橋梁結(jié)構(gòu)耐久性病害現(xiàn)象與成因分析

[摘要]橋梁結(jié)構(gòu)耐久性病害是許多橋梁存在的問(wèn)題，也是一個(gè)必須要解決的問(wèn)題。從結(jié)構(gòu)耐久性的內(nèi)涵出發(fā)，首先介紹當(dāng)前橋梁結(jié)構(gòu)耐久性病害現(xiàn)象，然后對(duì)引起橋梁結(jié)構(gòu)耐久性病害的因素分析。

[關(guān)鍵詞]橋梁結(jié)構(gòu)耐久性病害

經(jīng)過(guò)近幾十年的快速發(fā)展，我國(guó)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(yuǎn)沒(méi)有達(dá)到預(yù)期使用壽命時(shí)，就出現(xiàn)耐久性能嚴(yán)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(jì)橋梁技術(shù)進(jìn)步的重要標(biāo)志。

一、結(jié)構(gòu)耐久性的內(nèi)涵

在最普遍的意義上，結(jié)構(gòu)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(jié)構(gòu)的耐久性可更具體的定義為：結(jié)構(gòu)在外界環(huán)境及其他因素(設(shè)計(jì)預(yù)期的正常荷載，對(duì)于突發(fā)性災(zāi)害事件不應(yīng)多考慮)共同作用下，在同樣(或等效的)的建設(shè)和運(yùn)營(yíng)維護(hù)總成本(壽命周期總成本)下，在設(shè)計(jì)使用壽命期內(nèi)，保持預(yù)期的安全性、適用性的能力。即耐久性的內(nèi)涵應(yīng)包括耐久的長(zhǎng)壽命及經(jīng)濟(jì)地耐久。

二、橋梁結(jié)構(gòu)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(zhǎng)期作用下，尚未達(dá)到預(yù)期年限的橋面板經(jīng)常出現(xiàn)凸凹不平或網(wǎng)狀開(kāi)裂等破壞現(xiàn)象。橋面鋪裝的過(guò)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(guó)家和地區(qū)，因?yàn)槁塞}侵蝕和凍融破壞的共同作用，橋面鋪裝壽命短、病害嚴(yán)重的情況非常普遍。橋面鋪裝損壞的問(wèn)題在我國(guó)也非常嚴(yán)重，不僅在早期修建的橋梁中大量存在，而且國(guó)內(nèi)近年來(lái)修建的幾座特大型橋梁(如虎門(mén)大橋、廈門(mén)海滄大橋、江陰大橋等)在運(yùn)營(yíng)不到5年就紛紛出現(xiàn)橋面鋪裝損壞的問(wèn)題。

橋頭跳車

橋梁運(yùn)營(yíng)一段時(shí)間后，普遍存在臺(tái)后填土下沉的現(xiàn)象，使橋頭跳車成為一種常見(jiàn)的病害。跳車產(chǎn)生的劇烈沖擊和振動(dòng)降低了行車的舒適性、增加了汽車的故障率，車輛對(duì)橋臺(tái)和結(jié)構(gòu)產(chǎn)生過(guò)大的沖擊力，又會(huì)使跳車現(xiàn)象更加嚴(yán)重，并影響橋梁的耐久性與使用壽命。

混凝土開(kāi)裂

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

鋼筋銹蝕

受力鋼筋的銹蝕將導(dǎo)致其有效截面的下降；銹蝕后鋼筋的體積膨脹又會(huì)導(dǎo)致混凝土開(kāi)裂或表面混凝土成塊脫落，從而削弱構(gòu)件整個(gè)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(jié)力減小、共同作用受到損害，從而引起構(gòu)件承載力下降?；炷灵_(kāi)裂后又使原來(lái)處于混凝土保護(hù)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(gè)主要原因是混凝土的碳化及氯離子的侵蝕。

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