探討市政道路橋梁工程的常見病害及處理對策

摘 要：根據(jù)交通部門發(fā)布的統(tǒng)計(jì)數(shù)據(jù)顯示，截止2018年末，全國公路橋梁85.15萬座、5568.59萬米，比上年增加1.90萬座，各地交通網(wǎng)絡(luò)基本完善，許多建成于上世紀(jì)的市政橋梁因磨損、載荷增加暴露出了諸多病害問題。文章通過對多處存在病害問題的市政混凝土橋梁進(jìn)行實(shí)地考察，綜合考慮橋梁所處環(huán)境大氣因素、降水因素等，從物理、化學(xué)、結(jié)構(gòu)力學(xué)多個(gè)方面進(jìn)行分析。著重闡述了混凝土橋梁出現(xiàn)的混凝土保護(hù)層松動(dòng)、混凝土剝落、鋼筋銹蝕問題，并分析了問題成因，提出了相應(yīng)的解決對策。總結(jié)出，部分老舊市政混凝土橋梁因混凝土結(jié)構(gòu)服役時(shí)間較長，其存在的裂縫、毛細(xì)孔等成為氣體、水侵蝕的主要通道，在載荷增加的情況下，橋梁原結(jié)構(gòu)發(fā)生破壞，必須要在充分調(diào)查、深入論證的基礎(chǔ)上，采取提高混凝土密實(shí)度、防水抗?jié)B性能以及結(jié)構(gòu)性能的處理措施，方可延長橋梁使用壽命，確保當(dāng)?shù)亟煌ňW(wǎng)絡(luò)的正常運(yùn)作。

關(guān)鍵詞：市政道路橋梁;常見病害;病害處置措施

文章編號：2095-4085（2020）09-0102-02

近幾年，我國各地交通流量持續(xù)增加，私家車保有量不斷上升，各地市政橋梁承受載荷不斷提高，許多修建于上世紀(jì)的橋梁因多種因素影響開始加速老化，并出現(xiàn)諸多導(dǎo)致行車舒適度下降的病害問題。以混凝土橋梁病害問題最為突出，經(jīng)過研討發(fā)現(xiàn)，市政混凝土橋梁所用混凝土材料會(huì)在外界因素影響下出現(xiàn)過早損壞現(xiàn)象，并嚴(yán)重影響橋梁結(jié)構(gòu)正常使用。我國多數(shù)市政混凝土橋梁的設(shè)計(jì)使用年限都為100～120年，但是存在病害的橋梁使用壽命將會(huì)大幅度縮短，故當(dāng)前必須要根據(jù)實(shí)際情況，分析常見病害的處理方法，以保證市政混凝土橋梁的正常使用。

1 市政混凝土橋梁常見病害以及發(fā)生成因

市政橋梁工程的主要材料為鋼筋與混凝土，混凝土是水泥、不同級配石子骨料、礦粉、外摻劑等材料拌和而成的一種復(fù)合型建筑材料，以一般混凝土結(jié)構(gòu)為例，鋼筋在混凝土中提高結(jié)構(gòu)抗拉強(qiáng)度，混凝土則能夠有效保護(hù)鋼筋并提高整體結(jié)構(gòu)的抗壓強(qiáng)度，所以混凝土橋梁出現(xiàn)的病害大多由鋼筋銹蝕、混凝土劣化兩個(gè)因素引發(fā)。市政混凝土橋梁在服役過程中，受到周邊環(huán)境影響，混凝土內(nèi)部成分發(fā)生變化，比如溶解、析出、膨脹、開裂等，從而導(dǎo)致混凝土性能大幅度下降，出現(xiàn)凍融破壞、結(jié)構(gòu)性裂縫、介質(zhì)腐蝕等現(xiàn)象，若這些問題得不到處理，病害將會(huì)持續(xù)發(fā)展，最終對橋梁性能構(gòu)成嚴(yán)重影響[1-2]。

1.1 侵蝕性介質(zhì)腐蝕

侵蝕性介質(zhì)腐蝕主要是指混凝土中含有的部分化學(xué)成分在自然環(huán)境中和部分物質(zhì)發(fā)生化學(xué)反應(yīng)，比如硫酸鹽的腐蝕以及氯鹽的腐蝕。這里以氯鹽的腐蝕為例，混凝土中含有大量的3H2O，2A12O3等元素，和自然環(huán)境中游離存在的CT發(fā)生反應(yīng)后產(chǎn)生大量的結(jié)晶水，混凝土體積因此膨脹，從而形成龜裂或者結(jié)構(gòu)性裂縫，混凝土面層膨脹后，裂隙擴(kuò)大，鋼筋暴露在自然環(huán)境中，同時(shí)混凝土構(gòu)件本身的pH值也被嚴(yán)重破壞，鋼筋鈍化膜被破壞，鈍化膜被破壞的區(qū)域和尚未被破壞的區(qū)域形成電位差現(xiàn)象，鋼筋腐蝕因此加劇。

1.2 凍融破壞

凍融破壞主要表現(xiàn)為混凝土中存在大量裂縫或者孔隙，空氣中的水分通過毛細(xì)作用進(jìn)入到混凝土孔隙中，當(dāng)自然環(huán)境氣溫降至冰點(diǎn)或以下，混凝土中水分凍結(jié)，體積膨脹，混凝土原有結(jié)構(gòu)被破壞，在溫度升高后，混凝土中的冰晶融化，然后再次形成拉力，反復(fù)作用下，混凝土穩(wěn)定性受到嚴(yán)重影響并且開裂。

1.3 鋼筋銹蝕

鋼筋銹蝕是典型的化學(xué)反應(yīng)該過程，該現(xiàn)象發(fā)生除了和鋼筋本身性能有關(guān)聯(lián)之外，和混凝土的性能以及外界環(huán)境變化也有密切關(guān)系，若是鋼筋不能受到混凝土的有效保護(hù)，那么鋼筋裸露在自然環(huán)境中就會(huì)開始銹蝕，且鋼筋生銹后，其本身的有效截面開始縮小，銹蝕部分開始膨脹，從而導(dǎo)致外部混凝土進(jìn)一步開裂，水分等有害物質(zhì)更容易和鋼筋發(fā)生接觸，加劇銹蝕現(xiàn)象[3]。

2 市政混凝土橋梁主要病害處理措施

一般市政混凝土橋梁多存在多種破壞現(xiàn)象，各類病害同時(shí)出現(xiàn)，侵蝕速度較快。比如，化學(xué)侵蝕引發(fā)結(jié)構(gòu)破壞，同時(shí)由凍融破壞現(xiàn)象發(fā)生，尤其是在我國北方地區(qū)，一個(gè)冬季，便能夠?qū)е禄炷脸霈F(xiàn)極為嚴(yán)重的結(jié)構(gòu)性裂縫。根據(jù)文章上述內(nèi)容我們可了解到，在處理病害過程中，應(yīng)采取多元化措施進(jìn)行應(yīng)對。

2.1 補(bǔ)強(qiáng)措施

針對裂縫不嚴(yán)重、結(jié)構(gòu)損壞不嚴(yán)重的市政橋梁，可采用適當(dāng)?shù)难a(bǔ)強(qiáng)混凝土、補(bǔ)強(qiáng)砂漿對損壞部分進(jìn)行處理，應(yīng)適當(dāng)增大原結(jié)構(gòu)尺寸，并降低混凝土表面拉應(yīng)力，避免裂縫進(jìn)一步發(fā)展，同時(shí)提高結(jié)構(gòu)的承載能力。值得注意的是，合格的補(bǔ)強(qiáng)混凝土、合格的補(bǔ)強(qiáng)砂漿應(yīng)具備以下特征：一是良好的和易性;二是和混凝土構(gòu)件有良好的粘接作用;三是具有良好的抗侵蝕性能;四是具有一定的防水性能。

2.2 增強(qiáng)厚度

在我國現(xiàn)行的混凝土施工耐久規(guī)范中，明確規(guī)定了混凝土構(gòu)件的最小保護(hù)層厚度，該規(guī)范標(biāo)準(zhǔn)比上世紀(jì)所使用標(biāo)準(zhǔn)有較大變化，當(dāng)前應(yīng)充分調(diào)查橋梁的服役年限以及建成時(shí)間，根據(jù)現(xiàn)行規(guī)范對混凝土橋梁保護(hù)層進(jìn)行處理，適當(dāng)增加保護(hù)層厚度，保證混凝土橋梁滿足現(xiàn)行規(guī)范，以避免病害持續(xù)發(fā)展。

2.3 鋼筋處理

盡管混凝土本身具有一定的抗?jié)B性能，但是受到施工質(zhì)量影響以及自然環(huán)境中諸多不確定因素影響，有害物質(zhì)始終會(huì)侵入混凝土結(jié)構(gòu)。針對侵蝕較為輕微的橋梁可考慮在混凝土構(gòu)件表面涂刷阻銹劑以避免水分等滲透到混凝土構(gòu)件內(nèi)部，針對已經(jīng)發(fā)生嚴(yán)重銹蝕的橋梁，應(yīng)該在剔除松動(dòng)混凝土、剔除鋼筋銹蝕層后，在表面適當(dāng)涂刷阻銹劑，然后重新澆筑混凝土，以避免病害發(fā)展，保證混凝土結(jié)構(gòu)承載力。

3 結(jié) 語

綜上所述，導(dǎo)致市政混凝土橋梁發(fā)生病害的原因較為復(fù)雜，廣大從業(yè)者想要延長橋梁使用壽命，應(yīng)深刻認(rèn)識到病害發(fā)生的具體成因，在充分調(diào)查、論證的基礎(chǔ)上采取相應(yīng)的處置措施，以確保混凝土橋梁的正常使用。

參考文獻(xiàn)：

[1]張漣.西南地區(qū)簡支空心板典型病害及成因統(tǒng)計(jì)分析西南地區(qū)簡支空心[J].公路交通科技：應(yīng)用技術(shù)版，2018，（03）：234-236.

[2]玉梟彤，王桂芳.市政病害路面組合改造施工技術(shù)及工程應(yīng)用[J].建筑技術(shù)，2019，50（1）：116-118.

[3]陳飛飛，張宇峰，韓曉健.基于圖像特征值的混凝土橋梁表面病害圖像分類[J].結(jié)構(gòu)工程師，2018.

作者簡介：于海濤（1987—），男，漢族，河北秦皇島人，本科，工程師。研究方向：建筑行業(yè)市政工程施工技術(shù)方向。