橋梁結構耐久性病害現(xiàn)象與成因分析

[摘要]橋梁結構耐久性病害是許多橋梁存在的問題，也是一個必須要解決的問題。從結構耐久性的內涵出發(fā)，首先介紹當前橋梁結構耐久性病害現(xiàn)象，然后對引起橋梁結構耐久性病害的因素分析。

[關鍵詞]橋梁結構耐久性病害

經(jīng)過近幾十年的快速發(fā)展，我國橋梁的數(shù)量已十分龐大。其中有不少橋梁暴露出病害，更有一些橋梁在遠沒有達到預期使用壽命時，就出現(xiàn)耐久性能嚴重退化的現(xiàn)象，甚至出現(xiàn)倒塌等毀滅性事故。使用壽命及耐久性能的提高將是21世紀橋梁技術進步的重要標志。

一、結構耐久性的內涵

在最普遍的意義上，結構的耐久性就是指其維持初始性能(包括安全性、適用性及美觀)的能力。從專業(yè)研究及便于量化的角度，結構的耐久性可更具體的定義為：結構在外界環(huán)境及其他因素(設計預期的正常荷載，對于突發(fā)性災害事件不應多考慮)共同作用下，在同樣(或等效的)的建設和運營維護總成本(壽命周期總成本)下，在設計使用壽命期內，保持預期的安全性、適用性的能力。即耐久性的內涵應包括耐久的長壽命及經(jīng)濟地耐久。

二、橋梁結構耐久性病害現(xiàn)象

橋面鋪裝破壞

在車輛(尤其是超載、超限車輛)的長期作用下，尚未達到預期年限的橋面板經(jīng)常出現(xiàn)凸凹不平或網(wǎng)狀開裂等破壞現(xiàn)象。橋面鋪裝的過早破壞是世界范圍的難題，特別是在氣候寒冷需要采用除冰鹽消除橋面積雪的國家和地區(qū)，因為氯鹽侵蝕和凍融破壞的共同作用，橋面鋪裝壽命短、病害嚴重的情況非常普遍。橋面鋪裝損壞的問題在我國也非常嚴重，不僅在早期修建的橋梁中大量存在，而且國內近年來修建的幾座特大型橋梁(如虎門大橋、廈門海滄大橋、江陰大橋等)在運營不到5年就紛紛出現(xiàn)橋面鋪裝損壞的問題。

橋頭跳車

橋梁運營一段時間后，普遍存在臺后填土下沉的現(xiàn)象，使橋頭跳車成為一種常見的病害。跳車產(chǎn)生的劇烈沖擊和振動降低了行車的舒適性、增加了汽車的故障率，車輛對橋臺和結構產(chǎn)生過大的沖擊力，又會使跳車現(xiàn)象更加嚴重，并影響橋梁的耐久性與使用壽命。

混凝土開裂

在混凝土橋梁中，梁體開裂是一種影響耐久性的較為普遍的現(xiàn)象?；炷亮芽p按開裂部位可分為：主梁頂、底板開裂，腹板開裂，齒板開裂，預應力錨頭區(qū)開裂等。按成因可分為結構裂縫和非結構裂縫。結構裂縫是指混凝土所受拉應變超過極限應變而出現(xiàn)的開裂現(xiàn)象，它的寬度可隨著荷載的變化而變化。非結構裂縫一般是指由于變形受到約束而出現(xiàn)的開裂現(xiàn)象。

鋼筋銹蝕

受力鋼筋的銹蝕將導致其有效截面的下降；銹蝕后鋼筋的體積膨脹又會導致混凝土開裂或表面混凝土成塊脫落，從而削弱構件整個截面的面積；隨著鋼筋銹蝕程度的增大，鋼筋與混凝土之間的粘結力減小、共同作用受到損害，從而引起構件承載力下降。混凝土開裂后又使原來處于混凝土保護層下的鋼筋暴露于空氣中，加快了鋼筋銹蝕速度，造成惡性循環(huán)。引起鋼筋銹蝕的兩個主要原因是混凝土的碳化及氯離子的侵蝕。

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