山區(qū)公路橋梁鋼筋混凝土梁板病害原因分析及處理

劉海明

隆化縣交通運(yùn)輸局，河北承德068150

摘要 隨著交通運(yùn)輸事業(yè)的發(fā)展，交通運(yùn)輸量大幅度增長(zhǎng)，行車(chē)密度及車(chē)輛載重越來(lái)越大，現(xiàn)有公路橋梁中相當(dāng)一部分，特別是山區(qū)年代較遠(yuǎn)的低等級(jí)載荷橋，已遠(yuǎn)遠(yuǎn)不能滿(mǎn)足使用上的要求。本文介紹了山區(qū)鋼筋混凝土梁板常見(jiàn)的病害及產(chǎn)生原因，提出了對(duì)病害的處理及預(yù)防措施。

關(guān)鍵詞 橋梁；鋼筋混凝土梁板；病害原因

中圖分類(lèi)號(hào)U44 文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼A 文章編號(hào) 1674-6708（2012）61-0107-02

通過(guò)現(xiàn)場(chǎng)勘查多座山區(qū)公路橋梁，從中發(fā)現(xiàn)了公路橋梁的常見(jiàn)病害，分析了橋梁病害的起因，闡述了橋梁綜合加固技術(shù)的構(gòu)思，同時(shí)以介紹了幾種橋梁檢測(cè)與加固的方法，對(duì)有效和合理地解決山區(qū)公路橋梁混凝土梁板的病害問(wèn)題具有重要意義。

1 梁體裂縫

山區(qū)橋梁混凝土梁板開(kāi)裂是一種較為普遍的現(xiàn)象，對(duì)于普通混凝土梁而言是允許其開(kāi)裂的，對(duì)部分預(yù)應(yīng)力混凝土梁而言，根據(jù)其預(yù)應(yīng)力的大小分別對(duì)其開(kāi)裂性作了嚴(yán)格的限制。按其開(kāi)裂部位可分為：上下翼緣開(kāi)裂;腹板開(kāi)裂;支座附近開(kāi)裂;預(yù)應(yīng)力錨頭附近局部應(yīng)力引起的開(kāi)裂;沿波紋管管道縱向開(kāi)裂。這些裂紋，有的會(huì)嚴(yán)重影響到結(jié)構(gòu)的正常使用和耐久性，有的對(duì)橋梁結(jié)構(gòu)的影響則微不足道，但會(huì)給人一種不安全的感覺(jué)。引起梁體開(kāi)裂的原因是多方面的。構(gòu)造處理不當(dāng)導(dǎo)致的局部應(yīng)力集中，混凝土早期養(yǎng)護(hù)不當(dāng)引起的干縮，混凝土的堿集骨料反應(yīng)、溫度的驟升驟降、鋼筋的銹蝕、超載等均會(huì)引起混凝土開(kāi)裂。

鋼筋混凝土梁常見(jiàn)裂縫形式及產(chǎn)生原因：

1）網(wǎng)狀裂縫：多為混凝土表面收縮引起的混凝土表面龜裂；

2）下翼緣受拉區(qū)的裂縫：多為混凝土表面收縮或梁受撓曲時(shí)產(chǎn)生的裂縫；

3）腹板上的豎向裂縫：多是涉及不當(dāng)或施工質(zhì)量不良，養(yǎng)護(hù)不及時(shí)，或溫度和周?chē)沫h(huán)境不良的影響所至；

4）腹板上的斜向裂縫：一般是因?yàn)樵O(shè)計(jì)的缺陷，主拉應(yīng)力計(jì)算較大，混凝土不能負(fù)擔(dān)而導(dǎo)致產(chǎn)生裂縫，施工質(zhì)量不好，加速裂縫的產(chǎn)生和發(fā)展；

5）運(yùn)梁不當(dāng)產(chǎn)生的上部裂縫；

6）梁端上部裂縫；

7）梁側(cè)水平裂縫：施工不當(dāng)引起的，分層灌注時(shí)，間隔時(shí)間太長(zhǎng)；

8）支座處豎向裂縫；

9）預(yù)應(yīng)力混凝土梁的裂縫：梁端沿鋼絲束的裂縫(先、后張法)；腹板垂直裂縫；

10）連續(xù)梁裂縫；

11）單板受力導(dǎo)致橋板開(kāi)裂。

2 梁體加固與裂縫修補(bǔ)

2.1 修補(bǔ)梁體裂縫

梁體縫寬大于0.2mm的裂縫，采用“壁可”法注入BL—CROLT灌注膠、達(dá)到堵塞裂縫、防止鋼筋銹蝕，把開(kāi)裂混凝土粘結(jié)成整體，恢復(fù)梁跨承載能力的目的，具體操作如下。

1）表面處理。沿裂縫走向?qū)捈s5cm范圍用鋼絲刷刷除混凝土的松散顆粒及粘結(jié)物等，用丙酮清洗油污，用壓縮空氣及潮濕抹布清除浮塵并晾干，必要時(shí)用噴燈烤干；

2）調(diào)制101號(hào)封口膠。封口膠主劑：硬化劑=7：3配合而成：每m裂縫約需0.2kg，要計(jì)算使用量，適量配制，防止報(bào)廢。配制時(shí)：將兩種組分用抹刀反復(fù)混合攪拌，形成均勻一致的灰色即可；

3）安裝注入座。用抹刀將少許封口膠抹在注入座底面四邊，將注入孔正對(duì)裂縫中稍加力按壓，使膠體從底面的4個(gè)小孔中擠出，并用膠將注入座底板四周包覆。注意不要讓膠堵塞注入孔，注入座粘貼好以后不要再移動(dòng)。注入座的數(shù)量，可按3個(gè)/m布置，裂縫分叉處應(yīng)有注入座；

4）密封裂縫。用封口膠沿裂縫走向?qū)捈s5cm范圍內(nèi)對(duì)裂縫進(jìn)行封口，膠體厚度控制在2m左右，盡量一次成型，避免反復(fù)涂抹，與注入座銜接處要注意加固。裂縫密封后，讓封口膠自然固化。固化時(shí)間約為12h（20d度）、6h（30度）。封口膠在固化前要注意防水；

5）安裝注入器。同一條裂縫的注入器要一起安裝完成，防止注人材料從未安裝注入器的底座上流出；

6）調(diào)制灌注膠。BL-GROUT灌注膠為雙組分材料，使用時(shí)根據(jù)用量需要按主劑：硬化劑為2：1進(jìn)行混合攪拌均勻即可；

7）注入灌注膠。注入灌注膠用黃油槍進(jìn)行，將調(diào)制好的灌注膠裝入黃油槍?zhuān)⒂貌y管將它連接到注入器的注入端，即可進(jìn)行注膠工作。注膠時(shí)，從裂縫端部開(kāi)始，按順序進(jìn)行，同一條裂縫上的灌注膠應(yīng)連續(xù)注入，間隔時(shí)間不能太長(zhǎng)；

8）注入量的控制：當(dāng)注入膠充滿(mǎn)注入器〔橡膠管〕的限制套時(shí)，即停止注入，應(yīng)等待注入器緩慢地將膠體壓入裂縫內(nèi)。當(dāng)注入器膨脹后收縮較快，說(shuō)明該處裂縫深，縫內(nèi)空間大，要補(bǔ)灌，直到注入器能穩(wěn)定地保持一定的膨脹狀態(tài)。因?yàn)樽⑷肫鞯氖褂檬且淮涡缘?，殘留在注入器?nèi)的膠體即被報(bào)廢。因此，開(kāi)始注膠時(shí)應(yīng)進(jìn)行試灌，即適當(dāng)掌握注入器的膨脹程度，讓其在完成灌注工作時(shí)保持一定的膨脹度（壓力），而不要膨脹大多（甚至還保持極限膨脹程度），以減少灌注膠的浪費(fèi)；

9）灌注膠的固化：在固化過(guò)程中，可手捏注入器、隨時(shí)了解固化情況，完全固化一般需要10h~24h 。固化以后，即可敲掉注入器和注入座，并用砂輪機(jī)把封口膠打磨掉保持梁體表面平整。

2.2 梁體加固

橋梁加固的方法很多，就其每種方法而論，可細(xì)分為一下不同的具體內(nèi)容，用以適應(yīng)加固實(shí)踐時(shí)的選擇。

1）橋面補(bǔ)強(qiáng)層加固法

通過(guò)一定的工藝和結(jié)構(gòu)措施，在梁頂面上加鋪一層鋼筋混凝土面層，使其與原主梁形成整體，達(dá)到加厚主梁高度和增大梁的抗壓截面的目的，以提高橋梁的承載能力。其特點(diǎn)是：

（1）施工簡(jiǎn)便，亦較經(jīng)濟(jì)。擔(dān)加鋪梁面層后，靜載亦增加，承載力提高不顯著；

（2）施工時(shí)需鑿除原有橋面鋪裝，同時(shí)考慮到新舊混凝土相結(jié)合，新澆筑混凝土的干燥收縮影響等，尚需設(shè)置連接鋼筋及鋼筋網(wǎng)；

（3）此法利于在抗壓截面較小的場(chǎng)合使用澆筑后混凝土需養(yǎng)護(hù)，故對(duì)交通必須加以限制。

2）增大梁截面和配筋法

在梁底面或側(cè)面，加大鋼筋混凝土截面（增配主筋），使梁抗彎截面加大，提高梁的承載能力，其特點(diǎn)是：

為加強(qiáng)新舊混凝土的結(jié)合，需對(duì)舊梁進(jìn)行鑿毛工作，操作麻煩、鑿除工作量大，常需在橋下搭設(shè)腳手架。

對(duì)T形梁有采用底面和側(cè)面同時(shí)加大，以及底部馬蹄形加大兩種加固方法：加固效果明顯，適用于橋梁及拱橋?qū)叭Φ募庸獭?/p>

3）型鋼粘貼錨固法

用環(huán)氧樹(shù)脂粘結(jié)劑，將鋼板粘貼錨固在混凝土結(jié)構(gòu)的受拉緣或薄弱部位，使其與結(jié)構(gòu)形成整體，以鋼板代替鋼筋作用，提高梁的承載能力。關(guān)鍵是鋼板與原混凝土的粘結(jié)是否牢固，能否耐久，這就是有待研究的問(wèn)題。

4）改變結(jié)構(gòu)體系的加固法

通過(guò)改變橋梁結(jié)構(gòu)體系，如在簡(jiǎn)支梁下增設(shè)支點(diǎn)(墩臺(tái))，縮短橋跨，或把相鄰兩跨簡(jiǎn)支梁加以連結(jié)，從而使簡(jiǎn)支梁變成連續(xù)梁。對(duì)于小橋，還可以采用改橋變涵的方法，來(lái)提高橋梁的承載能力。前者，一般為臨時(shí)通過(guò)重車(chē)時(shí)的應(yīng)急措施，后者則必須是通航和排洪灌溉要求而定。應(yīng)用預(yù)應(yīng)力加固原理，以梁身為錨固體，通過(guò)張拉，對(duì)梁的受拉區(qū)施加壓力，以抵消部分自重應(yīng)力，從而減少和避免梁上出現(xiàn)裂縫，提高梁的耐久性。

5）更換部分或全部主梁法

將舊梁部分或全部拆除，在部分或全部更換上荷載等級(jí)較高的新梁。該法加固效果明顯，施工亦較簡(jiǎn)便。但由于要拆除舊橋面，所以造價(jià)較高。同時(shí)舊橋面拆除，影響交通的時(shí)間也較長(zhǎng)。

3 結(jié)論

橋梁的安全關(guān)系著公路的交通安全，關(guān)系人民的切身利益，關(guān)系著國(guó)家地區(qū)的經(jīng)濟(jì)發(fā)展，影響重大。隨著我國(guó)公路網(wǎng)基本形成，橋梁的數(shù)量和種類(lèi)日顯增多，橋梁養(yǎng)護(hù)工作越來(lái)顯得重要，由于歷史的原因，橋梁養(yǎng)護(hù)工作在規(guī)范化、集約化和系統(tǒng)化方面還有很多工作要做，從管理層面對(duì)橋梁養(yǎng)護(hù)的資源問(wèn)題和質(zhì)量問(wèn)題做出研究，鋼筋混凝土梁板病害預(yù)防及適合處理方法是橋梁維修加固工程中的重中之重。