分析混凝土橋梁病害原因與解決路徑

摘 要：在我國經濟不斷發展的背景下，國內橋梁數量與建設規模逐漸擴大。但是在橋梁投入使用的過程中，部分橋梁的損害現象較為嚴重，對橋梁的使用壽命造成了不良影響，因此，需要相關人員深入研究鋼筋混凝土橋梁病害的原因，有針對性地采取解決對策，延長公路橋梁的使用壽命。文章就混凝土橋梁的病害原因進行分析，并提出解決混凝土橋梁病害的路徑，以期提高公路橋梁的質量。

關鍵詞：鋼筋混凝土；橋梁病害；解決路徑

1 概述

近幾年來，公路的運輸漸漸成為國內重要交通運輸的形式之一，且交通荷載與公路的交通量都在與日俱增，加之，一些鋼筋混凝土的材料性能衰變，致使部分混凝土的橋梁在投入使用時，出現各種病害，導致公路行車的舒適性與混凝土的橋梁使用功能大幅度的降低，甚至于因此引起各種交通事故。為保證行車舒適與安全，需要相關人員實時檢測公路混凝土橋梁有無病害現象，及時進行橋梁維修，確保混凝土橋梁的穩定性與安全性。

2 國內混凝土橋梁的病害原因

2.1 鋼筋銹蝕

混凝土橋梁中的鋼筋發生銹蝕的過程屬于化學反應，除了自身性能的影響，還和外界環境、混凝土性能有著緊密聯系，當大氣區的裂縫達到0.3毫米，橋梁中的鋼筋就會發生銹蝕。一旦鋼筋銹蝕后，鋼筋自身的有效截面就會漸漸變小，而化學反應產生的Fe2O3體積則會膨脹，致使保護層下的混凝土裂開，有害物質就會順著裂縫進入到混凝土的內部，導致混凝土腐蝕速度加快[1]。

2.2 混凝土的裂縫

混凝土裂縫是橋梁病害中比較常見的一種，也是造成鋼筋內部腐蝕的關鍵原因之一。通常裂縫伴隨著白化、生銹等劣化的現象，無論裂縫多大，都會影響到橋梁耐久性，特別是比較嚴重的裂縫，會嚴重影響到橋梁的使用壽命。此外，裂縫還會導致預應力的鋼材銹蝕，一旦出現這個問題，勢必會破壞到預應力的構件。裂縫的種類多種多樣，不同的裂縫產生原因有差異，對安全性、耐久性的影響程度也不同。在橋梁施工的過程中，一般會出現沉降裂縫與收縮裂縫等；投入使用后，會出現受力裂縫、耐久性的裂縫等。導致裂縫產生的主要原因包含以下幾個方面：

（1）由于凍融效應或者是溫度變化導致裂縫產生。（2）進行大體積的混凝土澆筑過程中，水泥的水化反應會使混凝土出現自體收縮的裂縫。（3）在施工銜接處因為混凝土的齡期差異而發生的裂縫。（4）地震或者是強風等外界環境的沖擊力而產生的裂縫。（5）鋼筋銹蝕、膨脹導致的裂縫。（6）車輛超荷載導致剪切開裂或者是梁體底部的彎矩開裂。（7）墩臺不均勻的沉陷導致的裂縫。（8）支座失效增加梁附加應力，進而出現裂縫。（9）混凝土的施工、養護不到位引發層裂或者是干縮開裂。（10）振搗或者是水灰比不當，導致梁體出現收縮裂縫。

2.3 耐久性的損傷

耐久性的損傷是鋼筋混凝土或者預應力混凝土橋梁上部結構中較為常見的病害，由于橋梁運營荷載、結構的類型、構建條件、構建形式與使用構件等存在差異性，病害程度、產生部位與種類也就不同，且病害對橋梁的危害程度也有差異。目前混凝土橋梁主要病害包含鋼筋銹蝕與混凝土的缺陷兩種主要形式，其中，混凝土缺陷包括保護層的厚度不夠、裂縫、白化、蜂窩、剝落、孔洞與露筋等。而鋼筋銹蝕一般分為預應力的錨具銹蝕、普通鋼筋的銹蝕與預應力的鋼筋銹蝕等。由于混凝土橋梁長期暴露在外面，久而久之會因為各種外界條件而受到影響，從而產生各種病害[2]。

3 混凝土橋梁病害的解決路徑

3.1 鋼筋的選擇

雖然混凝土抗滲性比較好，但是由于公路施工質量、施工條件之間存在差異性，難免會存在細小裂縫與空隙，導致各種有害物質的滲入，使鋼筋受到腐蝕。一些輕微腐蝕的鋼筋混凝土構件，可以在混凝土結構表面涂刷防銹劑，以免混凝土水分散發，同時保持混凝土透氣性，更好的保護鋼筋混凝土結構，以防混凝土結構的進一步腐蝕。有害物質滲入量和阻銹劑滲入量緊密相關，因此，為保證鋼筋混凝土不會因為有害物質而受到腐蝕，在混凝土結構表面涂刷阻銹劑是最好的選擇，可以確保混凝土結構不會受到銹蝕。腐蝕比較嚴重的混凝土橋梁，可以將表層松動混凝土剔除，同時嚴格檢查鋼筋銹蝕的情況，例如：一些只是表面腐蝕的鋼筋，要進行除銹的操作；鋼筋有效面積如果變小，則要使用同種型號鋼筋來綁焊。

3.2 在混泥土橋梁表面增設防護層

一些惡劣環境中的混凝土結構，需要增加防護層。近海或者是海洋環境下的混凝土橋梁，需要增設多層混凝土對表面進行保護，且這些加保護層的構件中氯離子含量值與混凝土中原始濃度基本一致。此外，鋼筋混凝土的結構設計還要根據裂縫的允許值進行，正常情況下，混凝土橋梁有細小的裂縫，因此，混凝土表面應該采用結晶型的混凝土防護材料，該材料具備遇濕固化的能力，不僅能夠在混凝土的表層形成防水的屏障，還可以增加混凝土滲透性，使得活性物質滲入到混凝土后，充分和混凝土中物質發生化學反應，生成凝膠物質，有效阻塞混凝土的毛細孔、空隙與裂縫，加大基層混凝土密實度，以防各種腐蝕性物質滲入混凝土中[3]。

3.3 選擇適當的砂漿補強混凝土結構

被腐蝕且松動的鋼筋混凝土，表面膠結結構已經受到破壞，導致原先的承載力與強度喪失。在處理的過程中，要將松動混凝土剔除，使用適度砂漿或者是混凝土補強，腐蝕比較嚴重的混凝土結構應該加大原有的結構尺寸，以此弱化混凝土的表面腐蝕能力。且補強砂漿或者是混凝土要具備較低的收縮性、較好的和易性以及較好的彈性，盡可能保證補強混凝土不再出現開裂的情況；和原有的混凝土結構之間要有較強粘接性，膨脹系數要基本相似，盡可能滿足結構需要的抗拉強度或者是抗彎強度；具備抗化學腐蝕性能與較高密實度，滿足抗凍與抗滲的要求。一些處于腐蝕性水中的路橋，要使用添加劑或者是適當混合性滲料、防水的混凝土來加強橋墩密實度。通常情況下，混凝土橋梁病害發生都是因為水分影響，水分通過孔道或者是裂縫進入到鋼筋的位置或者是混凝土內部，且裂縫越嚴重，腐蝕速度就會越快。

混凝土橋梁病害的處理方式一般包含加強混凝土密實度與改善混凝土結構防水的性能。既有混凝土結構裂縫，通常會埋設一些注漿嘴，采用高壓注漿方式封堵填塞裂縫；而貫通毛細孔，則要應用新型滲透性的結晶材料，這種材料通過混凝土毛細孔進入到混凝土的內部，和混凝土發生化學反應，進而生成凝膠物質，封堵毛細孔，加強混凝土密實度，提高抗滲的性能，進而延長混凝土橋梁使用的壽命與增強混凝土抗腐蝕的性能。還可以適度加大混凝土的保護層厚度，相關規范中對混凝土保護層的最小厚度進行了規定，與原有混凝土的規范比起來有很大的改變，這也是預防混凝土結構腐蝕的關鍵手段，可延長外界物質進入混凝土內部的時間，使得鋼筋腐蝕時間得到有效延緩，進而提高了混凝土橋梁使用的壽命。

4 結束語

總而言之，導致鋼筋混凝土橋梁發生病害的因素比較多，因此，為更好地維修混凝土橋梁與加固混凝土橋梁的牢固程度，需要引進先進的混凝土橋梁檢測、維修技術，及時發現混凝土橋梁的病害原因，有針對性地采取解決措施，盡可能消除公路混凝土橋梁的病害，保證行人、通車的安全。此外，在加固維修混凝土的橋梁過程中，要盡可能應用新型維修材料與技術，提升混凝土結構的維修、防護水平，確保混凝土橋梁的質量。

參考文獻

[1]黃建強.公路混凝土橋梁常見病害與成因分析及處治方法[J].公路交通科技（應用技術版），2014，23（1）：46-49.

[2]劉陽.公路混凝土橋梁病害及處理措施[J].科技創新與應用，2013，14（34）：194.

[3]查從余.鋼筋混凝土橋梁病害的分析及處理[J].中國新技術新產品，2012，21（7）：47.

作者簡介：呂建志（1986-），男，民族：漢，籍貫： 山東省萊西市，學歷：本科，研究方向：水利水電工程。