橋梁工程常見病害類型淺析

李傳鵬

摘要：本文主要對現(xiàn)階段橋梁工程幾種常見質(zhì)量缺陷的形成原因進行分類探討，以期通過查找問題、分析問題來更好地了解這些缺陷，同時提出了一些有針對性、建設(shè)性的技術(shù)防范措施，以達到對橋梁病害進行有效預(yù)防、防治結(jié)合的根本目的。

關(guān)鍵詞：橋梁施工；病害類型；病害成因；防范措施

有路便有橋，這是為各位業(yè)內(nèi)人士所共知的一個基本常識。橋梁工程，由于其自身結(jié)構(gòu)的特殊性及復(fù)雜性，與路基工程相比，在其使用安全及結(jié)構(gòu)功能等方面的要求，往往要比路基工程講究得多、謹(jǐn)慎得多。如對病害缺陷等問題處理，更是不敢掉以輕心，因為往往一種病害缺陷的出現(xiàn)，總是或多或少地隱示著某個環(huán)節(jié)或技術(shù)管理上存在的不足，因此，我們必須引以重視。為了能更好地認(rèn)識到各種病害可能引致的某些后果，我們有必要來了解一下橋梁工程中幾種常見的病害類型，來了解一下引起這些病害缺陷的真正根源有哪些，有哪些有效的防范措施等等。下面，讓我們來一一探討。

1 在橋梁施工和使用過程中，常出現(xiàn)的問題主要有：

1.1 裂縫的形成。裂縫是砼工程中最普遍的病害之一。裂縫的出現(xiàn)，致使砼強度下降，承載力減弱，在持續(xù)的受力作用下，其結(jié)果更為嚴(yán)重，同時會造成嚴(yán)重的經(jīng)濟損失。如果裂縫小于標(biāo)準(zhǔn)要求的極限，一般不會影響工程結(jié)構(gòu)的承載能力，使用功能和耐久性，往往只影響結(jié)構(gòu)外觀。致于砼出現(xiàn)裂縫的原因很多，一般主要有以下幾點情況:

1.1.1 混凝土原材料質(zhì)量差：A、水泥標(biāo)號低，或放置時間過久，致使水泥變性，或受潮而性能低下。B、骨料品種質(zhì)量差，為了降低成本，對骨料就近采挖，不經(jīng)過檢驗就用于施工

1.1.2 在澆筑砼過程中，對砼的振搗過猛或不足，使砼結(jié)構(gòu)整體不均勻，局部骨料沉塌，砼干膜后出現(xiàn)蜂窩、麻面狀。

1.1.3 在混凝土澆筑后，由于砼在水化熱自干過程中受到砼結(jié)構(gòu)不均衡的預(yù)應(yīng)力制約而形成裂縫。正常情況下，在混凝土澆筑后，水泥的水化熱會使砼結(jié)構(gòu)內(nèi)部溫度升高，在2-3天內(nèi)溫度可高達50℃-80℃。而混凝土的線膨脹系數(shù)約為10×10－6/℃。試驗表面，在標(biāo)準(zhǔn)環(huán)境下，混凝土表面溫度和環(huán)境溫差大于25℃時，即出現(xiàn)肉眼可見的溫差收縮裂縫。對于大體積混凝土，溫差脹縮裂縫的影響非常大。

1.1.4 在砼模撤除后，沒有給予充分的保濕保養(yǎng)，或是由于氣候的急劇變化，容易導(dǎo)致砼體表面因克服氣溫而脫水蒸發(fā)，從而使由于砼結(jié)構(gòu)在繼續(xù)凝干時砼體表過于脫水而出現(xiàn)干裂。

1.2 局部蜂窩、麻面和氣泡現(xiàn)象的出現(xiàn)。造成這種現(xiàn)象的結(jié)果，主要是使砼結(jié)構(gòu)大大降低了結(jié)構(gòu)的嚴(yán)密性，其疏松的結(jié)構(gòu)強度幾乎降低到最低點，在使用過程中其承受能力極大地減少，并且容易遭受腐蝕而造成重大的損傷，嚴(yán)重地降低了工程的承載力和耐用性。造成這種現(xiàn)象的原因大體有以下幾點：

1.2.1 在施工時，不按照標(biāo)準(zhǔn)要求進行配比，施工工藝差，在操作上不按程序操作，隨機性調(diào)整時有發(fā)生。

1.2.2 在澆筑混凝土后，進行振搗不規(guī)范，不均衡，使得振搗不足部位的結(jié)構(gòu)疏松，不密實，在撤膜后容易出現(xiàn)蜂窩、麻面等現(xiàn)象；在振搗過多部位，骨料易下沉，砼漿泌于表面，砼體中間段（層）砂漿富集，易發(fā)生由表及里塑性裂縫和干縮裂縫。

1.2.3 對砼模加工的精度不夠，或周轉(zhuǎn)次數(shù)多，導(dǎo)致局部變形漏洞，接縫不夠密封而漏漿，從而使骨料間隙無漿，干硬后形成稀疏狀蜂窩現(xiàn)象。

1.2.4 從攪拌到澆筑之間的時間過長，混凝土水灰分發(fā)生離析，砼結(jié)構(gòu)不密實，在澆筑時不加以振搗或振搗不均。

1.3 橋面板滲水的發(fā)生。據(jù)不完全統(tǒng)計及調(diào)查，個別橋梁在通車營運一段時期后，橋梁的橋面板滲水現(xiàn)象嚴(yán)重。這主要在于橋面鋪裝層防水設(shè)施不好，在降水過程中水滲入橋面造成的。為防止這一現(xiàn)象，應(yīng)采取以下措施：在橋面鋪裝時，嚴(yán)格控制施工程序，盡可能的將橋面鋪裝層防水設(shè)施鋪筑好，從根本上杜絕滲水現(xiàn)象。

1.4 橋面不平或瀝青砼脫落。瀝青混凝土橋面鋪裝厚度太薄是造成橋面不平的重要原因，瀝青混凝土脫落主要是鋪裝前橋梁清掃不凈，有雜物或懸浮粒料存在或橋面防水混凝土施工時水灰比過大造成灰漿上浮成層，加之從表面滲水，使領(lǐng)情混凝土與橋面之間的存水不能及時排除，容易產(chǎn)生凍漲破壞，形成軟弱夾層，使瀝青混凝土鋪裝層與橋面不能形成良好結(jié)合，在行車荷載作用下，產(chǎn)生推移，擁包唧漿及瀝青混凝土脫落。

1.5 伸縮縫與路面連接處結(jié)合不牢。近年來，我省大部分的公路橋梁使用的是鋼橡伸縮縫，其膠體直接承受車輪碾壓沖擊，其本身錨固件易損壞，而其施工又不易控制，造成質(zhì)量不穩(wěn)定，其他伸縫尺寸較寬，行車軟硬過渡中必然造成較大震動，從而導(dǎo)致伸縮縫損壞或路面連接不順。

2 橋梁施工過程中出現(xiàn)的質(zhì)量問題以及存在的現(xiàn)象，應(yīng)根據(jù)具體情況和標(biāo)準(zhǔn)要求，采取相應(yīng)有效的措施，進行如下控制：

2.1 對原材料的組織和選用。為了避免在施工中出現(xiàn)這樣那樣的質(zhì)量問題，施工單位應(yīng)嚴(yán)格依照國家建材標(biāo)準(zhǔn)組織好材料，并自始至終地保證材料的質(zhì)量穩(wěn)定，不變質(zhì)。對于組織好材料，應(yīng)從以下入手：水泥及摻合料的品種：對于大體積砼，原則上應(yīng)采用水化熱低的水泥，以避免早期溫度應(yīng)力而導(dǎo)致砼裂。對于小體積砼，可采用標(biāo)號為425#的普遍硅酸鹽水泥或純硅酸鹽水泥加礦碴粉或 I 級粉煤灰等配制成的膠凝材料，它們的干縮率基本一致：因水泥的細(xì)度對水化放熱時收縮率不一致，水泥越細(xì)，其導(dǎo)致的砼收縮率越大，所以，在選擇水泥細(xì)度時，應(yīng)根據(jù)工程工件的實際情況，進行試驗后方可利用。而目前很多水泥廠都基本把水泥磨得很細(xì)，在使用時應(yīng)適當(dāng)摻合些礦碴粉或粉煤灰，使其在施工中不出現(xiàn)裂縫等現(xiàn)象。另外，對于選用的水泥應(yīng)現(xiàn)買現(xiàn)用，而不能用過期的水泥，并隨時保證水泥不受潮濕和變質(zhì)。

骨料的級配：骨料的級配對于砼收縮的影響比較復(fù)雜。如果級配不合理，選料單一，則骨料所購成的骨架會不那么緊密，這對于砼的干縮會很大，易形成干裂，離析，蜂窩，麻面等狀，所以在進行砼混合比時，應(yīng)多選用幾種粒級石子進行搭配，級配應(yīng)以盡量減少空隙率為目的，并通過試驗確定。根據(jù)實驗確定骨料體積含量最佳為大于或等于70％。在滿足砼用粗骨料級配要求范圍的基礎(chǔ)上，應(yīng)采取措施將粗骨料級配控制在接近級配的范圍內(nèi)。若有條件，可選用有利于減少收縮的優(yōu)質(zhì)骨料。一般情況下，細(xì)骨料對砼干縮影響最小的砂是各種砂質(zhì)中的機制砂，而河砂等則相對大一些。粗骨料對于砼干縮影響最小的碎石是各種石料中的石灰石碎石，其他如河礫石、機碎石則相對大一些。因此，在選用骨料時，細(xì)骨料最好選用機制砂，粗骨料最好選用石灰石碎石。如果當(dāng)?shù)貨]有石灰石碎石，可在施工周圍選取符合條件的粗骨料，杜絕使用風(fēng)化石、表土軟石和火山灰石。在選用符合條件的粗骨料石時，必須把附著的粘土等雜質(zhì)清理，沖洗干凈。

2.2 在施工時，對混凝土的配合比必須按照標(biāo)準(zhǔn)進行配比，即根據(jù)強度等級，抗?jié)B等級，耐久性和工作性等進行配合比設(shè)計。同時，在滿足施工要求的條件下，盡量采用較小的砼塌落度；對于水灰比，一般應(yīng)小于或等于60％；即每立方米的混凝土用水量應(yīng)小于或等于180kg ;對于水泥用量，普通強度的混凝土應(yīng)為270-450kg/立方米，高強度混凝土應(yīng)小于550kg/立方米（其中含一定量的礦物粉）；對于砂的比率，在滿足施工要求的條件下，應(yīng)適當(dāng)采用較小的砂率。在操作中，應(yīng)攪拌均勻，并隨時檢驗砼的塌落度，根據(jù)不同構(gòu)件調(diào)整塌落度。同時，在攪拌時間上應(yīng)控制在90s之內(nèi)。

2.3 在進行澆筑時，應(yīng)根據(jù)不同構(gòu)件采取相應(yīng)的澆筑方法，如對于橋墩柱的澆筑，應(yīng)該分層來進行澆注，一般層厚為30-40cm。同時，在澆注時應(yīng)配以足夠的振搗人員和工具，以確保連續(xù)作業(yè)在砼初凝前完成。在對澆筑的混凝土進行振搗時，應(yīng)力求整體得到振搗，受震均勻，但不能過久，過重，以保證砼結(jié)構(gòu)密實，不出現(xiàn)氣泡，不使粗骨料下沉、漿液滲出砼表面或流失，從而避免蜂窩，氣泡的形成。

2.4 在砼膜撤除后，應(yīng)及時給予保濕養(yǎng)護，根據(jù)不同季節(jié)、氣候采取相應(yīng)有效的措施進行養(yǎng)護，以確保因砼干縮而不發(fā)生干裂現(xiàn)象。

3 其它有關(guān)的控制措施

3.1 對于鋼筋種類的選用，也應(yīng)嚴(yán)格按照標(biāo)準(zhǔn)進行組織和加工，在搭接時的焊接要以標(biāo)準(zhǔn)要求來進行焊接，并防止焊接技術(shù)不過關(guān)的現(xiàn)象出現(xiàn)。

32 設(shè)計和制作模板時，應(yīng)盡量減少錯臺和漏縫現(xiàn)象，并要求模板必須具有足夠的剛度和光潔度，同時要求單元面積大，接縫少，接縫嚴(yán)密平順。在使用膜板時，首先進行試拼，對精度差的地方要進行修平，刨光處理，并涂以防護油，以確保撤膜后砼結(jié)構(gòu)表面平順、光潔。

結(jié)束語

總之，橋梁工程的種種病害缺陷，有些是由外部環(huán)境的變化所引起的，而有些則是由于施工過程中的疏漏大意所引起的；有些缺陷可能不會對橋梁的正常使用帶來影響，而有些缺陷一旦出現(xiàn)則可能會危及到正常的安全使用等等一系列的問題，都要求我們工程技術(shù)人員必須做出細(xì)心的檢查、準(zhǔn)確的判斷。而要做到這一點，我們必須對橋梁病害的存在類型、產(chǎn)生原因等相關(guān)知識有一個系統(tǒng)的了解、全面的了解，只有做到了這一步，我們才能當(dāng)好一名合格的“橋梁醫(yī)生”。

參考文獻

[1]饒英惠《混凝土橋梁的病害機理及維修加固措施研究》蘭州交通大學(xué)學(xué)報2008年4期.

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