・工 程 结 构・ 混凝土桥梁病害特征及病因浅析 廖玉凤，扎西彭措，杨云超 （西南石油大学土木工程与建筑学院，四川成都６１０５００） 【摘要】 根据西南石油大学校园内６座既有混凝土桥梁的检测，既有混凝土桥梁存在梁体混凝土外 观较差、支座发生剪切变形、伸缩缝填满泥沙、桥面铺装层破损开裂、防撞墙撞坏、泄水孔堵塞等病害特征，并 对这些病害产生的原因进行了细致的分析。对完善校园内既有混凝土桥梁运营期间的监测和日常养护工作 有一定的指导意义。 【关键词】 混凝土桥；检测；病因 【中图分类号】Ｕ４４５．７ １ 随着高校学生的扩招，一些大学的老校区凶校园 积 小，已不能满足学校的发展需要。一 城市通过建立大学 城，将大学由城市中心向郊区迁移，大学城巾的高校得以７＿Ｆ！ 更大的场地建立新校区。新校区建设大多采用湖景或河景 贯穿其中，为凸显河湖美景，各种各样的桥梁成为必不可少 的景观之一。建成的桥梁既符合景观设计又能满足交通需 【文献标志码】Ｂ 要，但经过长期使用后，内外多种因素会使桥梁的安全度有 所下降，以致影响车辆运营的安全…，因此对既有混凝土桥 梁进行科学的损伤检测、安全监测以及评估，充分了解桥梁 的实际状况，既可以为经济可靠地利用校园内桥梁提供依 据，义可以避免灾难性事故的发生 图１ 梁体模板痕迹 １工程概况 西南石油大学于２００２年从四川南充搬迁至四川成都， 在新都建立校区，共占地１３３ ｈａ。校周内有湖景、河流，为满 足交通需要及景观设计，学校一期、二期共有桥梁６座。其 中４座为单跨５ ｎ 以下的小桥涵，一座为３跨混凝土拱桥， 跨径布置为５ ｍ＋８ ｍ＋６ ｍ，・座为３跨预应力混凝土简支 梁桥，跨径布置为１６ １１１＋２４ ｎ１＋１０ ｒｎ。 ２典型病害特征及病因浅析 对西南石油火学校园内６座既有混凝土桥梁进行了详 细科学的检测，检测项目包括桥梁 部结构混凝土破损和粱 底裂缝检测、桥梁下部结构混凝土破损和裂缝检测、支座变 形情况检测、桥面系及其附属结构检查、混凝土强度测试、钢 筋位置和保护层厚度测试等。根据这些外业检测项目结果， 该校园内既有混凝土桥梁的易发病害和较为严重的病害总 图２粗骨料及箍筋外露 于混凝土桥上部结构的基本构件，缺陷往往以表而裂缝、蜂 窝、麻面、空洞、露筋、剥落、返碱缝隙夹层（施工缝处混凝土 结合不好，有缝隙或夹有杂物的现象）等。 此类病害主要是由于混凝土施工质量差引起的，虽然短 期内不会引起桥梁承载能力的降低，但对桥梁结构的耐久性 影响较大。对于混凝土桥梁，由于某一缺陷的日积月累，加 上环境的影响，有扩大的危险。例如蜂窝麻面，由于水的渗 入，促使混凝上材料恶化，会引起钢筋锈蚀，钢筋锈蚀物的产 生过程会有体积膨胀，又导致混凝土表面产生锈蚀裂缝，形 结如下，并对这些病害产生的原因进行了细致的分析。 ２．１混凝土表面缺陷 梁体混凝土表面普遍粗糙、不平整，伴随模板痕迹（网 １）；底板混凝土保护层过薄，导致粗骨料及箍筋有外露现象 （图２）；拱桥拱脚位置还出现了表面裂缝及返碱（图３）；梁 底混凝土出现蜂窝及大面积空洞剥落（图４） 上述这些情况在这６座桥中均有发生。南于桥梁结构 形式、构件种类、建桥环境、施Ｅ质量以及使用情况等的不 同，在基本构件Ｉ 缺陷产生的部位、种类和程度也不同。对 ［定稿日期］２０１４—０９—０９ ［基金项目］西南石油大学重点开放性实验 ［作者简介］廖玉风（１９７９～），女，硕士研究生，讲师，研 究方向：桥梁结构计算分析。 四川建筑第３５卷２期２０１５．４ １ ３７ ・工 程 结 构・ 图３裂缝及游离石灰 图５钢筋外露锈蚀 下是鸿运大道，墩高车多，中间墩跨支座无法检查，仅仅检查 桥头支座。支座均为板式橡胶支座，支座后期处理不规范， 支座周围沾满混凝土。纵向有轻微剪切变形，有个别支座发 生轻微横向剪切变形（图６）。 图４ 粱底混凝土剥落修复不彻底 成恶性循环。比如表层混凝土剥落会导致内部钢筋锈蚀，继 而引起混凝土更大面积的锈蚀开裂，长期作用会降低截面刚 度、减小钢筋的有效直径，对于预应力钢筋混凝土桥梁，如果 预应力筋锈蚀后果将更严重。再如，混凝土开裂、剥落、错 位、钢筋外露锈蚀，会使结构横向刚度降低，单粱受力加大， 结构加速破坏。 另外，在混凝土桥中，缺陷和原因不是一一对应的，不少 图６粘满混凝土且有剪切变形的支座 板式橡胶支座出现剪切变形是由于支座受力不均匀造 成的，支座上部梁体不平整导致支座出现脱空现象，长时间 受力不均匀致使支座容易老化、开裂；因新都处于多雨地区， 经常降雨使支座上方钢板及螺栓锈蚀现象普遍，从而使橡 胶支座转动失去灵活性。 ２．４桥面系及其它 情况是某一个原因是诱发源，其它则多为促进缺陷发展的 原因。 ２．２钢筋锈蚀 本次检测发现中环路南段桥、二期人行天桥出现钢筋锈 ２．４．１伸缩缝 蚀现象（图５）。 经检查所有桥梁的伸缩缝均塞满泥沙，三孔桥、二期人 行天桥桥台处伸缩缝填充的的沥青出现老化和夹渣，三孔桥 伸缩缝处混凝土出现碾碎现象（图７）。 钢筋锈蚀可分两种情况，一种是混凝土开裂后导致的钢 筋锈蚀，即先裂后锈；一种是因为保护层太薄或露筋而引起 的钢筋锈蚀．．此次检测中发现的钢筋锈蚀现象均为第二种 原凶引起的，即露筋。此类病害中钢筋锈蚀体积膨胀会导致 混凝土开裂或表面混凝土成块脱落，即先锈后裂。一般主体 结构中很少有先锈后裂的情况，但其附属结构如防撞墙等却 有此种情况。调查显示，有的防撞墙内侧钢筋网几乎无保护 层，在大气环境作用下钢筋锈蚀得相当严重。由于钢筋锈 蚀，导致表面混凝土开裂甚至成块脱落，混凝土开裂或脱落 又使原来处于混凝土保护层下的钢筋暴露于空气中，如此恶 性循环，如不加以维修养护，此种病害对桥梁的危害也是不 可忽视的。保护层太薄或露筋，在桥梁竣工后几年内问题并 不显得太突ｆ｛Ｊ，甚至一直处于被忽视的状态，直到长期的水 气作用导致钢筋严直锈蚀后才引起注意，再花费人力、物力 进行维修养护。 ２．３ 支座 图７ 塞满泥沙且被碾碎的伸缩缝 伸缩缝出现此类现象主要是后期的养护未跟上，若长期 不清理则会失去主梁伸缩作用，从而导致桥台盖梁被顶出较 大的裂缝或位移，或者桥面起壳、脱落，无法保持其良好的使 用性能，也影响其外观形象。 孑Ｌ桥、梦溪路桥、中环路南段桥无支座，二期人行天桥 ｌ３８ 四川建筑第３５卷２期２０１５．４ ・工 程 结 构・ ２．４．２桥面铺装层 ｊ孑Ｌ桥桥面水泥混凝土铺装层出现龟裂；中环路南段桥 桥面水’？尼混凝土铺装层出现破损；人行天桥桥面铺设地砖， 部分地砖出现裂缝（网８）。 图１０二期人行天桥受损的泄水孔 ３ 总结 通过对西南石油大学校阅内的６座既有混凝土桥的病 图８ 中环路南段桥桥面破损 害检测，并对这些病害产生的原因逐个进行了分析。总结产 生Ｊ＝述病害的原 如下： （１）混凝土病害主要是施工质量问题，如施Ｔ时偷工减 料造成混凝土不密实、有孑Ｌ洞，质量羞； （２）孑Ｌ跨设计不合理。如单孔跨径设计过小，导致桥孔 通水不畅，桥孑Ｌ附近河床淤积； 此类病害在桥梁中比较常见：桥面裂缝和凹槽、跳车等 会降低行车的舒适性，并增大对桥粱的冲击力；同时很多桥 梁的桥面水会下渗到主梁顶板上，使混凝土受到腐蚀，从而 混凝土内钢筋锈蚀，降低桥梁的承载能力。这类病害主要是 ｆ｛１于桥梁的日常养护及维护修理不当造成的。 ２．４．３防撞墙与栏杆 （３）桥梁运营期间的监测及养护工作不够完善，人为破 坏困素严重。 三孔桥防撞墙表面破损，部分区域断裂（罔９）。其余桥 防撞墙及栏杆均良好。 ４结束语 任何一座桥梁，从交付运营时起，或多或少就带有一定 程度的病害，如不加以处理，病害将越米越严重，最终危及到 桥梁的安全。对桥梁病害必须进行维修处理，但更重要的是 从设计、施丁中去预防桥梁病害的发生，降低后期的维修保 养费用。闽此建立健康、安全、稳定的检测系统是很有必 要的。 对日后校园内桥梁的检测望能做到以下两点： （Ｉ）建立全面的桥梁健康检测系统，实行定期检测，对重 要的受力和变形部位建立监测点，达到实时检测； 图９ 三孔桥防撞墙表面破损 （２）加强日后的维修养护Ｔ作，特别是对于桥面附属设 施，如伸缩缝、泄水孑Ｌ等。通过改善桥梁的使用环境，延长桥 梁的使用寿命。 参考文献 ［１］ 高怀志，王君杰．桥梁检测和状态评估研究与应用［Ｊ］．世界地 震二『：程，２００６．（２）：５７—６４ 此类病害主要是防撞墙表面被汽车撞坏，而又不能得到 及时修复，时间久了会导致防撞墙失去其应有作用。 ２．４．４泄水孔 大部分的泄水孔 日后的维修养护不到位，均有被泥土 堵塞的现象（图ｌ０）。部分泄水孔已不能正常丁作，部分泄 水孑Ｌ遭到损坏需及时更换，只有少数一些泄水孔能正常 １二作。 ［２］ 廖玉凤，王伟．既有混凝土桥梁病害特征及病因浅析［Ｊ］．Ｉ￣ｔ Ｊｉｊ 建筑科学研究，２００６，（９） 此类病害主要是泄水孔的日常清理养护没有到位，导致 泄水孑Ｌ出现破损及堵塞。 四川建筑第３５卷２期：９０１５．４ ｌ３９