1、1混凝土桥梁病害成因及防腐加固措施分析摘要：随着我国社会经济的发展，桥梁工程得到了快速的发展，相应的对桥梁建设的要求也越来越高，混凝土桥梁由于经常受到车辆和外界环境因素的影响，对桥梁的腐蚀性破坏情况日益严峻。严重影响了桥梁的正常使用。特别是在高寒冻土地区，此类混凝土桥梁病害现象进场可见，面对此类问题，本文对混凝土桥梁病害成因进行分析，并提出有效的防腐加固措施。 关键词：混凝土桥梁；病害成因；防腐加固 中图分类号：TU37 文献标识码： A 混凝土桥梁病害表现形式 随着交通运输业的快速发展，交通流量日益增大，加上超载、超重车辆日趋增多，作为交通运输的咽喉桥梁，大多数都在超负荷地工作。导致桥梁出现
2、了很多病害。混凝土桥梁病害主要表现形式有混凝土的腐蚀、混凝土的碳化、锈蚀病害、混凝土裂缝、桥面铺装病害等。东北寒区的桥涵病害不仅仅是冻土问题，混凝土的冻胀破坏亦很严重。当水进入混凝土微孔中，由于温度正、负交替作用，形成的反复冰胀压力，致使混凝土产生大量的疲劳裂缝而降低使用寿命。 混凝土桥梁病害原因分析 （一）内在原因 公路桥梁多为中小跨径钢筋砼板、梁与桩柱式结构，主体构件存在2较多毛细孔通道与裂缝；水泥砼本身存在有引起腐蚀的组成成分水化铝酸钙与氢氧化钙，在外界环境的作用下易通过盐碱成分反应及孔隙，生成易溶性析出物质或膨胀性固体物质；桥梁原设计与施工都没有采取防腐措施。 外在原因 1、荷载作用（
3、汽车活荷载的频繁作用）：随着经济建设的快速发展，重载比重与交通量明显增长，严重超载，导致加大钢筋砼受力构件挠度（变形） 、裂缝发展，甚至直接造成破坏，是造成桥梁受力构件破坏的直接原因； 2、水、土壤因素：地下、地表与土壤水含盐量高，再加上水位季节性变化，具有对砼造成腐蚀的物质基础； （三）设计、施工原因 1、排水设计不合理。设我国计桥梁时，常常存在注重上部结构排水，而忽略了下部结构排水。桥墩承台、桥台常常为长方体平面，面层容易积水。检测中承台顶面不规则开裂，桥台边角缺损比比皆是； 2、下部结构混凝土等级偏低。很多混凝土桥梁承台、下部墩柱都使用 25 号混凝土。实际检测显示，这些桥梁下部结构出现
4、大量箍筋、露筋或绑扎钢丝外露钢筋锈蚀形成承台边角混凝土缺损、混凝土开裂（竖向开裂，最大裂缝宽度 0.5mm） 、顺钢筋方向开裂（环向开裂）等缺陷，并且承台边缘混凝土氯离子含量已经超过临界限量。 三、混凝土桥梁病害防腐措施 （一）加做保护层，阻断腐蚀性物质侵入 3在荷载或非弯拉应力引起变形较小部位应采用玻璃、陶瓷、沥青、塑料等涂层或在砼表面进行氟硅酸处理或炭化生成难溶的碳酸钙外壳，或硅胶薄膜与氟化钙，提高表面密实度；在频繁产生弯拉应力部位（如墩台柱、板、梁）应采用树脂类涂层，具有较高的耐疲劳性、强度与较强的黏附性与一定的变形能力，可保证砼和防腐涂层共同承担频繁的弯拉变形，方便施工，可操作性强，维
5、修简单易行，如环氧树脂涂层。 适当增加钢筋砼保护层厚度 结合改善配筋适度与加大构件截面尺寸增加钢筋保护层厚度，可增加腐蚀进程的时间与长度，然而不适用于弯拉构件。 依据具体的腐蚀性物质与具体环境采用相应抗腐蚀性水泥品种 普通硅酸盐水泥抗冻性好，耐水性与耐硫酸盐侵蚀性较差，适用于地上、地下、水中砼、钢筋砼、预应力钢筋砼结构，包括反复冰冻的结构，不适用于有抗侵蚀要求与大体积的砼工程。矿渣硅酸盐水泥耐水性与耐硫酸盐侵蚀性较好，抗冻性较差，适用于一般地上、地下与水中砼结构，不适用于严寒地区与水位变化处砼工程；火山灰质硅酸盐水泥耐水性、抗渗性与耐硫酸盐侵蚀较好，抗冻性差，适用于一般砼结构与有抗渗要求的工程
6、，不适用于水位变化处与干燥环境与严寒地区及有耐磨要求的砼工程； 改善施工及养护方法，加强质量控制 最大限度提高砼设计配合比的施工精确度、搅拌均匀适时、浇灌和振捣密实、施工程序连续紧密；采用潮湿养护的砼，适当延长砼养护龄期。 4混凝土桥梁病害加固措施 阻锈剂的选择 1、在役运营桥梁墩台通常应采用渗透型防锈浸渍剂。 2、选择阻锈剂 pH 值推荐为 1012。 3、选择阻锈剂渗透能力应大于 30mm 并且大于墩台混凝土保护层厚度。 4、选择阻锈剂盐水浸渍试验并且电位为 0-250mv，结果应为无锈蚀。电化学试验结果应为电流小于 150 同时破样检查无锈蚀。干湿冷热循环试验结果应为 60 次无锈蚀。
7、（二）混凝土桥梁结构加固措施 1、粘贴钢板加固法 采用锚栓与粘结剂，将钢板粘贴锚固定在混凝土结构的薄弱部位或受拉缘，致使其和结构形成整体，不但能提高桥梁承载力，并且能够阻止裂缝发展。粘贴钢板加固后桥梁受弯构件，承载力计算公式（1）如下：（1）Mu= RgAg(h0-x/2)/s+RpAp(h -(ta-x)/2)/s 公式中：Mu 为受弯构件计算截面的承载能力；Rp，Rg 分别为纵向受拉钢板与钢筋的抗拉设计强度；Ag，Ap 分别为纵向受拉钢板与钢筋的截面积；h 为截面全高度； 为折减系数，一般取 0.9；ta 为受拉加固钢板厚度。 粘贴碳纤维布加固法 碳纤维加固能提高构件的抗剪承载力、抗弯承载
8、力与受拉构件的轴5向抗拉承载力，提高构件的延性与刚度等，并且，还能用于控制混凝土构件已有裂缝的封闭与裂缝宽度的发展。粘贴碳纤维加固后，构件抗弯承载力计算如下列公式（2）所示，碳纤维布用量如式(3)所示。 （2）Mu= Rabx(h0-x/2)/c+RgAg(h0-a)/s+ ACFfCFa/c （3）ACF= As(Rg/fCF) 公式中：Rg，Ra 分别为纵向受压钢筋与混凝土抗压设计强度；s，c 分别为钢筋、碳纤维与混凝土的安全系数；fCF 为碳纤维的抗拉设计强度。 粘贴碳纤维布加固方法与粘贴钢板加固方法相比，具有显著优点：1)碳纤维布材料具有高强、轻质的特点。2)碳纤维布材料几乎无磁性与腐
9、蚀性，而且化学性质比钢板稳定，不能和碱、盐、酸等化学物质发生反应，具有良好的耐热性，具有比钢板更好的耐久性；3)粘贴碳纤维布施工对原结构无损坏。4)与钢板加固相比，碳纤维布加固更有利于施工现场操作。 混凝土冻融破坏的质量控制 预防措施 预防措施如下：在混凝土施工中应根据不同情况选择含有不同矿物成分和不同性能的水泥、骨料和外加剂，从材料方面确保混凝土的耐久性。严格混凝土制作配合比，一定要根据结构类型和所处的环境条件，试验确定关键参数，主要是降低混凝土的水灰比，水泥水化所需水分仅为其重量的 25%左右，若水量增加,多余的水就游离析出，产出孔隙，饱和后易受冻胀破坏；另外掺入引气型外加剂是提高混凝土抗
10、冻性最有6效的途径之一。人为地优化建筑物混凝土构件周围的环境条件，以减少或改善致使混凝土冻融的各种不利因素。 治理措施 治理措施如下:水泥砂浆修补适用于轻微的表层破坏；预缩砂浆修补所谓预缩砂浆是指经拌合好之后再归堆放置 3090min 后才使用的干硬性砂浆，此种方法适合高速水流区混凝土表面的损坏；喷浆修补多用于混凝土冻融破坏较严重的部位。喷混凝土修补，是指经施加高压将混凝土拌料以高速运动注入被修补的部位，其密度及抗渗性较一般混凝土好，且具有快速、高效的特点；环氧材料修补一般有环氧基液、环氧砂浆和环氧混凝土等，这种材料具有较高的强度和抗蚀、抗渗能力，并与混凝土结合力较强，但价格较贵，施工工艺复杂，材料配比严格，此法与其它修补方法配合使用，效果更佳。总之我们应当根据结构所处的环境、位置和冻融破坏的程度以及原混凝土构件制作的主要材料性能综合选用不同的修补方法,才能获得较好的效果。 通过对混过凝土桥梁病害原因的分析，在工程实践中，以“显著提高防腐效果，降低或不增加造价”为采用原则，根据其结构特点，选用适宜的、有效的措施，加以保护。 参考文献 1陈正茂,操太林.桥面铺装改造对桥梁安全影响研究J.工程与建设,2008(22). 2何晓阳,项贻强,邢骋.混凝土桥梁下部结构病害分析与加固J.重庆交通大学学报(自然科学版),2013. 7
