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摘 要：改革开放之后，我国的交通行业迎来了巨大的发展，但是目前一些桥梁运营状态并不十分乐观，出现了影响桥梁正常使用的病害现象，有些甚至危及桥梁安全。桥梁病害的发生降低了结构的可靠性，给桥梁安全性埋下了隐患。本文主要对我国桥梁常见的病害问题做出分析，以求给桥梁的设计、施工及维护管理方面提供参考。
关键词：桥梁病害 混凝土桥梁 原因分析 安全性
中图分类号：U448 文献标识码：A 文章编号：1674-098X（2017）07（b）-0064-02
道路桥梁是我国运输和交通系统中的核心部分，已经成为经济发展的纽带。随着投入运营的桥梁的数量增多，桥梁的使用年限增大，出现了不少桥梁病害问题，严重情况下甚至出现了桥梁损坏垮塌的问题，关于这方面的事故报道也层出不穷。而在全部桥梁中，混凝土桥梁占绝大多数，如何保证此类桥梁的交通安全性和舒适性，成为了摆在桥梁设计者、施工者、管理者面前的重要问题。科学合理地对大量问题进行歸纳总结能对今后的桥梁发展起到一定的借鉴作用。
1 桥梁病害的类型
1.1 混凝土裂缝
混凝土裂缝在我国的钢筋混凝土桥梁结构中是比较普遍的一种病害。裂缝按照成因可分为结构裂缝和非结构裂缝。（1）结构裂缝。结构由于荷载引起的裂缝主要包括：弯曲裂缝，常出现在截面受拉区弯矩最大处的混凝土；剪切裂缝，又称斜裂缝，扭曲裂缝，由主拉应力引起；局部应力裂缝，主要出现在支座、悬臂梁挂梁梁端、牛腿等处局部应力较大的部位。（2）非结构裂缝。指由于变形受到约束而出现的开裂现象。主要包括：温度裂缝，混凝土硬化时的水化热、温差（整体及局部）等原因引起的裂缝；混凝土收缩、徐变裂缝；不均匀变形引起的裂缝，如下部墩台帽身的竖向、斜向裂缝等。虽然混凝土结构的裂缝现象是常见的，但是裂缝往往也会引起其他病害的产生和发展，桥梁的破坏和倒塌往往是从裂缝的扩展开始的，因此不可忽视桥梁结构的裂缝问题。
1.2 桥面铺装病害
桥面铺装层直接承受车辆荷载的冲击、剪切，并直接承受气候的影响，起着防止车轮磨耗行车道板、分散车轮集中力、隔绝外部雨水冰雪等侵蚀结构的作用，因此其是容易产生病害的部位之一。以常见的沥青混凝土铺装层为例，病害现象有碎裂、车辙、推移、鼓包、纵横向裂缝、脱落等。其中以纵横向裂缝和局部破损现象居多。我国桥面铺装损坏的问题近些年来比较严重，不仅一些年代较早的桥梁中存在，新近修建的桥梁尤其一些钢主梁的桥梁中也出现不少此类现象。桥面铺装层的受力复杂，病害时有发生，因此对桥面铺装层的设计和施工均应予以足够的重视。
1.3 桥头沉降病害
桥梁建成通车后经过一段时间的运营期，台后填土出现下沉，造成桥台搭板脱空，进而导致桥头跳车。这种跳车引起的冲击和振动影响了行车的舒适性和安全性，增加了车辆的故障率，也对桥台产生不良影响。究其原因，可能为季节性水位变化，也可能为多雨季节的雨水入渗，导致台后填土的强度软化，土体基础逐渐沉降变形，引起台前台后不均匀沉降。
1.4 伸缩缝病害
伸缩缝的设置是为保证桥梁结构在温度变化、荷载以及混凝土徐变作用下能够自由变形。桥梁伸缩装置位于梁端构造较弱的位置，直接承受车辆的反复荷载，是容易损坏且又相对难修复的部位。其破坏主要表现在伸缩缝本身的破坏、锚固件的损坏、伸缩缝构造部位凹凸不平等。伸缩缝的破坏除了影响行车的舒适性外，还可能造成伸缩缝处漏水，进而可能会加速支座和结构的腐蚀。
1.5 钢筋混凝土耐久性问题
混凝土的耐久性是混凝土抵抗环境介质作用并长期保持其良好的使用性能和外观完整性的能力，包括抗渗、抗冻、抗侵蚀、碳化、堿骨料反应及混凝土中的钢筋锈蚀等性能。
混凝土的碳化是指空气中CO2扩散到混凝土内，与其碱性物质起化学反应后生成碳酸盐和水，使混凝土碱度降低。当碳化超过混凝土的保护层时，在水与空气存在的条件下，就会使混凝土失去对钢筋的保护作用，钢筋会发生锈蚀。
氯离子从外界环境侵入已硬化混凝土会造成侵蚀。海水、海风、海雾中的氯离子是氯离子的主要来源，此外冬季道路、桥面撒抛冰盐都有可能使氯离子渗入混凝土中。氯离子对混凝土的侵蚀表现为钢筋的锈蚀。
混凝土中的碱与骨料中的活性成分在混凝土硬化后吸水逐渐发生膨胀性化学反应，会导致混凝土结构产生开裂破坏。其破坏的特征之一为混凝土表面开裂，裂纹呈网状（龟背纹）。有时反应生成的碱-硅酸凝胶会顺着裂缝渗透到混凝土表面，凝胶外观类似于树脂状，脱水后凝胶变成白色。碱骨料反应引起的混凝土结构破坏程度，比其他耐久性破坏发展更快，后果更为严重。碱骨料反应一旦发生，很难加以控制。
钢筋锈蚀是影响混凝土结构耐久性及受力性能的主要因素。混凝土在多种因素作用下（如碳化、大气污染、氯离子侵蚀等），混凝土中pH值下降，钢筋表面原先在碱性介质中生成的钝化膜渐渐被破坏而失去保护作用，导致钢筋锈蚀。这会造成钢筋力学性能退化、钢筋与混凝土之间粘结性能下降等后果，导致钢筋与混凝土不能充分协同工作，从而降低构件的承载能力，影响结构的安全。
2 桥梁病害的原因浅析
桥梁的结构形式和桥梁的使用环境各有不同，桥梁出现病害的现象及类型很多，因此引起桥梁病害的因素也相应很多。综合来讲，桥梁的勘察设计、施工、运营和养护诸多环节都有可能埋下隐患。
2.1 设计方面存在问题
桥梁一旦出现病害，需要排除是否设计的原因。设计方面的问题可简单分为：（1）设计标准及荷载偏低。我国有很大一部分的桥梁修建年代较早，而随着我国交通事业的发展，桥梁的荷载标准逐步得到提高，这就带来一个问题，旧桥的荷载标准不能满足当前的荷载标准的要求。所以部分老桥面临荷载等级偏低、承载能力不足的状况，导致病害日益严重。（2）设计可能存在不合理。桥梁总体方案的选择，是由桥位处水文地质条件、施工技术和方法、经济指标和施工工期要求等诸多因素所决定的。此外，设计时投入的精力、设计周期的长短都制约了桥梁方案的质量，可能会忽略桥梁结构设计中一些关键问题的研究。这会造成方案布局不合理或者结构细节欠考虑等，都会埋下桥梁在运营过程中的隐患。偶尔也会出现个别桥梁的结构计算出现错误，后患无穷。 2.2 施工过程的管理及质量把控不足
我国一些桥梁在未达到预期使用寿命时即出现了影响正常使用的病害，这与施工质量低有着密切联系。施工是设计的具体实现，是设计的具体检验。同时，施工的质量优劣直接影响桥梁的整体性能。由于我国交通事业迅猛发展造成了施工队伍良莠不齐，很多工程病害主要是施工管理不到位、施工质量不达标造成的。使用的材料强度不足、偷工减料、不严格按照施工工艺施工等现象对桥梁安全造成了极大的损害。
2.3 未充分考虑使用过程中的因素
众所周知，我国的汽车超载现象比较严重。特别是公路运输中，车辆违规超载现象比较普遍。桥梁的超载会引起桥梁的疲劳问题，使疲劳应力幅增大，一旦造成桥梁内部损伤不能恢复，将会逐步引起损伤加剧，最终危及桥梁安全。特别严重的超载则会使桥梁的负荷超过承载能力，造成桥梁的垮塌。因此需要加强对超载的管理，确保桥梁结构的安全。
桥梁作为结构物，处于自然环境中，因此會受各种自然灾害的影响，尤其是地震对桥梁的影响很大。多次破坏性地震显示了桥梁工程受到破坏的严重后果，也显示了对桥梁进行正确抗震设计的重要性。除了在设计阶段需要选取合适的抗震设计理论和分析方法外，还需重视桥梁的合理抗震体系和合理的构造细节。洪水对桥梁的破坏呈现的特点是发生面积较广，发生次数较频繁。洪水对桥梁的损害表现为：（1）掏空桥梁墩台的基底，使基础悬空，从而使结构受力模式改变。（2）洪水水流量大，水流速度快，冲毁桥头调治构造物，冲断桥头接线路堤。泥石流则是另一种破坏力较大的自然灾害，会直接冲毁桥梁道路。因此在设计和施工时，应因地制宜，根据不同地区的特点进行设计，良好施工。
3 桥梁病害问题对策
桥梁结构不可避免会出现病害和损伤，而桥梁的病害和原因并不是完全對应，因此，需要多方面采取应对措施。（1）桥梁的设计是桥梁安全性的根本之一。从设计的角度应尽可能地减少可能造成病害的源头，保证桥梁的设计合格、合理、可行。（2）施工质量的好坏直接影响了桥梁结构的安全。要充分重视施工质量的把控，确保桥梁设计能够全面落实，减少不必要的桥梁病害。（3）必须加强病害的预防。具体来说，对桥梁病害进行预防处理是加强养护维修和定期检查，建立起日常检查机制，定期对桥梁进行运营状态评估，必要时还须进行桥梁荷载试验，掌握桥梁的状况和安全状态，分析病害的原因及严重程度，对于检查出的存在结构质量问题的桥梁应安全、经济、适用地进行维护加固。
参考文献
[1] 刘山洪，刘毅.桥梁病害种类及处理方法[J].重庆交通大学学报：自然科学版，2008（S1）：902-905.
[2] 王水龙.桥梁病害[M].上海大学出版社，2015.
[3] 吴海军，陈艾荣，陆萍.桥梁结构的典型病害及原因分析[J].重庆交通学院学报，2004，23（6）：19-23.
[4] 李鹏，刘磊.分析公路路桥设计与桥梁结构损坏原因[J].城市建设理论研究：电子版，2015（8）.
关键词：桥梁病害 混凝土桥梁 原因分析 安全性
中图分类号：U448 文献标识码：A 文章编号：1674-098X（2017）07（b）-0064-02
道路桥梁是我国运输和交通系统中的核心部分，已经成为经济发展的纽带。随着投入运营的桥梁的数量增多，桥梁的使用年限增大，出现了不少桥梁病害问题，严重情况下甚至出现了桥梁损坏垮塌的问题，关于这方面的事故报道也层出不穷。而在全部桥梁中，混凝土桥梁占绝大多数，如何保证此类桥梁的交通安全性和舒适性，成为了摆在桥梁设计者、施工者、管理者面前的重要问题。科学合理地对大量问题进行歸纳总结能对今后的桥梁发展起到一定的借鉴作用。
1 桥梁病害的类型
1.1 混凝土裂缝
混凝土裂缝在我国的钢筋混凝土桥梁结构中是比较普遍的一种病害。裂缝按照成因可分为结构裂缝和非结构裂缝。（1）结构裂缝。结构由于荷载引起的裂缝主要包括：弯曲裂缝，常出现在截面受拉区弯矩最大处的混凝土；剪切裂缝，又称斜裂缝，扭曲裂缝，由主拉应力引起；局部应力裂缝，主要出现在支座、悬臂梁挂梁梁端、牛腿等处局部应力较大的部位。（2）非结构裂缝。指由于变形受到约束而出现的开裂现象。主要包括：温度裂缝，混凝土硬化时的水化热、温差（整体及局部）等原因引起的裂缝；混凝土收缩、徐变裂缝；不均匀变形引起的裂缝，如下部墩台帽身的竖向、斜向裂缝等。虽然混凝土结构的裂缝现象是常见的，但是裂缝往往也会引起其他病害的产生和发展，桥梁的破坏和倒塌往往是从裂缝的扩展开始的，因此不可忽视桥梁结构的裂缝问题。
1.2 桥面铺装病害
桥面铺装层直接承受车辆荷载的冲击、剪切，并直接承受气候的影响，起着防止车轮磨耗行车道板、分散车轮集中力、隔绝外部雨水冰雪等侵蚀结构的作用，因此其是容易产生病害的部位之一。以常见的沥青混凝土铺装层为例，病害现象有碎裂、车辙、推移、鼓包、纵横向裂缝、脱落等。其中以纵横向裂缝和局部破损现象居多。我国桥面铺装损坏的问题近些年来比较严重，不仅一些年代较早的桥梁中存在，新近修建的桥梁尤其一些钢主梁的桥梁中也出现不少此类现象。桥面铺装层的受力复杂，病害时有发生，因此对桥面铺装层的设计和施工均应予以足够的重视。
1.3 桥头沉降病害
桥梁建成通车后经过一段时间的运营期，台后填土出现下沉，造成桥台搭板脱空，进而导致桥头跳车。这种跳车引起的冲击和振动影响了行车的舒适性和安全性，增加了车辆的故障率，也对桥台产生不良影响。究其原因，可能为季节性水位变化，也可能为多雨季节的雨水入渗，导致台后填土的强度软化，土体基础逐渐沉降变形，引起台前台后不均匀沉降。
1.4 伸缩缝病害
伸缩缝的设置是为保证桥梁结构在温度变化、荷载以及混凝土徐变作用下能够自由变形。桥梁伸缩装置位于梁端构造较弱的位置，直接承受车辆的反复荷载，是容易损坏且又相对难修复的部位。其破坏主要表现在伸缩缝本身的破坏、锚固件的损坏、伸缩缝构造部位凹凸不平等。伸缩缝的破坏除了影响行车的舒适性外，还可能造成伸缩缝处漏水，进而可能会加速支座和结构的腐蚀。
1.5 钢筋混凝土耐久性问题
混凝土的耐久性是混凝土抵抗环境介质作用并长期保持其良好的使用性能和外观完整性的能力，包括抗渗、抗冻、抗侵蚀、碳化、堿骨料反应及混凝土中的钢筋锈蚀等性能。
混凝土的碳化是指空气中CO2扩散到混凝土内，与其碱性物质起化学反应后生成碳酸盐和水，使混凝土碱度降低。当碳化超过混凝土的保护层时，在水与空气存在的条件下，就会使混凝土失去对钢筋的保护作用，钢筋会发生锈蚀。
氯离子从外界环境侵入已硬化混凝土会造成侵蚀。海水、海风、海雾中的氯离子是氯离子的主要来源，此外冬季道路、桥面撒抛冰盐都有可能使氯离子渗入混凝土中。氯离子对混凝土的侵蚀表现为钢筋的锈蚀。
混凝土中的碱与骨料中的活性成分在混凝土硬化后吸水逐渐发生膨胀性化学反应，会导致混凝土结构产生开裂破坏。其破坏的特征之一为混凝土表面开裂，裂纹呈网状（龟背纹）。有时反应生成的碱-硅酸凝胶会顺着裂缝渗透到混凝土表面，凝胶外观类似于树脂状，脱水后凝胶变成白色。碱骨料反应引起的混凝土结构破坏程度，比其他耐久性破坏发展更快，后果更为严重。碱骨料反应一旦发生，很难加以控制。
钢筋锈蚀是影响混凝土结构耐久性及受力性能的主要因素。混凝土在多种因素作用下（如碳化、大气污染、氯离子侵蚀等），混凝土中pH值下降，钢筋表面原先在碱性介质中生成的钝化膜渐渐被破坏而失去保护作用，导致钢筋锈蚀。这会造成钢筋力学性能退化、钢筋与混凝土之间粘结性能下降等后果，导致钢筋与混凝土不能充分协同工作，从而降低构件的承载能力，影响结构的安全。
2 桥梁病害的原因浅析
桥梁的结构形式和桥梁的使用环境各有不同，桥梁出现病害的现象及类型很多，因此引起桥梁病害的因素也相应很多。综合来讲，桥梁的勘察设计、施工、运营和养护诸多环节都有可能埋下隐患。
2.1 设计方面存在问题
桥梁一旦出现病害，需要排除是否设计的原因。设计方面的问题可简单分为：（1）设计标准及荷载偏低。我国有很大一部分的桥梁修建年代较早，而随着我国交通事业的发展，桥梁的荷载标准逐步得到提高，这就带来一个问题，旧桥的荷载标准不能满足当前的荷载标准的要求。所以部分老桥面临荷载等级偏低、承载能力不足的状况，导致病害日益严重。（2）设计可能存在不合理。桥梁总体方案的选择，是由桥位处水文地质条件、施工技术和方法、经济指标和施工工期要求等诸多因素所决定的。此外，设计时投入的精力、设计周期的长短都制约了桥梁方案的质量，可能会忽略桥梁结构设计中一些关键问题的研究。这会造成方案布局不合理或者结构细节欠考虑等，都会埋下桥梁在运营过程中的隐患。偶尔也会出现个别桥梁的结构计算出现错误，后患无穷。 2.2 施工过程的管理及质量把控不足
我国一些桥梁在未达到预期使用寿命时即出现了影响正常使用的病害，这与施工质量低有着密切联系。施工是设计的具体实现，是设计的具体检验。同时，施工的质量优劣直接影响桥梁的整体性能。由于我国交通事业迅猛发展造成了施工队伍良莠不齐，很多工程病害主要是施工管理不到位、施工质量不达标造成的。使用的材料强度不足、偷工减料、不严格按照施工工艺施工等现象对桥梁安全造成了极大的损害。
2.3 未充分考虑使用过程中的因素
众所周知，我国的汽车超载现象比较严重。特别是公路运输中，车辆违规超载现象比较普遍。桥梁的超载会引起桥梁的疲劳问题，使疲劳应力幅增大，一旦造成桥梁内部损伤不能恢复，将会逐步引起损伤加剧，最终危及桥梁安全。特别严重的超载则会使桥梁的负荷超过承载能力，造成桥梁的垮塌。因此需要加强对超载的管理，确保桥梁结构的安全。
桥梁作为结构物，处于自然环境中，因此會受各种自然灾害的影响，尤其是地震对桥梁的影响很大。多次破坏性地震显示了桥梁工程受到破坏的严重后果，也显示了对桥梁进行正确抗震设计的重要性。除了在设计阶段需要选取合适的抗震设计理论和分析方法外，还需重视桥梁的合理抗震体系和合理的构造细节。洪水对桥梁的破坏呈现的特点是发生面积较广，发生次数较频繁。洪水对桥梁的损害表现为：（1）掏空桥梁墩台的基底，使基础悬空，从而使结构受力模式改变。（2）洪水水流量大，水流速度快，冲毁桥头调治构造物，冲断桥头接线路堤。泥石流则是另一种破坏力较大的自然灾害，会直接冲毁桥梁道路。因此在设计和施工时，应因地制宜，根据不同地区的特点进行设计，良好施工。
3 桥梁病害问题对策
桥梁结构不可避免会出现病害和损伤，而桥梁的病害和原因并不是完全對应，因此，需要多方面采取应对措施。（1）桥梁的设计是桥梁安全性的根本之一。从设计的角度应尽可能地减少可能造成病害的源头，保证桥梁的设计合格、合理、可行。（2）施工质量的好坏直接影响了桥梁结构的安全。要充分重视施工质量的把控，确保桥梁设计能够全面落实，减少不必要的桥梁病害。（3）必须加强病害的预防。具体来说，对桥梁病害进行预防处理是加强养护维修和定期检查，建立起日常检查机制，定期对桥梁进行运营状态评估，必要时还须进行桥梁荷载试验，掌握桥梁的状况和安全状态，分析病害的原因及严重程度，对于检查出的存在结构质量问题的桥梁应安全、经济、适用地进行维护加固。
参考文献
[1] 刘山洪，刘毅.桥梁病害种类及处理方法[J].重庆交通大学学报：自然科学版，2008（S1）：902-905.
[2] 王水龙.桥梁病害[M].上海大学出版社，2015.
[3] 吴海军，陈艾荣，陆萍.桥梁结构的典型病害及原因分析[J].重庆交通学院学报，2004，23（6）：19-23.
[4] 李鹏，刘磊.分析公路路桥设计与桥梁结构损坏原因[J].城市建设理论研究：电子版，2015（8）.