空心板橋的病害及處理對(duì)策研究

簡(jiǎn)儉 何國(guó)鋒

【摘 要】作者結(jié)合自己多年工作經(jīng)驗(yàn)對(duì)某大橋的病害情況、橋梁病害分析、橋梁治理措施等幾個(gè)方面進(jìn)行具體分析和探討，并提出了相應(yīng)的治理措施，從而較好地治理了橋梁病害，使橋梁的使用性能和耐久性得到改善與提高。

【關(guān)鍵詞】橋梁；病害分析；治理措施

1.橋梁概況

近年來(lái)，隨著我國(guó)路橋行業(yè)的不斷發(fā)展，路橋中空心板橋存在較多問(wèn)題，以下是對(duì)其問(wèn)題進(jìn)行分析。某大橋位于國(guó)道102線，全橋共20孔一聯(lián)，單孔跨徑20m。該橋上部結(jié)構(gòu)采用先簡(jiǎn)支后連續(xù)部分預(yù)應(yīng)力空心板， 下部結(jié)構(gòu)采用雙柱式墩、框架式臺(tái)， 空心板混凝土為C40， 墩臺(tái)混凝土均為C25， 基礎(chǔ)為鉆孔灌注樁。橋梁設(shè)計(jì)荷載： 汽車(chē)（20級(jí)，掛車(chē)） 100，人群3kN/m2， 橋面凈寬為凈）—9+ 2×1. 0m人行道，橋面橫坡采用雙向： 1. 5%，橋頭引道按照平原微丘二級(jí)路標(biāo)準(zhǔn)設(shè)計(jì)， 路基寬度12m，路面寬度9m。

2.橋梁病害情況

2005年公路養(yǎng)護(hù)部門(mén)發(fā)現(xiàn)該橋大部分空心板板底出現(xiàn)了縱向裂縫， 個(gè)別空心板板底裂縫寬度超過(guò)了規(guī)范規(guī)定的限值（ 裂縫寬度不大于0. 2） ；部分蓋梁及橋墩柱存在裂縫，且病害比較嚴(yán)重，個(gè)別部位的混凝土出現(xiàn)了嚴(yán)重的開(kāi)裂，剝落，個(gè)別位置橋梁在外觀上給人以嚴(yán)重的不安全感。詳細(xì)病害情況如下。

1） 墩柱。橋墩柱的主要病害表現(xiàn)為大量的墩柱豎向、網(wǎng)狀裂縫，大多數(shù)墩柱裂縫寬度位于0.1mm～ 0. 15mm之間，以豎向裂縫為主，個(gè)別墩柱裂縫寬度超過(guò)0.2mm。

2）蓋梁。蓋梁病害： 蓋梁病害比較嚴(yán)重， 主要表現(xiàn)為豎向細(xì)小裂縫、沿蓋梁底面縱向裂縫， 蓋梁懸臂端病害嚴(yán)重的部位出現(xiàn)了開(kāi)裂、酥裂， 開(kāi)裂寬度達(dá)到2cm～ 3cm。

3） 空心板。板底病害：該橋大部分梁板底部均存在較多縱向裂縫，且裂縫寬度為0. 1mm～ 0. 4mm不等， 大部分縱向裂縫貫通整個(gè)梁板底部；部分梁板底面存在混凝土表面松散、麻面的現(xiàn)象，松散厚度在0.1cm～ 0.2cm之間；個(gè)別孔空心板底面存在鋼筋保護(hù)層剝離、空鼓、開(kāi)裂現(xiàn)象； 第5孔～7孔， 10孔，11孔板底鉸縫開(kāi)裂且伴有嚴(yán)重滲水、堿蝕。

3.橋梁病害分析

3.1 墩柱病害分析

在橋梁通車(chē)以后，伴隨外界溫度的變化、雨雪侵蝕、凍融循環(huán)、酸堿腐蝕、正常交通累積、超載車(chē)輛通行，以及橋梁本身的徐變和松弛，橋梁結(jié)構(gòu)逐漸老化，原先一些不可見(jiàn)的微裂縫擴(kuò)展成宏裂縫，可見(jiàn)的宏裂縫逐漸延長(zhǎng)擴(kuò)展。經(jīng)分析該橋墩柱的裂縫病害形成主要有以下幾個(gè)原因：1） 混凝土內(nèi)部水化熱和外部氣溫的溫差，或日氣溫變化影響和日照影響而產(chǎn)生的溫度拉應(yīng)力導(dǎo)致的溫度裂縫。2） 混凝土干燥收縮而形成裂縫。3） 外部水汽的侵入加速了裂縫的發(fā)展，該橋橋下有兩三孔長(zhǎng)期流水，雨季期間過(guò)水孔多為3孔～ 6孔， 從墩柱病害外觀上看，過(guò)水孔的病害程度明顯高于不過(guò)水孔。

3.2 蓋梁病害分析

查閱了該橋的相關(guān)資料后，蓋梁病害原因主要有以下幾個(gè)方面：1） 部分蓋梁、墩柱采取冬季施工， 可能由于養(yǎng)護(hù)措施不完善而造成的凍脹破壞， 滲入混凝土中的水在低溫下結(jié)冰膨脹， 從而破壞了混凝土的微觀結(jié)構(gòu)， 經(jīng)多次凍融循環(huán)后，損傷積累使混凝土剝落酥裂， 強(qiáng)度降低， 隨著使用年限的增加， 病害進(jìn)一步加劇。2） 蓋梁開(kāi)裂的主要原因是水損壞。橋面排水設(shè)施的損壞，泄水孔內(nèi)的排水管出現(xiàn)松動(dòng)或者丟失， 進(jìn)水口位置出現(xiàn)縫隙， 導(dǎo)致橋面水沿著梁體漫流， 外部水進(jìn)入裂縫以后引起鋼筋的銹脹，加速了混凝土的破壞，以致蓋梁端部混凝土出現(xiàn)了嚴(yán)重的酥裂現(xiàn)象。3） 混凝土長(zhǎng)期干燥收縮也會(huì)造成裂縫的進(jìn)一步發(fā)展。

3.3 空心板病害分析

1） 預(yù)應(yīng)力鋼束位置集中， 且偏向兩邊，導(dǎo)致底板鋼束在混凝土內(nèi)部產(chǎn)生較大的壓應(yīng)力且橫向級(jí)差較大。2） 預(yù)應(yīng)力孔道采用的橡膠抽拔管成孔， 在混凝土澆筑過(guò)程中易變形， 抽拔的孔道有彎曲， 導(dǎo)致預(yù)應(yīng)力沿孔道方向形成上、下或左、右的徑向分力，形成沿底板混凝土下表面的縱向裂縫。3） 普通鋼筋由鋼筋與混凝土的粘結(jié)機(jī)理分析可以得出： 如果鋼筋外圍混凝土較?。?如保護(hù)層厚度不足或鋼筋凈間距過(guò)?。?時(shí)， 鋼筋外圍的混凝土在環(huán)向拉應(yīng)力的影響下，形成徑向裂縫。徑向裂縫很容易發(fā)展到混凝土表面形成沿縱向鋼筋的裂縫。4） 邊板板底混凝土的開(kāi)裂剝離形成的主要原因是水損壞引起的混凝土銹脹， 從該處的梁板情況來(lái)看， 其橋面的排水設(shè)施已經(jīng)損壞， 泄水孔內(nèi)的排水管出現(xiàn)松動(dòng)或者丟失，進(jìn)水口位置出現(xiàn)縫隙， 導(dǎo)致橋面水沿著梁體漫流， 外部水進(jìn)入裂縫以后引起鋼筋的銹脹， 加速了混凝土的破壞， 以致出現(xiàn)了梁板底部鋼筋保護(hù)層以外的混凝土出現(xiàn)了剝裂。5） 超載車(chē)輛的通行速了橋梁病害的發(fā)展。近兩年隨著唐山東部基礎(chǔ)設(shè)施的建設(shè)， 其建筑物質(zhì)多從此路運(yùn)輸，超載車(chē)輛明顯增多， 超重車(chē)輛荷載的長(zhǎng)期沖擊、疲勞作用是導(dǎo)致橋梁主體結(jié)構(gòu)損壞的主要原因之。

4.橋梁治理措施

1） 針對(duì)墩柱裂縫病害嚴(yán)重的情況， 對(duì)所有墩柱均采用粘貼碳纖維布的方法進(jìn)行加固， 從根本上隔斷外部侵蝕的影響， 控制墩柱表層病害的發(fā)展， 在一定程度上提高了墩、柱混凝土的耐久性能。2）該橋蓋梁個(gè)別嚴(yán)重的病害已經(jīng)對(duì)結(jié)構(gòu)的承載能力造成影響， 針對(duì)蓋梁的病害特征采用以下加固措施： 對(duì)兩墩之間部分蓋梁存在裂縫的采用粘貼碳纖維布U形箍進(jìn)行加固， 加強(qiáng)混凝土的整體性和限制蓋梁裂縫的發(fā)展； 對(duì)蓋梁懸臂端及帽石存在較嚴(yán)重裂縫的采用粘貼鋼板進(jìn)行加固，加強(qiáng)蓋梁混凝土的整體性；對(duì)所有蓋梁縫寬不小于0. 2mm的裂縫采用化學(xué)壓力灌漿進(jìn)行處理；蓋梁混凝土脫落、酥裂處，鑿除酥裂混凝土后采用環(huán)氧砂漿或環(huán)氧混凝土修補(bǔ)，然后采用錨粘鋼板進(jìn)行補(bǔ)強(qiáng)。3） 空心板病害治理方案。由梁板病害分析可以得出， 空心板底縱向裂縫對(duì)橋梁的承載能力影響不大，但對(duì)于橋梁的耐久性有著非常不利的影響，故針對(duì)梁底裂縫采取以下加固措施： 對(duì)所有空心板板底裂縫，縫寬不小于0. 2mm，采用化學(xué)壓力灌漿補(bǔ)強(qiáng)處理；縫寬小于0.2mm，則采用表面涂刷環(huán)氧樹(shù)脂漿液進(jìn)行封閉處理； 對(duì)于板底空鼓、剝離、開(kāi)裂的混凝土， 將其鑿除后采用環(huán)氧砂漿或環(huán)氧混凝土進(jìn)行修補(bǔ)；針對(duì)板底堿蝕、滲水的病害，采取對(duì)所有空心板在板端的板底鉆孔排水， 排除空心板內(nèi)部水對(duì)梁板的損壞； 對(duì)橋面排水設(shè)施進(jìn)行檢查維修，防止橋面水漫流至梁板或蓋梁， 保證橋面水正常排到橋下，避免橋面水對(duì)梁體進(jìn)行侵蝕。

5.結(jié)語(yǔ)

通過(guò)灤河大橋各個(gè)結(jié)構(gòu)部位的加固治理，橋梁病害得到了很好的治理，橋梁加固施工完成后， 橋梁墩柱、蓋梁、支座、空心板等構(gòu)件在使用性能和耐久性等方面得到了較大的改善和提高， 通過(guò)一年多的通行運(yùn)營(yíng)未發(fā)現(xiàn)橋梁病害有發(fā)展跡象。