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1、探讨混凝土结构桥梁耐久性与防水：本文论述了桥面水对混凝土桥梁耐久性的危害,论证了设置桥面防水系统的重要性,进而论述了桥面系构造必须注意的要点,并介绍部分桥梁防水实用技术及施工方法。 关键词：路桥结构;混凝土耐久性;事故处理;结构防水 1桥梁防水系统缺陷引起的病害 公路和城市道路的建造,尤其是高速公路和城市快速道路,动辄几亿、十几亿元的投资,其中桥梁占总造价的10%~30%左右,要求设计使用年限比较长，长达100年以上。因此桥梁的安全性和耐久性是非常重要的。 我国部分地区对混凝土结构桥梁防水问题一直没有得到足够的重视,很多人过去有一个错误的观点,认为混凝土
2、本身不怕水,混凝土结构的桥梁无须作防水,从而,对桥面系的构造设计不够重视,甚至很粗糙。而事实上恰恰就因为桥面系构造的设计缺陷及没有完善的防水系统。 我国近年时常发生桥面忽然塌陷,甚至出现空洞等严重病害,引发重大事故,造成了很大的损失。由于渗水致使桥梁混凝土腐蚀酥松、脱落,钢筋与混凝土离骨,造成桥报废重建。板梁底部混凝土大面积脱落,钢筋裸露。以上病害的发生一方面除了超载因素外,桥面系构造的不合理和没有桥面防水层是主要原因,另一方面桥面水泥混凝土铺装太薄和铰缝处的混凝土的质量不高,很容易遭到水的损害。首先在铰缝处形成裂缝,造成单梁受力,水由铺装层向下渗漏,从铰缝流到梁
3、板,对混凝土产生腐蚀,削弱了梁板的承载能力,最后造成桥梁的破坏。 从对公路桥梁病害调查结果来看,桥面的损坏占的比例最大,其次是边梁外侧。梁端和帽梁。下部结构则墩台水位浮动处损害最多。 由于边梁处栏杆和人行道设计没有考虑到雨水的影响,致使含有桥面污物的雨水乱流,先是污染边梁,影响美观,继而腐蚀混凝土,仔细观察,到处可见这样的痕迹。边梁外侧首先遭到破坏就是桥面雨水腐蚀造成的。 桥梁墩柱等下部结构由于受到水的侵害,也必然产生损害,在水位上下浮动的部位最为严重。 引起桥梁破坏的原因很多,如荷载、材料质量、施工质量、突发事件等等,但桥面防水系统没有达到使用要求,以至造
4、成桥梁的破坏,是极其重要的原因之一,其后果将是灾难性的。 2桥梁防水系统缺陷对桥梁损害的机理分析 一般来说,水泥混凝土材料是耐水材料,在潮湿环境或水中能保持强度和稳定性。但是长期处于潮湿条件下,尤其在干湿交替循环状态下,混凝土的耐久性问题是不容乐观的。很多桥梁墩台,在水位浮动的部位首先被破坏就是证明。空气中的水和雨水是一种成分很复杂的液体,再加上混入桥面的污物,常含有溶解的气体、矿物质和有机质等,常见的有酸性物质、氧离子、氯离子、氮、碳酸气、硫化氢及其他酸性离子,以及碱金属和碱土金属离子,这些酸、碱物质超过一定限度时,会侵蚀、损害桥梁的混凝土和金属材料。 水泥
5、砼由于各种原因引起裂缝,如果没有完善的防水系统,带有腐蚀性物质的水就会渗入到混凝土中和从裂缝中流入到混凝土中去,产生碱—骨料反应以、盐腐蚀、冻融破坏及酸碱性物质对混凝土进行腐蚀的反应。 碱-骨料反应一般指水泥中的碱和骨料中的活 性硅发生反应，生成碱-硅酸盐凝胶，并吸水产生膨胀压力，造成混凝土开裂。碱—骨料反应的发生和对混凝土的破坏需要三个条件:混凝土中的高碱性、碎石中的富含碱活性成分以及水。以前所用的水泥及外加剂均为高碱性,砂石资源含有不同程度的碱活性成分,桥梁又没有完善的防水系统,完全具备了碱—骨料反应的必要条件,所以很多桥梁都发生这种现象。 碱-骨料反应一
6、旦发生，很难加以控制，一般不到两年就会使结构出现明显开裂，所以有时也称碱-骨料反应是混凝土结构的“癌症”。 碱—骨料反应,盐腐蚀、冻融作用是混凝土结构的三大主要破坏因素基本上都与水进入砼结构有关。 预制梁桥的铰缝处是受力复杂、混凝土最薄弱的部位,最容易受到侵蚀,尤其近年来,由于超重交通的形成、过载车辆的增多,过早地造成铰缝部位的裂缝,桥面雨水通过裂缝进一步腐蚀混凝土和钢筋,形成单梁受力,降低承载能力直至破坏。 对于碱—骨料反应,盐的腐蚀、冰融作用应以预防和抑制为主。减少混凝土中的碱含量是解决的办法之一,使用低碱水泥、低碱外加剂,可以减缓,但解决不了全部问题。无
7、论碱—骨料反应、盐腐蚀,还是冻融作用,只要是没有水,就可以减缓或避免,所以必须设置完善的防水系统,将混凝土与水隔离开来,使其不具备发生反应的条件,从而达到混凝土桥梁耐久性的要求。 3桥梁防水系统的设计 设法将水与混凝土隔离,使水不能进入混凝土,尤其不能进入裂缝中去。防水系统设计包括以下几方面。 3.1混凝土本身的自防水 混凝土经常接触水的部位都要设计为防水混凝土。尤其是桥面和下部结构水位浮动的部位。在混凝土中加入粉煤灰或超细粉等可以减少水泥带入的碱量,加钛钢纤维深丙烯纤维可以对膨胀、开裂起到阻裂作用,并具有很好的抗渗能力,达到自防水的基本要求。 3.2
