对混凝土桥梁结构损伤的原因分析

1、对混凝土桥梁结构损伤的原因分析岑岗摘要：桥梁是公路交通的咽喉，具有重要的地位。本文 从各个方面分析了桥梁结构损伤的原因， 为公路桥梁的养 护和加固提供了科学决策依据。关键词：混凝土桥梁结构损伤桥梁是公路交通的咽喉，在国民经济和人民生活中占有 重要地位。近些年来， 由于道路交通量的不断增加、 交通 荷载的日益加重以及各种自然因素、 人为因素等的共同作 用，使得我国现有许多混凝土桥梁出现了不同程度的损伤。 这些损伤桥梁的使用轻则造成交通受阻、人们生活不便， 重则可能造成严重的人员伤亡和财产损失， 给国民经济和 社会发展带来不利后果。因此，为确保运输安全，对这些 桥梁的检查、 维修、加固己成为当前公

2、路养护与管理部门 的一项重要实践活动。由于桥梁结构本身的复杂性以及桥梁 地理位置的特殊性，引起其损伤的原因是多方面的。下面针 对几种常见原因进行分析。一、规划不当桥梁工程建设一般是从规划开始， 在做桥梁规划作业 时，应首先进行可行性研究，即就桥梁对区域社会经济发 展、环境和社会人文影响、当地自然条件等因素详加调查 和评估。而目前修建桥梁时， 常出现如下问题： 本文来自月期刊网，转载请注明来源。许多桥梁缺乏长期规划。不但没有在规划前进行可行性 调查研究， 而且缺乏长远考虑， 仓促决定， 以至在桥梁 施工、使用阶段问题频繁出现，引发出一系列的结构问题， 导致桥梁未达到使用年限就出现严重病害。地质、

3、 水文资料的调查收集不够全面。地质、 水文资 料的调查收集对桥位的选择十分重要， 若先期地质钻探报 告不实，或是试验结果错误，将会导致桥梁使用期间的基 础沉陷或基础水平移动。特别是漏报了地质不良现象，如: 滑坡、断层、溶洞等，后果尤为严重，可能导致不可估 量的损失。规划的设计交通量不足。主要原因在于初期规划中交通 量调查不够充分，对交通量的增长估计不足，致使后期交 通量不能满足需求， 造成桥梁的疲劳损坏。二、设计不良设计方法考虑不周。以往桥梁设计都是把承载能力极限 状态作为设计的控制条件， 对桥梁的正常使用问题考虑甚 少，因此导致了桥梁结构设计与构造只重强度不重使用的 不良倾向， 桥梁的适用性

4、、耐久性不能得到保证。例如：缺 少对混凝土配合比的限制， 许多构件水灰比较大， 降低了 混凝土的抗渗性， 尽管强度可能满足要求， 但对结构耐久 性十分不利。设计规范不完善。 现有的许多桥梁建造时间己久， 设本文来自月期刊网，转载请注明来源。计是依据当时规范进行的。 而当时由于科学技术水平的限 制，规范中肯定会有考虑不周、不能尽如人意的地方，如 荷载取值偏小，荷载组合考虑不全等。因此，结构在以后 的使用过程中逐渐暴露出了一些问题。设计者自身的原因。 由于桥梁结构体系复杂， 一座桥 梁往往都是多人组合分块设计。虽然大家采用相同的规范， 但设计者水平有高有低、考虑问题不一定都很全面，因此整 套设计方

5、案难免会存在缺陷，再加上一些人为错误，如: 对结构观念的理解错误， 理想化时假定错误， 计算过程错 误，绘图时疏忽大意等。都会给将来桥梁的使用埋下隐患。 结构选型和构造缺陷。由于一般的桥梁设计规范主要是 针对单个构件承载能力的，因此在设计和施工中往往对结构 的造型和连接构造缺少充分的考虑， 形成了结构中的薄弱 环节（部位），从而导致这些部位损伤严重， 如构件与构件 搭接处、伸缩缝及管沟处、结构表面复杂多变及变化比较 急剧处等。未能建立完善的设计审核制度。对设计程序及成果不严 加审核，不能最大程度地消除设计者的错误。三、施工不良由于施工技术水平和管理水平的限制，在施 工过程中不可避免地存在某些缺

6、陷， 如：施工过程中疏忽大意， 对混凝土振捣不均匀， 有些地 方漏振。结构养护成型后， 对其表面缺少必要的处理， 结 本文来自月期刊网，转载请注明来源。构表面存在坑槽、麻面，保护层没有达到设计要求，有 些地方的钢筋直接裸露等。这些缺陷的存在一方面缩短了侵 蚀介质抵达钢筋的距离，另一方面加强了桥梁结构对侵蚀介 质的吸附作用， 延长了介质在结构上的滞留时间，从而导 致了更严重的侵蚀损伤。施工过程中偷工减料， 如钢筋绑扎不牢， 焊缝达不到 规定要求，有的甚至采用不符合要求的原材料等。混凝土施工过程中质量控制不严导致混凝土强度不足， 既容易使桥梁结构因承载能力不足而破坏，又会对结构的耐 久性产生不利影

7、响。施工过程中， 施工技术员对设计图纸理解错误， 监理 人员不尽职尽责， 以及最后的验收也不遵从实事求是的原 则， 造成验收结果与实际不符， 达不到预定的要求， 致 使使用过程中问题层出不穷， 桥梁的使用年限相应缩短。错误的施工， 如钢筋位置不对， 施工过程中乱踩钢筋， 使承受负弯矩的钢筋压下来错位等。四、荷载作用荷载作用是导致结构损伤发展乃至破坏的最主要的原因。过大的荷载作用容易使结构失稳或承载能力不足或者引 起过大的构件变形或过宽的受力裂缝，从而影响桥梁的正 常使用；同时荷载作用又能加剧结构中的钢筋腐蚀， 特别是 对于混凝土受拉区的钢筋， 这是由于荷载作用使结构产生 本文来自月期刊网，转载

8、请注明来源。的拉应力加速了混凝土微裂缝的开展和延伸，以及各微裂缝 间的连接贯通， 增大了混凝土的空隙率， 降低了混凝土 的抗渗性，从而削弱了混凝土对侵蚀介质的抵抗能力；荷载 的重复作用可导致桥梁结构的疲劳破坏等。五、环境侵蚀恶劣的环境是导致桥梁结构损伤的又一重要原因。因为： 环境的物理作用造成了混凝土的裂缝、剥落和磨蚀，如对于潮湿环境中和水位变动区的桥梁结构构件，冻融循环 作用会导致构件表层混凝土的疏松、 剥落;对于超静定桥 梁结构， 过大的温差产生的温度应力， 可导致构件表面混 凝土的开裂；对于跨河桥梁，水力冲刷会对桥墩、桥台 和基础产生不利影响：沿海地区的空气和土壤中盐类含量 高，盐份侵蚀

9、混凝土， 干燥后导致盐类在棍凝土孔隙中 的结晶膨胀， 使混凝土发生开裂损伤等。环境的化学作用使混凝土分解和钢筋锈蚀。如盐类直 接侵蚀混凝土，与材料中的某些成份发生化学反应， 生成 结晶膨胀物或易溶于水的物质， 导致结构开裂或溶蚀；某些可溶性阴离子，特别是氯离子通过保护层渗透到钢筋 周围，当其含量达到一定程度时，会使钢筋发生电化学腐 蚀；酸性气体或液体侵蚀混凝土结构， 破坏了混凝土的高 碱性环境，当PH值降到9以下时，钝化膜就遭到破坏，一 旦外界条件具备，钢筋就很容易发生锈蚀。六、自然灾害地震。地震对于桥梁的破坏影响最为严重。地震来势突 然，震灾难以预料， 加之其破坏力巨大， 能完全改变地 质情况，造成桥梁墩台大量滑移， 整孔垮塌等严重破坏。 台风。我国东南沿海台风和洪水发生频繁，台风强度大、 速度快，使桥梁受到巨大侧向力的作用， 特别是对于大跨 度桥梁，受力十分不利，极易造成结构损伤。 洪水。洪水对桥梁的基础、墩台及河道冲刷剧烈， 且 挟带流木、流石撞击桥墩，不但能造成下部结构倾斜，甚 至还会直接将上部结构冲垮。以上仅对桥梁结构损伤的常见 原因进行了分析。实际中，桥梁结构的损伤往往不是单一 因素造成的，而是几种因素共同作用的结果，损伤的表现 形式也多种多样。因此， 对于实际