桥梁碱蚀防治(1)

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1、桥梁碱蚀防治摘要：所谓混凝土桥梁碱蚀，是指钢筋混凝土与其环境间的物理化学作用引起混凝土本身强度降低的变化。主要为碱-集料的反应和卤素离子的侵蚀以及由此引起的其它的损坏（钢筋锈胀等）。关键词：桥梁碱蚀防治　　所谓混凝土桥梁碱蚀，是指钢筋混凝土与其环境间的物理化学作用引起混凝土本身强度降低的变化。主要为碱-集料的反应和卤素离子的侵蚀以及由此引起的其它的损坏（钢筋锈胀等）。　　钢筋混凝土结构是应用非常广泛的一种结构形式，但由于材料自身、使用环境和设计上的缺点，使得大多数存在时间较长的混凝土结构存在严重的碱蚀问题。从而引起混凝土结构的耐久性问题，使许多结构达不到设计使用年限就提前报废，

2、这给各国带来巨大的经济损失和财政负担。　　混凝土中的主要成份是硅酸钙，遇水后发生水化反应，形成游离钙、硅酸和氢氧根。当混凝土中的水足够多时，在毛细压作用下，水可以沿毛细孔上升达10cm左右。此时，混凝土中的盐份被水带出淤积于混凝土表面，随着水份蒸发，这些盐份残留在混凝土表面，形成白色粉末状晶体，进一步与空气中二氧化碳反应在混凝土表面结晶形成白色硬块。　　碱蚀刚开始以水迹的形态出现。然后逐渐发展为碱迹，最后形成碱蚀。在这个过程中，如果结构还存在裂缝，就会引起钢筋的锈胀，加速构件的失效。　　在通常情况下，混凝土空隙中充满了由于水泥水解时产生的氢氧化钙饱和溶液，其碱度很高。钢筋在高碱

3、度的环境中，呈现钝化状态。但当混凝土在碳化作用和卤离子的破坏作用下，很容易使氢氧化铁变为氯化铁。从而引发自然界最为普遍的原电池腐蚀。　　天津地区处在沿海地带，空气中和雨水中都含有一定的氯盐成分，尤其在近海地区浓度更大。又因为在冬季为消除桥面的冰冻和积雪而广泛地应用喷洒盐水的方法，盐水通过不防水的伸缩缝流向墩台，通过不防水的桥面系渗入到混凝土的缝隙里，不光引起碱骨料反应，而且引起盐腐蚀，加速了结构的失效。　　碱蚀原因存在于设计、施工和养护的各个环节。设计中的防水性能不好、容易造成漏水，施工中的混凝土质量不合格、震捣不密实、钢筋保护层厚度不够，养护中没有对结构进行合理及时的维修，均

4、会加速碱蚀，导致结构的耐久性降低，使结构无法达到设计使用的年限。　　常见的混凝土桥梁的碱蚀多发生在：1.边梁挑沿处2.预制的边梁、次边梁或和第三片梁的铰缝及腹板处3.其它预制梁的铰缝及腹板处4.泄水孔周围及附近5.梁端及帽梁6.桥台背墙等　　分析桥梁病害的原因及处理的措施：　　下部的碱蚀多是上边的漏水造成的。1、边梁挑沿处由于没有设置防止雨水倒流装置引起碱蚀。边梁上多为人行道及栏杆、防撞墙和分割带部位。下雨时，雨水会顺着栏杆地袱流到梁边，再倒流到梁翼缘根部及腹板，造成边梁的水迹、碱迹直至碱蚀。如下图所示：　　我们可以设置一个防倒流装置来阻止雨水的倒流。设置滴水沿或者滴水槽。2、

5、由于没有设桥面防水措施或防水措施没有伸到人行道处，或者与人行道处的防水层不是一个整体；排水措施不畅通而且人行道边缘为桥面横坡的坡脚；预制梁与梁之间的铰缝又是薄弱环节；人行道比梁更容易引起负弯矩裂缝；这些都很容易导致水侵入梁体，导致预制的边梁、次边梁或和第三片梁的铰缝及腹板处（即人行道的边缘部位）碱蚀破坏。　　其它预制梁的铰缝及腹板处的碱蚀破坏主要是因为：⑴桥面没有设防水层；⑵桥面混凝土及沥青混凝土的厚度比较小或强度较小；⑶桥面钢筋设置较少；⑷铰缝间连接薄弱；⑸T梁间的横隔板联系不牢固；⑹超重车过桥时引起桥面剧烈震动是加快铰缝损坏的重要因素。3、泄水孔周围及附近的碱蚀的主要原因为

6、：⑴泄水孔四周混凝土不密实，且防水层做的不好；⑵泄水管应符合规范的要求，每平方米桥面宜设置300mm2的泄水孔；如图：⑶立交桥及高速公路上的桥梁，泄水管不宜直接挂在板下，可将泄水管通过纵向及竖向排水管道直接引向地面。4、梁端及帽梁碱蚀，多是由于连续缝的损坏而导致：⑴现在的工程为了赶进度，中小桥一般采用预制梁。预制梁在荷载作用下的梁端转角是造成连续缝破坏的主要原因之一。　　如图所示：⑵热胀冷缩是造成连续缝破坏的另一原因。如下图所示： 　　其中，A点下的支座为固定支座；B点下的支座为滑动支座；C点下的支座为固定支座。　　梁在低温下收缩后，两个支座间的距离的关系：AB＞AB`；AC＝

7、AC`。　　由此很容易看出，由于连续缝处的刚度比其他部位小很多，所以梁体收缩所产生的变形几乎全部被BC吸收，BC变成B`C`。混凝土的抗拉能力很弱，很容易产生温度受拉裂缝。　　以上两条所产生的裂缝都是由于连续缝处刚度比其它部位的刚度小，所以我们要想从根本解决连续缝的问题，只能是使连续缝的刚度与其它部位相同才能从根本上解决。从设计上我们可以采用现浇的方法，不设连续缝；或者采用先简支后连续的方法，使连续缝的刚度与其它部位的刚度相同。5、桥台背墙的碱蚀是由于伸缩缝的漏水引起的。桥梁的伸缩缝长期暴露