摘要：隨著經(jīng)濟的飛速發(fā)展和道路運輸事業(yè)的日趨繁榮，人們對高等級、高標準的公路交通的需求也日益增加，因此，全國各地的公路建設和養(yǎng)護維修事業(yè)的發(fā)展也非常迅速；新建工程已有比較豐富的設計和施工經(jīng)驗，在此不加細說，但養(yǎng)護維修項目，尤其是大型橋梁的養(yǎng)護維修業(yè)務卻是近幾年才逐漸發(fā)展壯大起來的熱門行業(yè)，其受重視的程度也越來越高。橋梁是公路交通系統(tǒng)中的重要組成部分，在公路運輸事業(yè)中有著舉足輕重的地位，一旦出現(xiàn)質(zhì)量問題，給國家和人民造成的損失將是巨大的。所以，主管部門都把橋梁維修養(yǎng)護工作擺在了極為重要的議事日程上來。

　　0 引言

　　橋連四海，路通八方，橋梁的興建與暢通，促進了人類社會的文化和經(jīng)濟生活的繁榮與發(fā)展。但是橋梁一旦發(fā)生倒塌事故，就會帶來巨大的損失和災難。近些年，人們已經(jīng)開始注意到了各種病害正在不同程度地侵擾著我國正在服役的30多萬座既有橋梁。據(jù)統(tǒng)計，在我國存在安全隱患和耐久性問題的橋梁約占總數(shù)的50%，個別地方甚至超過了70%，在這些橋中危橋又占20%～30%，約有9597座。 如何對這些既有橋梁做出正確的檢測、評估及加固，目前理論上尚沒有很好的解決辦法，究其原因，主要是對病害及其發(fā)生機理缺乏系統(tǒng)、清楚的認識。

　　1 橋梁病害的主要形式

　　鋼筋混凝土橋梁的病害主要有下列幾種形式：

　　1.1 裂縫 裂縫是鋼筋混凝土橋梁中最普遍、最常見的病害之一，不產(chǎn)生裂縫的橋梁幾乎沒有。而且裂縫往往是多種因素聯(lián)合作用的結(jié)果。裂縫對鋼筋混凝土橋梁的危害程度不一，嚴重的裂縫如貫穿縫、網(wǎng)裂等將會嚴重危及橋梁的安全運行。另外裂縫往往也會引起其它病害的發(fā)生與發(fā)展，如鋼筋銹蝕、凍融破壞等，這些病害與裂縫形成惡性循環(huán)，會對橋梁的耐久性產(chǎn)生很大的危害。

　　1.2 混凝土碳化及鋼筋銹蝕 混凝土碳化及鋼筋銹蝕現(xiàn)象在鋼筋混凝土橋梁中普遍存在。當混凝土炭化和鋼筋銹蝕程度日漸嚴重后，橋梁必然會產(chǎn)生較多的順筋裂縫，這會造成橋梁使用安全性降低和使用壽命縮短。

　　1.3 剝蝕 剝蝕是從混凝土的外觀破壞形態(tài)著眼，對混凝土橋梁結(jié)構(gòu)表面混凝土發(fā)生蜂窩麻面、露石、酥松起皮和剝落等病害的統(tǒng)稱。根據(jù)不同的機理可分為凍融剝蝕、沖磨和空蝕、水質(zhì)侵蝕、風化剝蝕等。

　　1.4 結(jié)構(gòu)構(gòu)造的破壞 在鋼筋混凝土橋梁中，由于結(jié)構(gòu)的關(guān)鍵部位構(gòu)造不合理、施工中存在問題或年代久遠等而引起的結(jié)構(gòu)構(gòu)造老化、失穩(wěn)、變形過大等已在一定程度上影響了橋梁的安全運行。

　　1.5 地基不均勻沉降引起的破壞 由于地基不均勻沉降引起的破壞對結(jié)構(gòu)的影響也比較大，如翼墻和錐坡的下沉、滑動、開裂，毛石墩臺的貫通縫等。

　　2 橋梁病害機理分析

　　2.1 裂縫 當混凝土中拉應力大于其抗拉強度或拉應變大于其極限拉應變時，混凝土會產(chǎn)生裂縫。橋梁裂縫又主要有以下幾種。

　　首先，超載裂縫。超載裂縫有可細分為：

　�、倬謮毫芽p：當設計的混凝土抗壓強度不夠或超載使用時，在承壓應力大部位，由于出現(xiàn)局部拉應力，常常導致產(chǎn)生局壓裂縫，甚至會局部壓碎。特征：局壓區(qū)出現(xiàn)大體與壓力方向平行的多條短裂縫。

　�、趶澢�裂縫：當受拉區(qū)拉應力超過混凝土抗拉強度時往往出現(xiàn)彎曲裂縫。特征：彎矩最大截面附近從受拉區(qū)邊緣開始出現(xiàn)橫向裂縫，逐漸向中和軸展；用螺紋筋時，裂縫間可見短向次裂縫。

　　其次，網(wǎng)裂。當混凝土出現(xiàn)縱橫相交的不規(guī)則裂縫時，稱為網(wǎng)裂或龜裂。主要有以下情況：

　　①混凝土攪拌、運輸時間過長，使水分蒸發(fā)，引起混凝土澆筑時坍落度過低，使混凝土出現(xiàn)不規(guī)則的網(wǎng)狀裂縫。

　　②混凝土初期養(yǎng)護時，由于澆水不足或不及時或遇大風天氣施工，混凝土表面急驟干燥，出現(xiàn)塑性收縮狀態(tài)，會在混凝土表面產(chǎn)生不規(guī)則裂縫，一般深度較淺。

　　再次，鋼筋銹蝕引起的裂縫�；炷�土中鋼筋發(fā)生銹蝕后，其銹蝕產(chǎn)物的體積比原來膨脹2～4倍，從而對周圍混凝土產(chǎn)生膨脹應力。當膨脹應力大于混凝土抗拉強度時，就會產(chǎn)生裂縫，這種裂縫稱為鋼銹裂縫。鋼銹裂縫一般都為沿鋼筋長度方向發(fā)展的順筋裂縫。

　　2.2 混凝土碳化及鋼筋銹蝕 混凝土碳化及鋼筋銹蝕現(xiàn)象在橋梁中比較普遍。也比較嚴重。調(diào)查表明，當碳化深度接近或超過混凝土的保護層厚度時，混凝土內(nèi)的鋼筋已銹蝕。凡裂縫多、混凝土質(zhì)量差的橋梁，其鋼筋銹蝕程度也必然嚴重，產(chǎn)生的順筋裂縫也特別多。隨著鋼筋銹蝕的發(fā)生，混凝土開裂、剝落，鋼筋和混凝土的粘結(jié)力就不斷喪失，鋼筋截面積就減少，承載能力下降，從而降低了結(jié)構(gòu)的安全度，結(jié)構(gòu)損壞事故就可能發(fā)生。

　　2.3 剝蝕 根據(jù)不同的機理，剝蝕可分為凍融剝蝕、沖磨和空蝕、水質(zhì)侵蝕、風化剝蝕等。

　　首先，凍融剝蝕：是指在水飽和或潮濕狀態(tài)下，由于溫度正負變化，結(jié)構(gòu)物的已硬化混凝土空隙水結(jié)凍膨脹，融解松弛，產(chǎn)生疲勞應力，造成混凝土由表及里逐漸剝蝕的破壞現(xiàn)象。凍融剝蝕破壞會使鋼筋混凝土橋梁的墩臺、梁板、樁等鋼筋混凝土結(jié)構(gòu)的有效截面積減小，并誘發(fā)鋼筋銹蝕，加速老化過程，導致結(jié)構(gòu)物的承載能力和穩(wěn)定性下降。

　　其次，沖磨和空蝕�？瘴g破壞一般表現(xiàn)為在流過的墩臺上表面局部位置出現(xiàn)空蝕剝蝕坑，但其它部位完好，蝕坑深度有時達幾厘米；沖磨剝蝕一般面積較大，并具有一定的連續(xù)性。沖磨和空蝕破壞發(fā)展到一定程度可能誘發(fā)大面積的水力沖刷破壞。

　　再次，水質(zhì)剝蝕：包括硫酸鹽侵蝕；酸侵蝕；堿類侵蝕。

　　最后，風化剝蝕：這是一種普遍的剝蝕現(xiàn)象，危害都不大，均為輕微剝蝕。

　　2.4 結(jié)構(gòu)構(gòu)造的破壞 結(jié)構(gòu)構(gòu)造的破壞主要出現(xiàn)在伸縮縫和支座兩個部位：

　　首先，伸縮縫：破壞特征為由于設計不當、材料老化和施工的因素造成接縫處不平、跳車、滲漏的現(xiàn)象。

　　其次，支座：破壞特征為由于設計不當、材料老化和施工的因素造成支座偏位以至支撐不穩(wěn)、墊塊壓碎、功能喪失。甚至引起其他病害。

　　2.5 地基不均勻沉降引起的破壞 這類病害除上述由于地基不均勻沉降引起的橋梁墩臺的裂縫外，主要還有翼墻和錐坡的下沉、滑動、傾斜、開裂、毛石墩臺的貫通縫、塊石松動等。由于各種施工原因造成的橋頭跳車也歸納到此部分。

　　橋梁結(jié)構(gòu)應具有足夠的強度，以承受作用于其上的重力和附加力；結(jié)構(gòu)各部必須具有足夠的剛度，以使其在荷載作用下不產(chǎn)生過大的撓曲和變形；結(jié)構(gòu)各部尺寸必須具有適當大小，以使其承受軸向壓力時的構(gòu)件不發(fā)生屈曲，喪失穩(wěn)定性。同時結(jié)構(gòu)也要具有較高的耐久性。由于作用荷載的隨機性、材料強度的離散性、制造與施工質(zhì)量的分散性、計算假定的近似性，致使在長期使用過程中橋梁結(jié)構(gòu)產(chǎn)生病害。