公路橋梁存在的缺陷及幾種修復(fù)加固技術(shù)的探討

權(quán)繼軍

【摘要】橋梁作為交通運(yùn)輸?shù)臉屑~，直接影響著交通的流量和荷載。當(dāng)它投入使用一定時(shí)間后，往往由于設(shè)計(jì)的局限和施工的欠缺，使其難以適應(yīng)日益繁重的交通量，而且隨著運(yùn)輸設(shè)備的高速發(fā)展和車輪負(fù)載的不斷增長(zhǎng)，使橋梁常常處于超負(fù)荷運(yùn)行的狀態(tài)，從而逐步成為交通運(yùn)輸線上的“瓶頸”。如果不及時(shí)采取有效的維修加固措施，輕則要限速減載，影響通行能力，重則造成運(yùn)輸中斷，因此成為困擾市政、公路、鐵路等有關(guān)部門的一大難題。為此，本文針對(duì)橋梁在處于超負(fù)荷運(yùn)行狀態(tài)時(shí)成為交通運(yùn)輸?shù)摹捌款i”這一難題，剖析橋梁缺陷成因，存在問題的部位和主要解決的問題，提出必要的技術(shù)方法和相關(guān)的新材料。

【關(guān)鍵詞】橋梁缺陷；成因；解決

1. 混凝土橋梁結(jié)構(gòu)表層缺陷及產(chǎn)生原因

（1）蜂窩：施工不當(dāng)所致，混凝土灌注中缺乏應(yīng)有的振搗，分層灌注時(shí)違反操作規(guī)程，運(yùn)輸時(shí)混凝土產(chǎn)生離析，模板縫隙不嚴(yán)，水泥砂漿流失等。

（2）露筋：施工質(zhì)量不好，如灌注時(shí)鋼筋保護(hù)層墊塊位移，鋼筋緊貼模板，保護(hù)層處混凝土漏振或振搗不實(shí)。

（3）麻面：施工時(shí)采用模板表面不光滑，模板濕潤(rùn)又不夠，致使構(gòu)件表面混凝土內(nèi)的水份被吸去。

（4）空洞：結(jié)構(gòu)上鋼筋布置過密，施工時(shí)混凝土被卡住，又未充分振搗就繼續(xù)灌注上層混凝土，此外，嚴(yán)重漏漿亦能產(chǎn)生空洞。

（5）磨損：混凝土強(qiáng)度不足，表層細(xì)骨料太多，車輪磨損，高速水流沖刷，水流中又夾雜大量砂石等推移質(zhì)或冰凌等漂浮物。

（6）銹蝕、老化、剝落：保護(hù)層太薄，結(jié)構(gòu)出現(xiàn)裂縫，雨水浸入，鋼筋銹蝕膨脹引起剝落，嚴(yán)寒地區(qū)冰凍及干濕交替循環(huán)作用，有侵蝕性水的化學(xué)侵蝕作用。

（7）表層成塊脫落：外界作用。

（8）構(gòu)件變形、接縫不平：施工不善或荷載作用下形成的變形等。

以上可采用混凝土修補(bǔ)或水泥砂漿修補(bǔ)法。常用修補(bǔ)材料為環(huán)氧材料。

2. 混凝土構(gòu)件裂縫缺陷及產(chǎn)生原因

（1）鋼筋混凝土簡(jiǎn)支梁橋常見裂縫有網(wǎng)狀裂縫、下緣受拉區(qū)的裂縫、腹板上的豎向裂縫、腹板上的斜向裂縫、運(yùn)梁不當(dāng)引起的上部裂縫、梁端上部裂縫、梁側(cè)水平裂縫、梁底縱向裂縫。

（2）預(yù)應(yīng)力混凝土梁、懸臂梁和連接梁橋的常見裂縫有先張法梁梁端錨固處的裂縫、后張法梁梁端錨固處的裂縫、腹板收縮裂縫、懸臂梁剪切裂縫、懸臂箱梁錨固后接縫中的裂縫、底板裂縫、箱梁彎曲裂縫、連接梁彎曲裂縫、合攏澆筑段的裂縫、預(yù)應(yīng)力梁下翼緣的縱向裂縫。

（3）構(gòu)件裂縫產(chǎn)生的主要原因有四方面：一是與材料性質(zhì)有關(guān)的因素，如水泥的反常凝固，混凝土的離析與泛漿，水泥的反常膨脹，骨料中含有泥土，使用了反應(yīng)性骨料或風(fēng)化巖、混凝土干燥收縮。二是與施工有關(guān)的因素，如混合料攪拌不均勻，攪拌時(shí)間過長(zhǎng)，用泵壓送時(shí)水泥量及用水量的增加，灌注順序的差錯(cuò)，灌注速度太快，振搗不充分，配筋混亂，保護(hù)層厚度不夠，施工縫處理不當(dāng)，模板變形，漏漿，支架下沉，脫模過早，硬化前受振動(dòng)和荷載作用，初期養(yǎng)生中急劇干燥，養(yǎng)生初期凍害。三是與環(huán)境條件有關(guān)的因素，如周圍環(huán)境與濕度的變化，構(gòu)件內(nèi)外溫度的差異，反復(fù)凍融，內(nèi)部鋼筋銹蝕，因火災(zāi)而使混凝土表面受高溫熏烤，受鹽類的化學(xué)腐蝕。四是與構(gòu)造、外力有關(guān)的因素，如設(shè)計(jì)荷載以內(nèi)的荷載，設(shè)計(jì)荷載以外的荷載，以地震力為主的荷載，截面尺寸及鋼筋用量不足，結(jié)構(gòu)物不均勻下沉。

3. 橋梁墩臺(tái)常見裂縫有

（1）墩臺(tái)網(wǎng)狀裂縫（由于混凝土收縮干燥引起或混凝土內(nèi)部水化熱和外部氣溫的溫差及日氣溫變化影響和日照影響而產(chǎn)生的溫度拉應(yīng)力）。

（2）從基礎(chǔ)向上發(fā)展至墩臺(tái)上部的裂縫（基礎(chǔ)松軟產(chǎn)生不均勻沉降造成）。

（3）墩臺(tái)身的水平裂縫（多為混凝土貫注不良所引起）。

（4）翼墻和前墻斷裂的裂縫（往往由于墻間的填土不良。凍脹或基層承載力不足，引起下沉或外傾而產(chǎn)生開裂）。

（5）由支承墊石從下向上發(fā)展的裂縫（主要是由于墩臺(tái)帽在支承墊石下未布置鋼筋所致或可能受到較大的沖擊力）。

（6）橋墩墩帽順橋軸線橫貫墩帽的水平裂縫（主要是局部應(yīng)力所致，因梁和活載的作用力集中地通過支座傳至橋墩，使其周圍墩頂其他部位產(chǎn)生拉應(yīng)力）。

（7）雙柱式橋墩下承臺(tái)的豎向裂縫（由于樁基下沉不均勻或局部應(yīng)力所致）。

（8）支承相鄰不等高的墩蓋梁、雉墻上的豎向裂縫（由于局部應(yīng)力所致）。

（9）墩臺(tái)蓋梁自上而下的垂直裂縫（樁基下沉不均勻而引起蓋梁上的不均勻受力）。

（10）鑲面石突出的裂縫（由于鑲面石與墩臺(tái)連接不良所引起）。

（11）懸臂橋墩角隅處的裂縫（由于局部應(yīng)力引起）。

以上可采用刻槽封閉或鑿槽嵌補(bǔ)方法，加配鋼筋修補(bǔ)法，鋼板粘貼修補(bǔ)裂縫，表面噴漿修補(bǔ)裂縫，用柔性表面封閉法修補(bǔ)裂縫，灌漿封閉裂縫修補(bǔ)法等。

4. 鋼筋混凝土橋面板缺陷及產(chǎn)生原因

（1）混凝土開裂、混凝土剝離，斷面破損、鋼筋外露、銹蝕，混凝土質(zhì)量下降，異常變形等。這些是由于荷載增大（構(gòu)件承載力不足），構(gòu)造上的缺陷（橋面板端部等），支撐結(jié)構(gòu)不完整（主梁等構(gòu)件剛度不足等），施工上缺陷（保護(hù)層不夠、蜂窩麻面等），氣象作用（凍融作用、化學(xué)作用、鹽腐蝕等），災(zāi)害（地震、火災(zāi)、受落下物撞擊等），徐變及收縮過大等。

（2）橋面板損壞的維修方法有修補(bǔ)施工法、加蓋板施工法，支架施工法等。

（3）一般橋面補(bǔ)強(qiáng)層加固方法有底面加固和頂面加固。

底面加固主要是噴射鋼纖維砂漿，焊接鋼筋網(wǎng)并噴射鋼纖維混凝土或鋼纖維砂漿。頂面加固主要是采用鋼筋混凝土加厚或鋼纖維混凝土加厚、聚合物混凝土加厚、膨脹混凝土加厚等并在接合處鑿毛處理加錨固鋼筋。

（4）目前國(guó)內(nèi)外許多大公司和科研結(jié)構(gòu)都投入很大力量對(duì)這一難題進(jìn)行研究，開發(fā)橋梁的養(yǎng)護(hù)、維修、加固及更換的系列技術(shù)，并相應(yīng)開發(fā)出一批新型修復(fù)材料，能夠有效的解決了上述“瓶頸”的難題。

5. 介紹幾種新型的橋梁修復(fù)、加固技術(shù)和新材料

（1）“壁可”法：

采用橡膠管注入器，利用其持續(xù)的恒定壓力將樹脂材料自動(dòng)注入到縫中，注入材料粘度極低，可深入到寬僅0.02mm的細(xì)縫末端，恢復(fù)結(jié)構(gòu)強(qiáng)度。

（2）修補(bǔ)路面裂縫、坑洼、麻面：

采用不同粘度的樹脂材料對(duì)各種寬度的裂縫進(jìn)行灌注，可立即開放交通。對(duì)坑洼、麻面采用樹脂砂漿鏝抹，材料柔韌、耐磨、抗滑，與鋪層結(jié)合牢固。

（3）路面防滑鋪裝方法：

在彎道、交叉路口等重要路段鋪設(shè)樹脂砂漿，可取得優(yōu)異的防滑效果，保證行車安全。

（4）隧道、涵尚不滲漏水的治理方法：

摒棄傳統(tǒng)的堵水思想，采取引導(dǎo)的方法，對(duì)接縫、裂縫、襯砌面滲水均有對(duì)策。

（5）橋梁結(jié)構(gòu)的維修、加固方法：

采用鋼板貼合、增設(shè)桁梁等方法恢復(fù)或提高構(gòu)件強(qiáng)度，增加承載力。對(duì)砼構(gòu)件的肅落、缺損，用聚合物改性材料修補(bǔ)，以防鋼筋銹蝕或進(jìn)一步損壞，美化外觀。

（6）橋梁伸縮縫：

有九大類、數(shù)十個(gè)規(guī)格型號(hào)可供選擇，用柔性樹脂砂漿作為回填材料更能發(fā)揮其優(yōu)良性能。

參考文獻(xiàn)

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[文章編號(hào)]1619-2737（2013）07-23-641