钢筋混凝土桥梁常见病害及其产生原因

钢筋混凝土桥梁常见病害及其产生原因

目前公路建设已逐步由修建新公路为主而转入改善提高干线公路为主的发展时期，作为公路重要组成部分的桥梁，必须随着公路技术等级的提高，而提高其技术标准和通行能力。我国既有桥梁中钢筋商品混凝土桥梁占较大比重，其技术状况较差，一方面由于设计标准较低，除按交通部1972年和1982年公布的设计标准建造的桥梁能基本满足近期交通外，在此之前特别是50年代后期和60

时年代建造的桥梁，大多数长期承受超过设计荷载的车辆荷载；另一方面由于桥梁设计、施工、养护、管理、周围环境等方面的问题，以及桥梁在使用过程中遭受的意外灾害如地震、洪水、意外撞击等原因，导致既有钢筋商品混凝土桥梁承载能力不够，技术状况急剧下降，或是出现老化、破损、裂缝等现象，这造成危桥增加，对行车的影响越来越大，使桥梁成为公路交通运输的“颈口”，严重影响整条线路的畅通，也成为交通事故多发地点。本文根据我校二十余座桥梁检测情况以及相关文献，总结了既有钢筋商品混凝土桥梁常见病害，并分析了病害的发生原因，这对于确定既有钢筋商品混凝土桥梁的技术状况，以便采用相应的加固、改善措施，确保既有桥梁的安全性和使用性具有重要意义。

1前言

我国桥梁大部分是建国以后兴建的，桥龄一般在40年左右。桥梁的结构类型：在一般的中小桥中，主要为钢筋商品混凝土梁、板桥和石拱桥，少数为双曲拱桥，承载能力较高。在大中型桥梁中，数量较多的为石拱桥和钢筋商品混凝土、预应力商品混凝土桥，双曲拱桥也不少，钢筋商品混凝土肋拱桥和钢梁桥为数较少。目前公路建设已逐步由修建新公路为主而转入改善提高干线公路为主的发展时期，根据公路建设的要求，主要干线公路要达到专用公路技术标准或不低于一般公路和二级技术标准，一般干线公路也要达到一般公路的三级标准。作为公路重要组成部分的桥梁，必须随着公路技术等级的提高，而提高其技术标准和通行能力。我国现有桥梁技术状况较差，主要表现为：（1）桥梁设计标准较低。我国

目前61.6％的中小桥分布在技术标准低、通行能力差的公路上，这些桥梁荷载标准大多为汽-13、拖-60或汽-15、挂-80，还有相当一部分桥梁的荷载标准仅为汽-10、履带-50，甚至低于汽-10级。除按交通部1972年和1982年公布的设计标准建造的桥梁能基本满足近期交通外，在此之前特别50年代后期和60时年代建造的桥梁，大多数长期承受超过设计荷载的车辆荷载，导致承载能力不够，技术状况急剧下降，或是出现老化、破损、裂缝等现象，这造成危桥增加，对行车的影响越来越大，使桥梁成为公路交通运输的“颈口”，严重影响整条线路的畅通，也成为交通事故多发地点；（2）桥梁设计、施工、养护、管理、周围环境等方面的问题，以及桥梁在使用过程中遭受的意外灾害如地震、洪水、意外撞击等原因，服役桥梁在营运多年以后在承载能力和使用性能方面存在不同程度的退化现象。据不完全统计，截至2000年底，我国公路上共查出危桥5176座，达186632延米，完全拆除这些危桥进行重建，需投入重建经费41亿元左右，而一般情况下桥梁加固改造费用约为新建桥梁费用的10-30%。双曲拱桥加固改造费用约为新建桥梁费用的20-40%，若以桥梁加固改造费用为新建桥梁费用的40%计算，对我国查出的5176座危桥来说，对他们进行加固改造利用可节省投资近25亿元。由此可见，通过加固改造充分利用现有桥梁，将会节省大量的公路建设投资，产生巨大的经济和社会效益。

根据桥梁破损状况和性质，查明现有钢筋商品混凝土桥梁的病害程度和原因对于确定桥梁的技术状况，以便采用相应的加固、改善措施，确保既有桥梁的安全性和使用性具有重要意义。

2既有钢筋商品混凝土桥梁常见病害及其产生原因

常见钢筋商品混凝土梁、板，双曲拱桥在建造或运营一段时间后往往会伴有病害的发生，产生病害既有外界因素也有内部因素。根据我校对湖南省常宁北门桥、长永高速路跨线等20余座旧桥检测情况，结合其它文献资料，现把既有钢筋商品混凝土桥梁常见病害及其产生原因总结如下[1~7]。

2.1商品混凝土质量问题

2.1.1商品混凝土开裂

钢筋商品混凝土桥梁开裂是一种较为普遍的现象。对既有桥梁进行检测评估时，

常需要对结构中出现的裂缝进行分析。裂缝有很多种，不同类型的裂缝产生的原因不同，对结构耐久性和安全性的影响也不同。桥梁施工期主要会产生收缩裂缝、沉降裂缝、温度作用产生的裂缝；使用期除了受力裂缝外，主要是随时间发展的耐久性裂缝：纵向锈蚀裂缝、冻融循环作用引起的裂缝，碱骨料反应引起的裂缝，盐类及酸类侵蚀引起的裂缝。根据不同作用裂缝形态也有所不同，常见的有横向裂缝（由于荷载、收缩以及温度作用引起），剪切裂缝、斜裂缝（由于荷载作用或结构错位移动引起），X型交叉裂缝（由于地震作用）。因而，在进行商品混凝土结构耐久性和安全性分析时，必须根据裂缝形态、走向、宽度、深度分清裂缝产生原因。由于双曲拱桥是拱肋、拱波、拱板组合受力，开裂情况较为严重，下面着重分析双曲拱桥裂缝种类和产生原因。

双曲拱桥是本身横向、纵向整体性较差，再加上是少筋或无筋预制拱肋和拱波，以纵向开裂为主，其次有横向变形或受力缝产生；拱肋商品混凝土剥落与露筋现象也不少。

（1）拱肋与拱波结合面缝：是由于截面组合较薄弱造成。

（2）拱肋径向缝：主要是由于桥台变位而产生，一般均出现在3L/8至5L/8。（3）波顶纵缝：主要由于主拱圈横向联系不够，使活载横向分布趋向不利或由于横隔梁尺寸偏小，主共横向整体性差。，导致在拱波受力薄弱处波顶开裂。（4）拱脚截面拱背径向缝：主要由于桥台变位而产生。一般不设锚入台座的拱背钢筋的双曲拱，裂缝集中在拱脚截面，对拱脚截面的弯矩起卸载作用，并无有害作用。但为了防止水渗漏与冰冻等的有害风化影响，当裂缝宽度>0.2mm时，宜加以封闭。

（5）腹拱圈拱顶或拱顶附近出现沿桥横向的裂缝。主要由于未设置伸缩缝或变形缝或伸缩缝或变形缝不能正常工作。

（6）拱上建筑裂缝：腹拱、立墙由于施工质量导致的商品混凝土压碎、剪断或错位等，必须进行整修、加固或局部改建。

2.1.2商品混凝土表面缺陷

根据桥梁结构形式、构件种类、建桥环境、施工质量以及使用情况等的不同，在基本构件上缺陷产生的部位、种类和程度也不同。对于钢筋商品混凝土桥上部结