝落，骨料暴露，但剝落層下面的混凝土完好。
2）破壞速度快，對未采用防鹽凍措施而使除冰鹽者，少則一冬，多則幾冬，即可產生嚴重鹽凍破壞。
3）在沒有干擾的剝蝕表面或裂縫中可見到白色鹽結晶體。
1．1．5 鋼筋銹蝕
混凝土中鋼筋腐蝕的首要條件是鈍化膜破壞，混凝土的碳化及氯離子侵蝕都會造成覆蓋鋼筋表面的堿性鈍化膜的破壞，加之有水分和氧的侵入，就可能引起鋼筋的腐蝕。鋼筋腐蝕伴有體積膨脹，使混凝土出現沿鋼筋的縱向裂縫，造成鋼筋與混凝土之間的黏結力破壞，鋼筋截面面積減少，使結構構件的承載力降低，變形和裂縫增大等一系列不良后果，并隨著時間的推移，腐蝕會逐漸惡化，最終可能導致結構的完全破壞。需要注意的是，上述所有侵蝕}昆凝土和鋼筋的作用都需要水作介質。另一方面，幾乎所有的侵蝕作用對混凝土結構的破壞都與侵蝕作用引起的混凝土膨脹，最終導致混凝土的開裂有關。而且當混凝土結構開裂后，腐蝕速度將大大加快。形成導致混凝土結構的耐久性進一步退化的惡化循環(huán)。因此，對新建結構而言，提高混凝土結構耐久性的基本途徑是增強混凝土的密實度，防止和控制混凝土開裂，阻止水分的侵入；加大混凝土保護層的厚度防止由于混凝土保護層碳化引起鋼筋鈍化膜破壞。對于在役結構而言，提高混凝土結構耐久性的
基本思路是在清除病害根源的基礎上，封堵裂縫，修補破損混凝土；增設防水層，防止水分的侵入。
1．2 由荷載作用或設計施工不當造成的混凝土結構損傷
1．2．1 橋梁設計荷載偏低
舊橋大多是在過去的經濟環(huán)境下建設的，已不適應當今國民經濟快速發(fā)展的需要。當年，在修建公路橋梁的時候，對于僅作為人行橋或馬車使用的古代和近代的橋梁未作任何改造就加以利用，盡管大都有一定潛力可挖，對于當時荷載等級要求不高，行車密度較稀的交通狀況是能夠適應的。但是，隨著交通事業(yè)高速發(fā)展，相當部分老橋面臨荷載等級偏低，承載能力不足的狀況，導致病害日益嚴重，成為危橋。另外一個很重要的原因是設計規(guī)范不完善。
1．2．2 結構不合理
橋梁設計方案的選擇，是由當地的水文地質條件，施工技術和方法，經濟指標和使用要求等諸多因素所決定的。橋梁結構形式，構件施工方式，橋梁截面形式，還有橋梁跨徑的劃分和墩高的處理等，如果這些結構選擇或布局不合理，都會使橋梁在運營過程中出現這樣那樣的缺陷。
1．2．3 計算錯誤
橋梁設計計算中，由于計算錯誤等原因，可能給橋梁帶來先天不足的問題。
1．2．4 施工圖不完善
施工圖不完善表現在一些結構的細致部位，譬如：鋼筋接頭，鋼筋布置等細節(jié)標注的不清楚，使得在施工中出現把接頭安置在彎矩最大處的不正確做法，這些都會成為日后發(fā)生缺陷的因素。
1．2．5 施工原因
施工是設計的實現過程，設計正確性與否，是否完善，在施工中都會得到檢驗。同時，施工的質量優(yōu)劣，也將影響橋梁的整體性能。在橋梁建設中，盡管設計正確，但施工方法不當，施工質量控制不嚴。施工過程中遇到一些非預見性災害，如洪水，地震等，常常導致橋梁承載能力降低，不能達到設計的預期目的。由于施工原因，導致日后橋梁承載能力不足。
1．2．6 材料質量問題
施工中使用的混凝土，鋼筋，沙礫等材料質量達不到規(guī)范要求是導致結構產生各種質量缺陷的內
因。
1．2．7 施工質量問題橋梁施工中，工種多，工序多，加之現場施工，每位施工人員往往要擔負多方面工作，稍有疏忽就會出錯，這就可能使得結構出現缺陷。
1．2．8 施工中的質量事故
由于施工方法不當，施工質量控制不嚴，在施工過程遇到非預見性的災害，常常影響工程質量，導致橋梁的承載力不足，達不到設計的預期目標。
1．2．9 其他原因
車流量加大，重車增多，交通碰撞事故，地震，洪水的破壞，環(huán)境惡劣，化學腐蝕，周邊出現不均勻沉降等都會使橋梁產生損壞。
