1、常见混凝土桥梁的病害分析及设计中注意的问题【摘要】随着经济的发展，交通拥堵成为人们必须面临和解决的问题，所以混凝土桥梁也迅速发展起来，但是同时安全也是必须重视的话题。本文从钢筋混凝土材料质量对桥梁的影响进行分析，并从常见混凝土桥梁的病害和设计中注意的问题两个方面进行了探讨。 【关键词】混凝土桥梁；病害；设计 中图分类号：TV331 文献标识码： A 前言 近年来，混凝土桥梁的迅猛发展，为我们的交通提供了方便，但是在质量方面还是存在一些问题，所以，我们要在设计混凝土桥梁的时候加强注意，使技术更加全面，为我们的生活带来更大的方便。 二、钢筋混凝土材料质量对桥梁影响 1、冻融破坏。 修建在我国北方及
2、青藏高原等地区的钢筋混凝土桥梁一般都会发生冻融破坏。并不完全密实的混凝土会在外部环境影响下，渗透进水并在温度低于冰点以下时结冰膨胀，使得混凝土慢慢产生裂缝并剥落。冻融破坏严重的会加剧钢筋锈蚀，影响桥梁结构的安全，通过选用抗冻性较好的水泥和适当的施工方法可以大大降低这一病害影响。 2、盐的侵蚀破坏。 在北方等降雪较多的地区，为了冬季除雪，常会用到价格低廉的盐作为融雪剂，再加上环境中已存在的硫酸盐和氯盐，通过化学侵蚀和物理侵蚀两者的共同作用渗透进钢筋混凝土中。在长时间作用下产生膨胀，使得桥梁表面出现剥落，突起等病害，并进一步加剧外部不利因素对钢筋的锈蚀，从而影响桥梁的外观及结构安全。因此，对于位于
3、环境比较恶劣，腐蚀严重的地区，可以考虑适当加大钢筋混凝土的保护层厚度和采用抗腐蚀性能良好的加活性混合材料的硅酸盐水泥。 3、温度裂缝。 由于桥梁属于大体积构件，水泥做基本材料和混凝土构件的不良导热性就不可避免的会出现温差，同时日夜温差严重的地区也会出现较大的温度应力。由温差产生的温度应力差生裂缝会呈现在表面上。在一些结构受力较为严重的地方出现较大的温度裂缝是比较危险的。因此，在浇筑大体积混凝土的时候应采取有效措施降低温度差，在结构投入使用时要注意采取反光涂料等有效措施降低温度应力，把混凝土内外温度差控制在规定的范围内。 4、荷载裂缝。 在钢筋混凝土结构中，荷载裂缝是不可避免的。因为混凝土的抗拉
4、强度很小，在设计时视混凝土抗拉强度为零，所以出现荷载裂缝是正常的，但应符合严格的裂缝宽度控制。除了常规荷载作用下，结构会产生裂缝外，由外部荷载引起的结构内部次应力也会使得产生裂缝。因为次应力和外部荷载种类、作用位置、结构形式、约束等有关，很复杂，因其产生的裂缝难以精确计算，此时实际工程经验就显得尤为重要。 三、常见混凝土桥梁病害防治方法 1、混凝土 （1）选用适当的补强混凝土或砂浆混凝土受到侵蚀以后就会出现松动的现象，胶结牢固的结构就会被破坏，原有的承载能力与强度就会丧失。对其进行加固时，需要将松动的混凝土给以剔除干净，选用符合要求的砂浆或混凝土及时的进行补强处理。对于侵蚀严重的部位，需要扩大
5、剔除的尺寸范围，使混凝土表面的拉应力降低，避免裂缝的出现，使其结构的承载能力得到一定程度的增强。补强的混凝土或砂浆应具有：和易性好，具有较好的弹性和低收缩率，使补强的混凝土不开裂；与既有混凝土构件要有较高的粘接力，以及相一致的线膨胀系数，满足结构要求的抗弯强度或抗拉强度。要有较高的密实度以及抗化学侵蚀的性能，满足抗渗、抗冻要求；位于侵蚀环境水中的桥墩，应采用防水混凝土和适当的混合掺料或添加剂等功能。 （2）提高混凝土的密实度 一般病害的发生是以水为载体，通过裂缝或孔道到达混凝土内部和钢筋位置，而且裂缝越大，侵蚀的速度就越快，实验表明，桥梁结构要达到百年的使用寿命，裂缝宽度必须控制在 0.15m
6、m 以内。病害处理应包括改善结构材料的防水性能和提高密实度两个方面。对于既有结构混凝土的裂缝，可以通过埋设注浆嘴进行高压注浆的方法进行填塞封堵；对于贯通的毛细孔，可以采用新型的渗透结晶型材料通过毛细孔进入混凝土内部，与混凝土本身的某些物质发生反应，生成凝胶，堵塞毛细孔，提高混凝土的密实度，增加抗渗性，从而提高混凝土的抗侵蚀能力和使用寿命。 2、钢筋 虽然混凝土抗渗性能相对良好，但是由于施工季节、施工环境及施工质量的各异，同时在桥梁运营中的养护的要求的不同，微小的孔隙和裂缝的出现很难避免，害物质的侵入也就轻而易举最终导致钢筋的腐蚀。对于侵蚀轻微的钢筋混凝土结构，在混凝土基面涂刷阻锈剂，通过渗透进
7、入混凝土中，同时不妨碍混凝土的透气性及水分散发，保护混凝土中的钢筋，防止其进一步锈蚀。阻锈剂的掺入量与有害物质的渗入总量有关，使结构在设计使用寿命内不会因钢筋锈蚀而发生破坏。在混凝土补强后，在结构表面再喷涂阻锈剂。 3、混凝土表面的防护层 钢筋混凝土桥梁所处的环境比较恶劣时，需要设置一层防护层于混凝土的表面。有关人员对桥梁修筑在近海或海洋的环境中，选择不同种类的混凝土表面防护层进行了试验，试验结果证实如果对混凝土表面进行防护，在探测深度范围内氯离子的渗入量比混凝土表面不涂保护层的至少低 7 倍，混凝土表面涂保护层时，对氯离子的含量进行测定，其值与混凝土原有的氯离子浓度基本一样。对钢筋混凝土桥梁
8、的结构进行设计时，通常按照有裂缝进行设计的，在正常的使用情况下，微小裂缝是存在的，因此最好采用遇湿固化能力强的渗透结晶型混凝土防水材料对混凝土的表面进行防护，这样可以在混凝土表面形成一道防水屏障，同时，其对混凝土的渗透性强，渗入混凝土中后，其活性物质可与混凝土中的物质进一步反应生成凝胶，堵塞已存在于混凝土中的空隙、裂缝及毛细孔，以增加基层混凝土的密实度，阻止了水和各种侵蚀性介质的渗入。当水渗入混凝土新出现的裂缝时，在没有反应的混凝土内部涂层颗粒就会与混凝土中的物质发生反应，一种新的凝胶就会产生，对于小裂缝该胶凝能够进行自身修复。 四、常见混凝土桥梁的设计中注意的问题 1、在高速公路装配式空心板
9、桥设计中应注意以下问题: （1）斜截面抗剪强度的设计验算。 （2）充分考虑重车对空心板的截面尺寸、整体刚度等的影响,对于一般的空心板标准图,应重新按重车荷载进行验算。 （3）预留铰缝尺寸应满足施工要求。 （4）板间连接筋要保证抗拉、抗剪的要求。 （5）铰缝间剪力计算时,按半波正弦换算的荷载应乘以一定的扩大系数或用有限元法计算。 2、在高速公路设计中,除对纵向配筋进行设计外还要着重考虑整体式板的横向受力钢筋,即考虑计算横向的荷载最不利布置,计算横向弯矩,布置横向受力钢筋,而不应仅按构造布置横向分布钢筋。 3、T 型梁桥设计中应注意问题 （1）在考虑剪力滞影响后,T 梁的受压翼缘的有效分布宽度一般
10、包括纵向湿接缝的宽度,因此需合理拟定 T 型梁的悬臂尺寸和纵向湿接缝的缝宽。 （2）合理布置肋板上的纵向分布钢筋。 （3）用有限元法,计算车辆荷载的有效分布宽度和翼板间的内力,以布置受力钢筋。 （4）合理确定主梁间距以减小行车道板的内力。 （5）由于考虑剪力滞影响,梁的受压翼缘的有效分布宽度包括纵向湿接缝的宽度,因此需合理拟定 T 型梁的悬臂尺寸和纵向湿接缝的缝宽。 4、先简支后连续箱形梁桥设计中应注意问题 （1）重视斜截面强度和主拉(压)应力的计算。 （2）合理计算箱梁翼缘板的有效分布宽度,正确布置箱梁间距。 （3）合理计算预应力损失。 （4）合理计算预应力钢束的锚固对锚固截面的局部受压。
11、（5）重新拟定在中交通荷载作用下的箱型梁的截面尺寸,尤其是箱梁腹板的厚度。 （6）重视预应力箱型梁中普通钢筋的布置。 （7）正确计算翼板的内力,合理布置受力钢筋。 （8）由于考虑剪力滞影响,梁的受压翼缘的有效分布宽度包括纵向湿接缝的宽度,因此需合理拟定箱型梁的悬臂尺寸和纵向湿接缝的缝宽。 （9）适当增多横隔梁的片数和加厚横隔梁的尺寸,汽车荷载横向分布系数逐渐变小,各主梁受力趋于均匀。 五、结束语 总之，混凝土桥梁在整个交通运输过程中有着十分重要的影响，在进行设计施工过程中，要严格设计施工标准，提高设计施工质量，从而减少病害，确保整个桥梁的安全性和稳定性。 参考文献 1周军生 变截面连续梁式桥设计中应当注意的几个问题 公路交通科技 2001 年 2刘建华 冀荣华 桥梁混凝土病害分析及防治 福建建材 2000 年 3符煌 钢筋混凝土桥梁裂缝的原因分析和修补方法 公路交通科技 2012 年 4殷丽媛 浅论公路桥梁病害产生的原因 黑龙江科技信息 2012 年
