天津某铁路桥病害及分析

一、工程简介
天津某铁路桥始建于上世纪70年代，全长12m，受车辆荷载、振动、温度及气候变化等因素影响，出现严重的裂缝、渗漏、钢筋锈蚀及个别部位混凝土脱落等混凝土病害，已经影响了结构的正常使用，受有关部门委托，北京枫华慎实工程技术有限公司对其进行了详细的病害勘查和分析，见下文。
二、病害分析
（一）、隧道洞口处八字翼墙毛石砌体勾缝大面积脱落，渗水严重：




病害结论：由于常年受大气中有害气体及地下水中化学物质的侵蚀，在冻融和温度变化的作用下，毛石砌体勾缝严重脱落，形成渗水通道。如果不加以综合治理，水流常年冲蚀毛石间的充填物质，逐步将其淘空，形成孔洞；在各种荷载作用下，毛石会发生相对位移，导致墙体变形，严重时会使整个墙体失稳倒塌。

（二）、隧道两侧混凝土墙体出现数十条宽窄不一的裂缝：




病害结论：隧道侧墙出现宽窄不均的混凝土裂缝，较宽的裂缝达1mm左右。大多数裂缝为通长裂缝。影响墙面美观的同时，水、二氧化碳及其它化学物质沿裂缝渗入混凝土内部，造成混凝土碳化及钢筋锈蚀，影响结构使用寿命。

（三）、顶板上出现的结构裂缝



病害结论：此裂缝呈对角线穿越整个顶板的受拉区。裂缝宽度在1mm左右，属非常危险的结构裂缝。如果水、二氧化碳及其它有害成份如氯离子沿裂缝渗入混凝土内部，不仅会造成一系列的混凝土病害，而且严重锈蚀结构钢筋，导致钢筋有效截面积减少，造成顶板承载能力下降。钢筋锈蚀后体积膨胀，涨裂保护层加剧裂缝形成，进一步暴露结构钢筋从而形成恶性循环。

（四）、隧道的混凝土病害



病害结论：隧道侧墙与顶板连接处，由于长期渗水，出现混凝土泛碱脱落。混凝土结构内的碱性物质以氢氧化钙最容易被水溶解，被水流挟带至渗出口边缘“析出”晶体粒子（析晶现象），与空气中的二氧化碳反应生成碳酸钙结晶体，淤积于墙面。如果这种现象反复发生，会形成钟乳石状的碳酸盐晶体，极大的影响建筑物的美观。不仅如此，这种“中性化”反应对结构的破坏还在于其能够有效降低混凝土结构的碱性化程度，从而削弱混凝土对钢筋的保护作用（混凝土结构中PH>12时钢筋基本不发生锈蚀；低碱度下，钢筋容易被电化学腐蚀）；而钙离子溶出的直接结果就是混凝土中钙硅比（Ca/Si）降低，造成混凝土强度下降，且由于受力钢筋的锈蚀，结构承载能力也受到很大影响，直接影响使用寿命。

（五）、混凝土浇筑时出现的蜂窝、麻面



病害结论：由于此处现浇混凝土振捣不密实以及混凝土配合比的问题造成蜂窝和麻面。其直接后果是：结构钢筋的保护层不能很好的起到保护作用，为将来结构钢筋锈蚀和混凝土出现渗漏提供便利条件，且极大影响墙面美观，充分暴露出原有施工问题。

（六）、隧道混凝土的锈涨破损和外力破坏


病害结论：有害物质如硫酸盐一般可溶于水，以水为介质，通过存在施工质量问题的混凝土渗透到混凝土内部，与水泥中的某些成份反应生成钙矾石晶体，产生膨胀，破坏混凝土结构，严重时，可使混凝土酥裂。氯离子对钢筋的锈蚀作用最为严重，同样以水为介质，渗入混凝土内部造成钢筋锈蚀产生膨胀来破坏混凝土结构。如果混凝土的各种病害没有加以及时治理的话，锈涨作用会将保护层完全破坏（如右图）。外力破坏的混凝土结构应及时整修，以免发生工程事故。
（七）、原有侧墙砂浆抹面的龟裂




病害结论：原有的砂浆罩面由于水灰比失调等原因产生龟裂，分隔缝处出现渗漏。假以时日，裂缝部位会出现掉皮和脱落，影响墙体美观。

（八）、隧道现在出现的渗漏


病害结论：由于渗漏造成混凝土的含水率增大，混凝土的抗冻性下降，在冬季由于水结冰时产生体积膨胀，破坏混凝土的内部结构。
进入混凝土内部的水还可以引发一系列的问题：1、 混凝土中性化：水是中性物质，能降低混凝土的碱度，从而削弱了混凝土对钢筋的保护作用，而水又是电化学腐蚀的反应介质； 2、 钙离子溶出：钙离子溶出的直接后果就是混凝土的钙硅比（Ca/Si）降低，引起混凝土强度下降； 3、 水是碱-骨料反应的必要条件； 4、含水率增大，造成混凝土的抗冻性下降，主要由于水结冰时产生体积膨胀，导致混凝土内部结构的破坏；5、 硫酸盐一般可溶于水，以水为介质，渗透到混凝土的内部，与铝酸盐反应生成钙矾石晶体，产生膨胀，破坏混凝土的结构，严重时，可使混凝土酥裂； 6、 氯离子对钢筋的锈蚀作用最为严重，氯离子同样以水为介质；7、 二氧化碳部分溶于水，与混凝土内部的氢氧化钙生成碳酸钙，加速混凝土的中性化。正因为水对混凝土有这样的危害，而水又无处不在，所以对混凝土进行综合的防水治理是十分重要的。

北京枫华慎实工程技术有限公司针对该桥出现的混凝土病害制定了一整套维修和保护方案，详情请登陆www.Sinorise.com.cn或致电垂询。