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摘要：本文首先对简支梁桥上部结构的常见病害进行了介绍，然后详细描述了简支梁桥上部结构的主要劣化机理，最后分别从事前控制、事中控制以及事后控制三个方面探讨了简支梁桥上部结构劣化的主要防治措施。
关键词：简支梁桥；上部结构；劣化机理；防治措施
一、前言
简支梁桥是由一根两端分别支撑在一个活动支座和一个铰支座上的梁作为主要承重结构的梁桥，属于静定结构。目前简支梁桥在我国梁式桥梁中属于使用最为广泛的桥梁形式，其具有架设方便、结构简单以及施工周期短和投入低等一系列突出的优势。不过，受到各种因素的影响，简支梁桥上部结构很容易发生劣化，从而带来严重的安全隐患，因此，就需要采取有效的防治措施，以保证该种桥梁的安全运行。
二、简支梁桥上部结构的常见病害
在简支梁桥的梁板损坏中，常见的病害主要有表层缺陷、结构裂缝、钢筋锈蚀、空心板破损等四种。其中表层缺陷是公路桥梁中常见的病害形式之一，主要表现为麻面、蜂窝、空洞以及保护层剥落等等。造成该种病害的原因是多方面的，比如灌注过程中振捣不充分、模板漏浆以及钢筋设计太过于稠密等；结构裂缝在桥梁病害中是最为常见的形式，而造成该种病害的因素往往是多个方面联合作用的结果，同时危害程度也有所区别，严重的裂缝甚至还会对桥梁的安全运行带来威胁；造成钢筋锈蚀的原因主要是钢筋保护层过薄、浇筑不密实或者保护层遭受到了破坏等等引起的；空心板破损主要是板顶和板底的破损，板顶破损病害主要表现为板顶混凝土松散空洞及钢筋锈蚀断裂，其原因主要是空心板制作时气囊上浮导致空心板板顶厚度不够造成的。除此之外，简支梁桥的伸缩缝损坏、支座损坏以及桥面的铺装损坏等也是常见的病害，都对桥梁的安全运行造成了严重的威胁。
三、简支梁桥上部结构的主要劣化机理
1、桥梁的设计标准偏低
当前，我国的很多普通干线公路已经不再实行计重收费，这就造成了很多超重和超限的大型车辆驶入到了公路之上，如果公路的设计等级为一级带来的破坏还有限，而对于二级公路就有可能打来简支梁桥的快速劣化。
2、普通钢筋锈蚀机理
普通钢筋锈蚀本质原理是金属铁作为阳极发生缓慢的电化学反应，而在正常情况下，水泥硅表现为弱碱性环境，但是由于钢筋在空气中裸露存放，非常容易与氧气发生化合反应生成一层钝化膜，由于这层膜结构致密，从而较好的隔绝了金属单质Fe与腐蚀性介质之间的接触，以至于起到防腐蚀作用。但是水泥硅碳化和钢筋表面氯离子达到临界浓度后，这层较薄的钝化膜就很容易被破坏掉了。钢筋锈蚀由阳极电化学反应、腐蚀络合化合物生成过程电子传输、阴极反应、等四个过程组成。
3、材料劣化
在材料劣化方面，其一是水泥硅材料化学侵蚀。水泥硅的化学侵蚀可分为三类膨胀性侵蚀、溶解性侵蚀、溶出性侵蚀；其二是碱集料反应。碱集料反应主要是混凝土中的碱跟具有碱活性的集料间发生反应导致膨胀，以至于混凝土的水泥硅的各项力学指标严重降低。碱集料反应机理为集料表面的二氧化硅在碱溶液中溶解被轻基化，形成凝胶并吸收周围的钙离子、钾离子、钠离子等，当吸收较多的钙离子后，转化为稳定的固态。凝胶吸收更多的钾、钠离子粘性增加，吸水膨胀。三是水泥硅冻融破坏。冻融破坏水泥硅作用是一个物理过程，包括水泥硅冻胀开裂与水泥硷表面剥蚀。
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4、梁体裂缝
空心板与T梁体的下挠与结构开裂较普遍，是一对相互影响、相互促进劣化的缺陷。裂缝越多，板体或梁体下挠也就越大；反之，跨中下挠越大，开裂的裂缝就会变得越明显。梁体裂缝主要有垂直裂缝、纵向裂缝、斜裂缝等类型。
除此之外，还存在着基础不均匀沉陷、支座老化疲劳破坏、空心板间铰缝联结不力、预制空心板的芯模上浮、空心板端部应力集中破碎、预应力钢绞线以及伸缩缝作用失效导致的简支梁桥上部结构劣化等。
四、有效防治简支梁桥上部结构劣化的重要措施
1、事前控制
在事前控制阶段，包括业主方、施工方以及监理方等各个项目的参与方都应该为了提升简支梁桥的使用寿命而完成自己范围内的工作。首先，对于业主方来说，应该多邀请专家对桥梁的关键部位进行“会诊”，同时提出有效的改良方案；施工方则应该为了建设项目做好相关的施工安全、质量、成本、合同以及进度管理等相关的各项工作，尤其应该加强梁板的预制工作，将和桥梁使用寿命相关的混凝土水灰比控制、振捣质量以及养生监督等各项工作做到位。而监理方的主要任务是做好项目的质量监督与控制工作，严格按照程序进行工作。
2、事中控制
在事中控制过程中，应该建立简支梁桥的健康监测系统，对简支梁桥上部结构劣化程度进行全天候、全方位监测，尽可能早的为结构损伤提供预报，为桥梁的养护管理方提供决策的可靠资料。通过该系统的运用能够有效提升对桥梁的规范化、精细化以及科学化的管理水平。当然，一个完整的桥梁监测系统的建立，可以随时为桥梁管理者，提供养护、维修信息，为简支梁桥全天候监控提供最好的监控途径。这是桥梁事中控制的有效途径。这也是符合科学发展观的，桥梁管理者有必要深入贯彻落实下去。
3、事后控制
事后控制的目的主要是对已经出现的病害进行有效的防治，应该针对不同的病害类型、病害程度采取不同的处置措施。比如，针对水泥砼裂缝以及空洞可以根据空洞大小采取相应的填补措施等。此外，梁体加固是一种非常常见的防治措施，采用适当的技术措施对简支梁桥进行加固，对恢复和提高旧桥通行能力和承载能力，延长桥梁寿命，消除安全隐患，同时满足日益增多的超限车辆需要具有非常重要的现实意义。目前，常用于简支梁桥的加固方法主要有碳纤维布（板）加固法、梁板体外预应力加固法、粘贴钢板加固法、增大梁板截面和配筋加固法、增设主梁加固法以及喷锚水泥硅加固法等若干种，应该结合桥梁的实际情况进行选择。
五、结束语
总之，简支梁桥作为我国当前一种常见的桥梁形式，承担着交通运输的重要任务，对其上部结构劣化机理进行认识并采取有效的防治措施具有非常重要的现实意义。
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论文作者:马文燕
论文发表刊物:《基层建设》2016年4期
论文发表时间:2016/6/7
标签：桥梁论文; 病害论文; 结构论文; 裂缝论文; 钢筋论文; 桥上论文; 水泥论文; 《基层建设》2016年4期论文;