橋梁養(yǎng)護(hù)與加固緒論課件

1、 橋梁養(yǎng)護(hù)與加固橋梁養(yǎng)護(hù)與加固緒論第一章 緒論橋梁事故與啟示橋梁主要病害國外橋梁養(yǎng)護(hù)現(xiàn)狀國內(nèi)橋梁養(yǎng)護(hù)現(xiàn)狀引言我國現(xiàn)處于大規(guī)模建設(shè)的高潮期，由于交通量劇增、超載現(xiàn)象嚴(yán)重、設(shè)計(jì)標(biāo)準(zhǔn)偏低、設(shè)計(jì)施工周期短、橋型不當(dāng)或計(jì)算假定不合理、施工質(zhì)量及管養(yǎng)不善等原因，使得我國數(shù)以萬計(jì)的舊橋，特別是20世紀(jì)80年代以前修建的橋梁，出現(xiàn)了不同程度的損傷，長(zhǎng)期處于“帶病工作”狀態(tài)，從而導(dǎo)致結(jié)構(gòu)的承載能力和耐久性降低，結(jié)構(gòu)安全風(fēng)險(xiǎn)加大，逐步成為危橋，嚴(yán)重影響了公路交通網(wǎng)的安全。橋梁病害原因： 1、建國初期至改革開放前修建橋梁約24萬座，標(biāo)準(zhǔn)低、年久失修不能滿足現(xiàn)代交通的需求。 2、近三十年的快速發(fā)展，建橋的設(shè)計(jì)、施工管

2、理水平發(fā)展相對(duì)滯后，還處在不斷提高的過程中，因而許多橋梁未通車就存在隱患。 3、基礎(chǔ)研究不夠。許多橋梁在結(jié)構(gòu)上、材料上的基礎(chǔ)研究還不足，設(shè)計(jì)規(guī)范標(biāo)準(zhǔn)也存在滯后的問題，有些橋梁在成橋后的長(zhǎng)期使用中發(fā)現(xiàn)這樣或那樣的缺憾。 4、超載、超限車難以控制。因?yàn)榻煌ㄟ\(yùn)輸管理體制等多方面的原因，中國公路橋梁上行駛的大型車輛普遍超載，這些車輛對(duì)道路橋梁的破壞是直接而致命的。 5、缺乏有效的管養(yǎng)機(jī)制。眾多橋梁缺少管理和保養(yǎng)。讓“小病”逐漸發(fā)展成“大病”，橋梁長(zhǎng)期帶“病”工作，最終發(fā)展成為危橋。 危橋數(shù)量統(tǒng)計(jì)截至2011年，全國公路橋梁68.9萬座，其中特大橋2341座，大橋55229座。2013年末，公路橋梁73

3、.53萬座，3977.80萬米，特大橋3075座。2001-2012年年底，共投資438.8億元用于21610座危橋的改造。據(jù)國外資料介紹，舊橋的加固費(fèi)用為新建橋梁的1020%，而我國梁橋的加固費(fèi)用為3040%，拱橋加固費(fèi)用為2030%，故舊橋加固可以大量節(jié)約資金，節(jié)省施工周期，顯著提高社會(huì)經(jīng)濟(jì)效益和社會(huì)效益。新橋終究要變成舊橋，因此橋梁加固維修是一個(gè)永久性的技術(shù)課題，亦是橋梁建設(shè)可持續(xù)發(fā)展的一個(gè)重要組成部分和關(guān)鍵技術(shù)之一，因此舊橋維修加固技術(shù)必然成為橋梁工程的一支重要分支。一、橋梁事故與啟示 建國以來，橋梁事故屢屢發(fā)生，引發(fā)人們對(duì)橋梁建設(shè)質(zhì)量的諸多質(zhì)疑，然而極少思考橋梁管理及養(yǎng)護(hù)中存在的問題

4、，實(shí)現(xiàn)防患于未然，將危險(xiǎn)消滅于萌芽狀態(tài)。 下面從一些事故中揭示橋梁管養(yǎng)的不足。四川宜賓南門大橋橋面坍塌時(shí)間：2001年11月7日原因：吊桿銹蝕遼寧盤錦田莊臺(tái)大橋垮塌時(shí)間：2004年6月10日原因：超限車輛長(zhǎng)期作用下，跨中掛梁掉落寧波招寶山大橋主梁斷裂1998.09.24，主梁上游1617塊箱體底板接縫前的16塊錨板預(yù)應(yīng)力連接器位置出現(xiàn)破壞性裂崩，下游的1516塊箱體底板接縫前的15錨板預(yù)應(yīng)力連接器位置也出現(xiàn)破壞性裂崩。 原因：主梁設(shè)計(jì)結(jié)構(gòu)單薄，尤其是底板厚度過薄，有效截面較小，從而導(dǎo)致受壓區(qū)實(shí)際應(yīng)力偏大。2011年7月14日，福建武夷山公館大橋北端轟然垮塌，一輛正在橋上行駛的旅游大巴車墜入橋下

5、，造成1名駕駛員當(dāng)場(chǎng)死亡，其余22人受傷。事故原因：橋梁個(gè)別或部分吊桿斷裂，導(dǎo)致橋面荷載失去承載而發(fā)生橋面垮塌。廣東九江大橋二百米橋面被撞垮塌 2007年6月15日上午5時(shí)許，廣東，325國道九江大橋被一艘運(yùn)輸船撞擊橋墩，造成200多米橋面坍塌 。包頭市一鐵路高架橋發(fā)生傾斜 2007年10月23日23時(shí)許，內(nèi)蒙古自治區(qū)包頭市民族東路高架橋橋面發(fā)生傾斜，行駛在橋上的兩輛重型貨車和一輛轎車隨路面?zhèn)然綐虻?，造成橋下包環(huán)（繞城環(huán)線）鐵路專用線中斷。 北京順義減河1號(hào)懸索橋做承重試驗(yàn)坍塌該橋?yàn)橐蝗诵芯坝^橋，長(zhǎng)120米，寬5米，橋面坡度2.56%，半坡長(zhǎng)70.4米，中間拱高1.488米。橋面由雙體箱形鋼

6、結(jié)構(gòu)鋼懸索承重。懸索橋原貌10輛測(cè)重卡車隨橋墜入減河2011年7月19日零時(shí)40分，一輛載重超過160噸的嚴(yán)重超載6軸貨車通過北京懷柔寶山寺白河橋，當(dāng)駛過該橋的第一孔橋洞時(shí)，該橋發(fā)生坍塌，隨后4孔橋洞全部坍塌前坍塌后2012.08.24，哈爾濱陽明灘大橋坍塌蓋梁損壞橋墩布置鋼混組合梁2010.3.19，昆明新機(jī)場(chǎng)高架橋工程A-3合同段東引橋第三聯(lián)模板支架坍塌 原因是支架架體構(gòu)造有缺陷，支架安裝違反規(guī)范，支架的鋼管扣件有質(zhì)量問題，采用從箱梁高處向低處澆筑砼的方式違反規(guī)范規(guī)定，導(dǎo)致架體右上角翼板支架局部失穩(wěn)，牽連架體整體坍塌。二、橋梁主要外觀病害 橋梁檢查的主要目標(biāo)是通過橋梁現(xiàn)場(chǎng)外觀檢查來看橋梁是

7、否存在病害。 通過對(duì)橋梁病害發(fā)生的部位、性質(zhì)、嚴(yán)重程度的檢查，弄清病害產(chǎn)生的原因和發(fā)展趨勢(shì)，就能進(jìn)一步來分析和評(píng)估病害對(duì)橋梁質(zhì)量和結(jié)構(gòu)承載力的影響，從而為養(yǎng)護(hù)，維修和加固措施提供可靠的依據(jù)。 因此，在橋梁的現(xiàn)場(chǎng)檢查中，必須要有能力識(shí)別橋梁病害和嚴(yán)重程度，并由此來初步判斷病害產(chǎn)生的可能原因，這就對(duì)橋梁養(yǎng)護(hù)工程師提出了更高的能力要求。1 混凝土空心板梁橋1 預(yù)制板間企口縫混凝土剝落 企口縫是空心板橫向傳力的重要構(gòu)造。企口縫混凝土的脫落表明實(shí)際強(qiáng)度不夠、質(zhì)量差，因而造成空心板橫向連接薄弱，很容易造成空心板的單板受力過大，破壞空心板梁橋上部結(jié)構(gòu)橫向整體受力性能，同時(shí)，使橋面鋪裝層產(chǎn)生沿企口縫（縱橋向）

8、的裂縫，甚至破壞。而橋面水易由橋面鋪裝上的裂縫進(jìn)入企口縫混凝土，進(jìn)一步損壞企口縫內(nèi)混凝土，往往可以在空心板底面觀察到企口縫混凝土滲出的游離石灰。2 先張法預(yù)應(yīng)力混凝土空心板底面縱向裂縫 在空心板的底面，一般是空心板截面的兩腹板之間底面出現(xiàn)12條沿板跨徑方向的縱向裂縫，比較長(zhǎng)。裂縫呈斷續(xù)或連續(xù)狀。裂縫處往往伴隨有滲水痕跡或白化現(xiàn)象。 先張法預(yù)應(yīng)力混凝土空心板底面縱向裂縫一般是底板的貫穿性裂縫，使空心板由原來的完整閉口截面變成了相應(yīng)開口截面。對(duì)抗彎承載力有一定的影響，對(duì)截面抗扭性能亦有較大影響。同時(shí)空心板挖空部分的積聚水作用會(huì)造成鋼筋銹蝕，因而影響空心板的混凝土耐久性。3 預(yù)應(yīng)力混凝土板上拱值過大

9、 這種現(xiàn)象以先張法預(yù)應(yīng)力混凝土空心板出現(xiàn)較多。表現(xiàn)為在營(yíng)運(yùn)多年后，板跨中部位上拱值（又稱反拱）仍較大，甚至出現(xiàn)在跨間橋面是上凸，而在支座附近橋面相對(duì)下凹。 先張法預(yù)應(yīng)力混凝土空心板上拱度過大，為保持設(shè)計(jì)的橋面標(biāo)高，則空心板的跨中部位橋面鋪裝及現(xiàn)澆混凝土層可能較薄，而在支座區(qū)段的板部位則可能很厚，這樣，實(shí)際二期恒載作用與設(shè)計(jì)計(jì)算考慮不一致，同時(shí)，板跨中部位的橋面鋪裝由于達(dá)不到設(shè)計(jì)厚度易產(chǎn)生鋪裝病害。另外，在使用階段，預(yù)應(yīng)力混凝土上拱度仍過大造成橋面為波浪形則引起行車的不舒適感，降低行車速度，影響了橋梁適用性功能。2 混凝土T梁橋1 預(yù)制T梁橫隔梁連接錯(cuò)位或開裂 預(yù)制T形梁之間的橫隔梁平面位置相差

10、較大，或橫隔梁底不在一水平面上。 對(duì)于多梁式的梁橋，其上部結(jié)構(gòu)是由多根主梁及端橫梁、中橫梁組成一個(gè)整體結(jié)構(gòu)承受車輛荷載作用。橫隔梁連接的錯(cuò)位無法正確后焊連接鋼板，成為橫隔梁受力的薄弱截面，會(huì)導(dǎo)致上部結(jié)構(gòu)整體受力的削弱，甚至是主梁的單梁受力過大。2 梁端部混凝土劣化 亦稱混凝土惡化。指在混凝土表面或者整體上出現(xiàn)混凝土材料組成的化學(xué)性質(zhì)、物理力學(xué)性能變差的現(xiàn)象。 在混凝土橋梁上，混凝土劣化往往是局部的，但是，除了由于劣化使混凝土本身性能變壞外，還喪失了保護(hù)鋼筋的作用，因而對(duì)橋梁耐久性有嚴(yán)重影響。對(duì)橋梁靠邊側(cè)的構(gòu)件（例如多梁式梁板橋的邊梁板、箱梁的外側(cè)腹板等）表面混凝土耐久性影響也很大。3 混凝土連

11、續(xù)箱梁橋（1）箱梁腹板斜裂縫 一類斜裂縫往往出現(xiàn)在邊跨梁端附近區(qū)段、中跨梁在墩支座中心線與反彎點(diǎn)之間的區(qū)域斜裂縫往往由箱梁下邊緣向上斜向延伸，傾角約在1545角范圍內(nèi)。在中跨梁體上，腹板斜裂縫在跨間兩邊往往對(duì)稱發(fā)生。 另一類腹板斜裂縫的現(xiàn)象是斜裂縫與底板的橫向裂縫相連，一般多發(fā)生在節(jié)段懸臂施工的預(yù)應(yīng)力混凝土箱梁的腹板上。 根據(jù)橋梁設(shè)計(jì)理論，預(yù)應(yīng)力混凝土連續(xù)梁橋箱梁腹板不允許出現(xiàn)斜裂縫。腹板出現(xiàn)混凝土斜裂縫后，通過斜裂縫的預(yù)應(yīng)力鋼束和箍筋承受變幅的作用應(yīng)力，可能使鋼筋與混凝土之間的粘結(jié)進(jìn)一步損壞而造成鋼束（筋）的疲勞破壞。在極限情況下，鋼筋可能屈服，并可能導(dǎo)致通常肉眼看不到而用儀器可以觀測(cè)到的梁

12、底錯(cuò)位。（2）箱梁腹板彎曲裂縫在鋼筋混凝土連續(xù)箱梁的跨中區(qū)段和墩頂部位區(qū)段分別出現(xiàn)由箱梁底邊緣向上延伸和由箱梁頂邊緣向下延伸的豎向彎曲裂縫，其中較常見的是在跨中區(qū)段由梁底邊緣向上延伸的彎曲豎向裂縫。對(duì)節(jié)段施工的預(yù)應(yīng)力混凝土箱梁，一般易在箱梁節(jié)段的接縫內(nèi)或接縫附近出現(xiàn)彎曲豎向裂縫。箱梁腹板彎曲裂縫往往還伴隨箱梁底板（或頂板）的混凝土橫向裂縫。鋼筋混凝土連續(xù)箱梁腹板彎曲裂縫最大寬度在限制值之內(nèi)是正常的受力裂縫。預(yù)應(yīng)力混凝土A類構(gòu)件和全預(yù)應(yīng)力混凝土構(gòu)件設(shè)計(jì)的預(yù)應(yīng)力混凝土連續(xù)箱梁，不允許出現(xiàn)腹板彎曲裂縫。出現(xiàn)腹板彎曲豎向裂縫后，將引起箱梁的內(nèi)力重分布。箱梁腹板彎曲裂縫3 箱梁腹板豎向裂縫在支架上現(xiàn)澆混

13、凝土施工的鋼筋混凝土和預(yù)應(yīng)力混凝土連續(xù)箱梁的腹板上出現(xiàn)的垂直于梁軸線方向的豎向裂縫。豎向裂縫沿箱梁跨徑方向分布，在箱梁跨中部位往往間距較小，而在其他部位間距較大。一類箱梁腹板豎向裂縫是與箱梁底板橫向裂縫相連，即腹板豎向裂縫下端達(dá)到箱梁截面下邊緣。另一類箱梁腹板豎向裂縫是在頂板下梗腋（箱外）和底板之間腹板的半高處，而裂縫呈中間寬度較大兩端頭細(xì)小的棗核形裂縫。箱梁腹板豎向裂縫是在箱梁施工中由于措施不當(dāng)引起的，其裂縫寬度會(huì)隨一年四季的大氣溫度變化而變化，裂縫寬度一般較大。這種裂縫對(duì)箱梁的結(jié)構(gòu)使用性能影響不大，但可能會(huì)影響箱梁的耐久性。（4）箱梁底板橫向裂縫第一類，底板的橫向裂縫主要發(fā)生在鋼筋混凝土連

14、續(xù)梁的跨中區(qū)段，常常伴隨出現(xiàn)腹板上的豎向彎曲裂縫；第二類，底板的橫向裂縫主要出現(xiàn)在節(jié)段施工的預(yù)應(yīng)力混凝土連續(xù)箱梁的相鄰節(jié)段之間的接縫附近；是由于波紋管走形引起的，對(duì)箱梁結(jié)構(gòu)受力影響不大。第三類底板的橫向裂縫出現(xiàn)在后張法預(yù)應(yīng)力混凝土連續(xù)箱梁底板齒塊后方區(qū)域，往往伴隨出現(xiàn)腹板的斜裂縫?，F(xiàn)澆鋼筋混凝土連續(xù)箱梁底板橫向裂縫的出現(xiàn)屬于正常受力裂縫，但若箱梁內(nèi)有積水且沿裂縫滲出，則對(duì)箱梁的耐久性有較大影響。預(yù)應(yīng)力混凝土箱梁齒塊后的底板橫向裂縫屬于預(yù)加力作用產(chǎn)生的受力裂縫，初期發(fā)展很快，且裂縫寬度較大，對(duì)結(jié)構(gòu)受力有一定影響。（5）箱梁底板縱向裂縫在混凝土箱梁的底板下表面出現(xiàn)沿梁長(zhǎng)方向的縱向裂縫，長(zhǎng)短不一。一

15、般多出現(xiàn)在混凝土箱梁的正彎矩作用區(qū)段（合攏區(qū)段較常見），也會(huì)出現(xiàn)在箱梁底板齒塊附近。箱梁底板縱向裂縫 橋梁養(yǎng)護(hù)與加固預(yù)應(yīng)力混凝土箱梁出現(xiàn)底板上的縱向裂縫對(duì)箱梁受力特性有一定的影響，主要是混凝土箱梁在橫向的抗彎剛度與抗扭剛度下降。箱梁合攏段的底板表面縱向裂縫出現(xiàn)，其后果是底板混凝土分層、剝離崩壞，對(duì)橋梁結(jié)構(gòu)安全性造成威脅。（6）箱梁頂板縱向裂縫一種是縱向裂縫延伸較長(zhǎng)，往往在箱梁的跨中區(qū)段和接近支座部位箱梁區(qū)段。另一種是在節(jié)段懸臂澆筑混凝土箱梁的節(jié)段分界線之間，縱向裂縫起始于節(jié)段接縫處，平行有13條，但縱向裂縫延伸不超過另一節(jié)段接縫。箱梁頂板混凝土縱向裂縫，確為箱梁橫向受力產(chǎn)生的裂縫，則對(duì)箱梁的結(jié)

16、構(gòu)使用有較大影響。箱梁頂板混凝土縱向裂縫，若縱向裂縫貫穿頂板厚度（可由縱向裂縫處是否有滲水痕跡判斷），則對(duì)混凝土箱梁耐久性有影響。4 雙曲拱橋（1）拱上建筑側(cè)墻外鼓拱上建筑側(cè)墻向外鼓脹變形，當(dāng)拱上建筑采用圬工結(jié)構(gòu)時(shí)，往往出現(xiàn)塊材間砌筑砂漿裂縫。直接造成側(cè)墻本身的破壞并可能牽連橋面系的破壞.（2）拱上建筑側(cè)墻與主拱圈脫離拱上建筑側(cè)墻與主拱圈連接部位脫離，形成在拱圈的跨中區(qū)段拱背與拱上建筑之間較大寬度裂縫。多出現(xiàn)在拱上建筑采用磚和石砌體，而拱肋為混凝土結(jié)構(gòu)的情況中。拱橋上部結(jié)構(gòu)整體性破壞，同時(shí)墩臺(tái)較大水平位移和不均勻沉降造成主拱圈受力不利。（3）拱肋間拉桿脫離鋼筋混凝土拉桿混凝土脫落，部分或全部露

17、出內(nèi)部拉桿鋼筋。會(huì)進(jìn)一步導(dǎo)致拱波和拱板開裂，同時(shí)降低主拱圈的整體性。（4）拱圈拱腳水平位移主拱圈拱腳發(fā)生水平位移。由于主拱圈拱腳位移較大，主要是橋臺(tái)向岸方向的較大水平位移必將出現(xiàn)主拱圈下沉、拱肋混凝土開裂、拱肋與拱波分離、側(cè)墻與拱肋分離、拱上建筑的空腹小拱開裂或立柱嚴(yán)重裂縫等損壞現(xiàn)象，并且嚴(yán)重影響主拱圈（5）拱肋的徑向裂縫主拱圈混凝土拱肋在跨中區(qū)段出現(xiàn)的垂直于拱軸線方向的裂縫，一般是由拱肋截面下邊緣向上延伸發(fā)展。拱肋在拱腳區(qū)段的混凝土徑向裂縫（拱背不設(shè)錨入臺(tái)座鋼筋的雙曲拱，拱背徑向縫往往出現(xiàn)在拱腳截面，即與臺(tái)座的接觸面上），又稱為拱背徑向縫。當(dāng)僅存在拱肋跨中區(qū)段的徑向裂縫且裂縫最大寬度在0.2

18、mm以下時(shí)，對(duì)結(jié)構(gòu)受力的安全性影響不大；但若同時(shí)存在拱波和拱肋間的裂縫（又稱環(huán)向縫）或拱腳明顯的水平位移，則會(huì)對(duì)主拱圈的結(jié)構(gòu)受力危害很大。（6）拱波沿橋跨徑方向的裂縫出現(xiàn)在拱波頂部沿橋跨徑方向的裂縫，又稱“波頂縱縫”。較多地出現(xiàn)在主拱圈頂部（跨中截面）附近并延伸，有時(shí)也會(huì)出現(xiàn)在主拱圈拱腳截面附近。這類裂縫使得由多肋組成的主拱圈整體性下降。同時(shí)在主拱圈的跨中區(qū)段，拱波和拱板上面直接是實(shí)腹段填料，滲水可以直接由拱波沿跨徑方向裂縫滲出，故影響結(jié)構(gòu)的混凝土耐久性。（7）拱波與拱肋間的裂縫拱波與拱肋間出現(xiàn)平行于拱軸線的裂縫，又稱環(huán)向縫。環(huán)向縫是十分有害的裂縫，會(huì)削弱主拱圈的整體性。5 系桿拱解放路公路橋

19、是焦作市貫穿東西主要干道解放路與總干渠的交叉建筑物。該橋設(shè)計(jì)為下承式鋼管混凝土雙肋系桿拱橋，橋長(zhǎng)97.06米，跨徑85米，寬47.5米，砼澆筑3013.3立方米，鋼管拱肋425噸。 （1）吊桿索銹蝕吊桿索銹蝕，有銹斑滲出保護(hù)層，在吊桿索與錨頭的結(jié)合部最嚴(yán)重。吊桿拉索布置于梁體外部，截面尺寸小，處于高拉應(yīng)力工作狀態(tài)下，因而鋼索對(duì)應(yīng)力腐蝕作用非常敏感，吊桿腐蝕嚴(yán)重時(shí)，會(huì)發(fā)生斷裂，進(jìn)而導(dǎo)致橋面垮塌的重大事故。（2）吊桿下端預(yù)埋管積水及錨頭表面銹蝕和滲水6 鋼筋銹蝕及銹蝕裂縫鋼筋混凝土和預(yù)應(yīng)力混凝土構(gòu)件是將鋼筋置于混凝土中，利用混凝土具有的高堿性在鋼筋表面形成保護(hù)膜，避免鋼筋生銹，但是已建橋梁中，由于

20、某些因素影響，仍然存在鋼筋銹蝕情況。鋼筋銹蝕，混凝土脹裂在一般的情況下，預(yù)應(yīng)力鋼筋的腐蝕發(fā)生率是非常低的。但是，若在預(yù)應(yīng)力混凝土橋梁的設(shè)計(jì)，施工及養(yǎng)護(hù)中存在某種根本性的錯(cuò)誤或疏忽，仍會(huì)造成預(yù)應(yīng)力鋼筋的腐蝕并且會(huì)發(fā)展。在大多數(shù)情況下，預(yù)應(yīng)力鋼筋腐蝕發(fā)展具有時(shí)間的潛伏性，在最嚴(yán)重的時(shí)候，會(huì)在沒有任何預(yù)兆的情況下發(fā)生預(yù)應(yīng)力鋼筋斷裂，進(jìn)而造成構(gòu)件突然破壞。局部腐蝕：其表面特征是預(yù)應(yīng)力鋼筋表面上各部分的腐蝕程度存在明顯差異，特別是指一小部分表面區(qū)域的腐蝕速度和腐蝕梯度遠(yuǎn)大于整個(gè)表面腐蝕平均值的情況。預(yù)應(yīng)力混凝土橋梁構(gòu)件往往會(huì)存在不可避免的接縫。例如懸臂現(xiàn)澆預(yù)應(yīng)力混凝土箱梁節(jié)段之間的接縫，還有先張法預(yù)應(yīng)力

21、混凝土空心板和后張法預(yù)應(yīng)力混凝土梁的封端混凝土與預(yù)制梁（板）體之間接縫等，在這些接縫處有預(yù)應(yīng)力鋼束（及金屬波紋管）穿過或預(yù)應(yīng)力鋼束末端（及錨具）存在，若接縫處混凝土質(zhì)量不良及滲水，成為水和氯化物穿透的進(jìn)口，則會(huì)引起預(yù)應(yīng)力鋼束（及金屬波紋管、錨頭等）腐蝕。7 混凝土堿-集料反應(yīng)及裂縫混凝土堿-集料反應(yīng)是混凝土中某些活性礦物集料與混凝土孔隙中的堿性溶液之間發(fā)生的反應(yīng)。混凝土堿-集料反應(yīng)是對(duì)混凝土橋梁危害很大的一種病害，隨時(shí)間推移而呈現(xiàn)混凝土表面開裂，混凝土剝離和混凝土破壞現(xiàn)象。 堿-集料反應(yīng)破壞最重要的現(xiàn)場(chǎng)特征之一是混凝土表面開裂。如果混凝土沒有施加預(yù)應(yīng)力，則混凝土堿-集料反應(yīng)產(chǎn)生的表面裂縫呈網(wǎng)狀

22、，每條裂縫長(zhǎng)約數(shù)厘米。剛開始時(shí)，裂紋從網(wǎng)節(jié)點(diǎn)呈三條放射狀裂紋，夾角約120，起因于混凝土表面下的反應(yīng)集料顆粒周圍的凝膠或集料內(nèi)部產(chǎn)物的吸水膨脹。當(dāng)其他集料顆粒發(fā)生反應(yīng)時(shí)，便產(chǎn)生更多的裂紋，最終這些裂紋相互連通，形成網(wǎng)狀裂縫。 預(yù)應(yīng)力混凝土構(gòu)件遭受嚴(yán)重的堿-集料反應(yīng)破壞時(shí)，其膨脹力將垂直于約束力的方向，在預(yù)應(yīng)力作用的區(qū)域裂縫將主要沿預(yù)應(yīng)力方向發(fā)展，形成平行于預(yù)應(yīng)力鋼筋的裂縫，在非預(yù)應(yīng)力作用的區(qū)域或預(yù)應(yīng)力作用較小的區(qū)域混凝土表面出現(xiàn)網(wǎng)狀開裂。 在工程現(xiàn)場(chǎng)檢查時(shí)，應(yīng)注意區(qū)別堿-集料反應(yīng)裂縫與混凝土收縮裂縫?；炷两Y(jié)構(gòu)的收縮裂縫也會(huì)出現(xiàn)網(wǎng)狀裂縫，但出現(xiàn)時(shí)間較早，多在混凝土施工期內(nèi)，而堿-集料反應(yīng)裂縫出

23、現(xiàn)較晚，多在施工后數(shù)年甚至十幾年以后；所處大氣環(huán)境越干燥，混凝土收縮裂縫就越大，而堿-集料反應(yīng)裂縫則是隨著大氣環(huán)境濕度增大而發(fā)展；在受約束的條件下，堿-集料反應(yīng)膨脹裂縫平行于約束的方向，而混凝土收縮裂縫則垂直于約束方向。 堿-集料反應(yīng)生成的堿-硅酸凝膠有時(shí)候會(huì)由裂縫流到混凝土表面，新鮮的凝膠透明或呈淺黃色，外觀類似樹脂狀。脫水后，凝膠變成白色?；炷两Y(jié)構(gòu)在受雨水沖刷后，構(gòu)件內(nèi)混凝土中的氫氧化鈣也會(huì)溶解流出，在空氣中碳化后成為白色，這可用稀鹽酸加以區(qū)別?；炷两Y(jié)構(gòu)中的氯鹽、硫酸鹽和硝酸鹽等溶出時(shí)也會(huì)出現(xiàn)滲流物，這可以用水擦洗去掉，而混凝土中滲出的凝膠則不容易擦掉。堿-集料反應(yīng)的發(fā)生條件堿-集料反

24、應(yīng)是混凝土組分中的水泥、外加劑、摻和料或拌合水中的可溶性堿和混凝土孔隙中及集料中能與堿反應(yīng)的活性成分在硬化混凝土中逐漸發(fā)生的一種化學(xué)反應(yīng)。（1）混凝土中有一定量的堿a. 配制混凝土?xí)r帶入的堿b. 外界環(huán)境中帶入的堿（2）混凝土中有相當(dāng)數(shù)量的活性集料參與這種反應(yīng)的集料有蛋白石、黑硅石、燧石、鱗石英、方石英、玻璃質(zhì)火山巖、玉髓及微晶或變質(zhì)石英等。（3）使用環(huán)境有足夠的潮濕度空氣中相對(duì)濕度是否大于80，或者直接與水接觸。 堿-集料反應(yīng)不同于其他混凝土病害，其開裂破壞是整體性的，且目前尚未有有效的修補(bǔ)方法，而其中的堿-碳酸鹽反應(yīng)的預(yù)防尚無有效措施。由于堿-集料造成的混凝土開裂破壞難以被阻止，因而被稱為

25、混凝土的“癌癥”。半個(gè)多世紀(jì)以來，混凝土堿-集料反應(yīng)已經(jīng)在全世界近二十多個(gè)國家混凝土工程中造成了嚴(yán)重的損失。8 混凝土凍融破壞橋梁處于類環(huán)境條件（嚴(yán)寒地區(qū)的大氣環(huán)境、使用除冰鹽環(huán)境）下，潮濕或飽和的混凝土結(jié)構(gòu)在冰融循環(huán)的反復(fù)作用下產(chǎn)生的混凝土凍害，稱為混凝土凍融破壞。當(dāng)如下條件存在時(shí)，混凝土凍融破壞就會(huì)發(fā)生：（1）橋梁的混凝土處于潮濕條件和水飽和狀態(tài)且處于寒冷環(huán)境，混凝土內(nèi)部發(fā)生凍融溫度循環(huán)作用。（2）混凝土疏松多孔，其中的空間和毛細(xì)孔中充滿水。 混凝土凍融破壞的特征是混凝土剝離，在混凝土表面出現(xiàn)尺寸大約2mm3mm的小片剝離。隨著使用年限的增加，剝離量及剝離粒徑增大，混凝土剝離由表及里。混凝

26、土剝離一經(jīng)開始，發(fā)展的速度是很快的。凍融破壞通常發(fā)生在經(jīng)常與水接觸的結(jié)構(gòu)水平表面，對(duì)結(jié)構(gòu)立面造成的破壞多發(fā)生在淹沒在水中的結(jié)構(gòu)的水線附近。當(dāng)溫度下降，結(jié)構(gòu)孔隙中的水轉(zhuǎn)化成冰時(shí)，體積逐漸膨脹，這種膨脹會(huì)產(chǎn)生一種局部張力，使其周圍的水泥基質(zhì)斷裂，造成結(jié)構(gòu)破損。這種破損是從外向里一小片、一小片地破碎。鹽凍破壞鹽凍破壞主要出現(xiàn)在采用除冰鹽化除雪水的道路和橋梁，根據(jù)大量的現(xiàn)場(chǎng)調(diào)查和室內(nèi)試驗(yàn)結(jié)果，鹽凍破壞區(qū)別于其他破壞形式的主要特征是：（1）表面分層剝落，集料暴露，但剝落層下面的混凝土完好，傳統(tǒng)的混凝土鉆芯取樣檢測(cè)的混凝土強(qiáng)度與未受鹽凍時(shí)變化不大。（2）破壞速率快，對(duì)未采用防鹽凍措施而使用除冰鹽的橋梁混凝土構(gòu)件，少則一個(gè)冬天，多則幾