公路橋梁缺陷成因及加固修復(fù)技術(shù)

李曉波

赤峰市喀喇沁旗公路管理工區(qū)，內(nèi)蒙古赤峰 024000

公路橋梁是交通運(yùn)輸系統(tǒng)的重要組成部分，在交通運(yùn)輸過(guò)程中起著非常重要的作用。它溝通了各個(gè)地區(qū)之間的經(jīng)濟(jì)聯(lián)系，決定了交通系統(tǒng)的荷載和流量。近年來(lái)，隨著我國(guó)交通運(yùn)輸業(yè)的不斷發(fā)展，物流行業(yè)的發(fā)展以及人民生活水平的提高，行車(chē)密度及車(chē)輛載重越來(lái)越大，使人們對(duì)公路橋梁的質(zhì)量和性能提出了更高的要求，對(duì)現(xiàn)代橋梁的施工質(zhì)量和使用壽命逐漸關(guān)心起來(lái)。公路橋梁投入使用一定時(shí)間后，常常由于設(shè)計(jì)和施工的欠缺而出現(xiàn)一些缺陷。這些缺陷使公路橋梁交通運(yùn)輸?shù)馁|(zhì)量和效率降低，埋下極大的安全隱患，甚至威脅到人們的生命財(cái)產(chǎn)安全。如果不采取科學(xué)合理的措施對(duì)公路橋梁進(jìn)行維護(hù)與加固，將可能影響到整個(gè)交通系統(tǒng)正常運(yùn)行，甚至造成交通運(yùn)輸?shù)闹袛?。本文分析混凝土橋梁結(jié)構(gòu)表層缺陷、混凝土構(gòu)件裂縫缺陷等公路橋梁缺陷及其產(chǎn)生原因，并對(duì)相關(guān)的加固修復(fù)技術(shù)進(jìn)行探討。

1 混凝土橋梁結(jié)構(gòu)表層缺陷及產(chǎn)生原因

混凝土橋梁結(jié)構(gòu)表層缺陷主要可分由施工不當(dāng)?shù)热藶橐蛩匾鸷妥匀灰蛩匾馂閮煞N，其中，施工不當(dāng)?shù)热藶橐蛩匾鸬娜毕葜饕蟹涓C、露筋、麻面、空洞等；自然因素引起的有磨損、銹蝕、老化、剝落等。

由人為因素引起橋梁缺陷的影響因素繁多且十分復(fù)雜，如水泥、骨料、脫模劑、模板等材料的質(zhì)量、品種、配比；施工中的各項(xiàng)措施和工藝如混凝士拌制、運(yùn)輸及入模方式、澆筑方式、拆模時(shí)間長(zhǎng)短和施工縫處理工藝與方法等均有可能出現(xiàn)失誤而導(dǎo)致缺陷的產(chǎn)生。

在施工中，混凝土灌注過(guò)程中振搗不到位，分層灌注時(shí)違規(guī)操作，或在混凝土運(yùn)輸時(shí)，由于沒(méi)有進(jìn)行相應(yīng)的保護(hù)措施滲入泥塊和雜物；以及混凝土離析，模板縫隙不嚴(yán)，水泥砂漿流失等因素均可使混凝土橋梁結(jié)構(gòu)表層出現(xiàn)麻面。在進(jìn)行混凝土橋梁結(jié)構(gòu)施工時(shí)，模板縫隙未堵嚴(yán)、支設(shè)不牢固或振搗棒碰及模板而使模板移位；鋼筋過(guò)密、石子扣在鋼筋下，使水泥漿不能充滿(mǎn)鋼筋周?chē)?，或鋼筋墊塊漏放、墊塊少而使鋼筋緊貼模板，以及保護(hù)層處混凝土振搗未能達(dá)標(biāo)都可能產(chǎn)生露筋現(xiàn)象。模板表面粗糙不干凈，粘有干硬水泥漿等雜物；脫模劑涂刷不勻或選用脫模劑不當(dāng)；模板拼縫不嚴(yán)局部漏漿；混凝土振搗不密實(shí)或分層厚度控制不好，出現(xiàn)漏振而使氣泡未能排出等都會(huì)導(dǎo)致空洞。此外，混凝土配合比不當(dāng)、下料不準(zhǔn)確，造成砂漿少石子多或混凝土攪拌時(shí)間短拌和不均勻；石子成堆混凝土一次下料過(guò)多，未分層振搗等都是導(dǎo)致缺陷產(chǎn)生的因素。

自然因素引起的缺陷主要是由于公路橋梁在使用過(guò)程中受到自然因素的影響，如雨水浸入導(dǎo)致鋼筋銹蝕膨脹引起剝落，在嚴(yán)寒地區(qū)冰凍及干濕交替循環(huán)作用，或者受到具有侵蝕性水溶劑的化學(xué)侵蝕等。

2 混凝土構(gòu)件裂縫缺陷及產(chǎn)生原因

橋梁混凝土裂縫及其危害是一個(gè)世界性的問(wèn)題。橋梁工程中易出現(xiàn)的混凝土構(gòu)件裂縫有以下幾種：溫度變化產(chǎn)生的裂縫；混凝士收縮引起的網(wǎng)狀裂縫；下緣受拉區(qū)的裂縫、施加預(yù)應(yīng)力引起的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；使用荷載、運(yùn)梁不當(dāng)引起的裂縫；臺(tái)座施工時(shí)或基礎(chǔ)使用時(shí)變形引起的裂縫?；炷翗?gòu)件的裂縫將產(chǎn)生非常嚴(yán)重的后果，如不及時(shí)處理將對(duì)橋梁的使用壽命產(chǎn)生影響，嚴(yán)重者將造成橋塌、車(chē)毀、人亡事故。

混凝土結(jié)構(gòu)產(chǎn)生裂縫的原因較多，無(wú)論是前期的勘察、設(shè)計(jì)、施工的具體環(huán)節(jié)，還是在建造完成后存在不當(dāng)?shù)氖褂萌绯奢d等，均有可能導(dǎo)致產(chǎn)生混凝土構(gòu)件裂縫。裂縫的產(chǎn)生原因從技術(shù)層面來(lái)看大致可分為兩類(lèi)，一是由外荷載引起的裂縫，稱(chēng)為結(jié)構(gòu)性裂縫。二是混凝土自身應(yīng)力形成的裂縫，即非結(jié)構(gòu)性裂縫。裂縫產(chǎn)生的主要還與以下四個(gè)因素有關(guān)：材料性質(zhì)有關(guān)的因素，如水泥的反常凝固和反常膨脹；施工有關(guān)的因素，如混合料攪拌不均勻，振搗不充分、施工縫處理不當(dāng)?shù)?；環(huán)境條件有關(guān)的因素，如濕度的變化，構(gòu)件內(nèi)外溫度的差異、高溫熏烤、化學(xué)腐蝕等；構(gòu)造、超過(guò)設(shè)計(jì)荷載以外的荷載，截面尺寸及鋼筋用量不足等。

3 橋梁墩臺(tái)常見(jiàn)缺陷

橋梁墩臺(tái)基礎(chǔ)在常年使用過(guò)程中，除了承受上部構(gòu)造荷載外，還將承受土壓力，風(fēng)力，冰壓力和浮力等等各種力的作用，混凝土收縮干燥、內(nèi)外部溫差、氣溫劇烈變化、日照影響而產(chǎn)生的溫度拉應(yīng)力或是由于凍脹、下沉或外傾而產(chǎn)生開(kāi)裂等均有可能致使橋梁墩臺(tái)基礎(chǔ)出現(xiàn)問(wèn)題；另外，由于過(guò)橋車(chē)輛的日益重型化，密集化，使墩臺(tái)基出現(xiàn)了不同程度的損壞，產(chǎn)生各種裂縫，如墩臺(tái)網(wǎng)狀裂縫、從基礎(chǔ)向上發(fā)展至墩臺(tái)上部的裂縫、翼墻和前墻斷裂的裂縫、由支承墊石從下向上發(fā)展的裂縫、橋墩墩帽順橋軸線(xiàn)橫貫墩帽的水平裂縫等等。

4 加固修復(fù)技術(shù)

公路橋梁產(chǎn)生的大部分缺陷主要是由施工不當(dāng)導(dǎo)致的，比如蜂窩和空洞的形成就是因?yàn)檫`規(guī)操作，未經(jīng)過(guò)充分振搗就繼續(xù)灌注所導(dǎo)致，一般情況下只要在施工過(guò)程中嚴(yán)格要求，注重材質(zhì)，是完全可以避免這些缺陷的。當(dāng)這些缺陷出現(xiàn)的時(shí)候，常見(jiàn)的補(bǔ)救方法根據(jù)具體情況的不同，采用科學(xué)合理的方法進(jìn)行修補(bǔ)。比如可采用橡膠管注入器將采用新型的材料樹(shù)脂注入到縫中，使其恢復(fù)結(jié)構(gòu)強(qiáng)度；對(duì)坑洼、麻面等缺陷，可采用樹(shù)脂砂漿鏝抹；對(duì)于載荷過(guò)高等問(wèn)題，可采用鋼板貼合、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)件的缺損應(yīng)用聚合物改性材料修補(bǔ)，以防鋼筋銹蝕或進(jìn)一步損壞。

公路橋梁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。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進(jìn)行底面加固；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進(jìn)行頂面加固。還可采用刻槽封閉或鑿槽嵌補(bǔ)方法，加配鋼筋修補(bǔ)法，用柔性表面封閉法修補(bǔ)裂縫，灌漿封閉裂縫修補(bǔ)法等處理橋梁墩臺(tái)常見(jiàn)缺陷。

5 結(jié)論

任何一座公路橋梁的使用過(guò)程中，或多或少都帶有一定程度的缺陷，而造成橋梁缺陷的成因有很多種。如不加以處理，缺陷將越來(lái)越嚴(yán)重，最終危及到橋梁的安全。在對(duì)公路橋梁缺陷進(jìn)行處理時(shí)，首先必須深入分析造成公路橋梁缺陷的具體原因，采取科學(xué)合理的技術(shù)手段對(duì)公路橋梁缺陷進(jìn)行修復(fù)加固；更重要的是從設(shè)計(jì)、施工中去預(yù)防缺陷的發(fā)生，認(rèn)真做好建設(shè)階段各個(gè)過(guò)程的質(zhì)量控制，徹底地改觀這些常見(jiàn)缺陷的出現(xiàn)頻率以及影響程度。

[1]徐曉光，李曉東.公路橋梁混凝土構(gòu)件常見(jiàn)外觀缺陷及防治措施[J].中國(guó)高新技術(shù)企業(yè)，2011(36).

[2]李福強(qiáng).公路橋梁工程混凝土外觀缺陷的成因和防治措施[J].河南建材，2012(1).

[3]郭喜付，崔風(fēng)華.淺談公路橋梁缺陷成因及修復(fù)加固技術(shù)[J].黑龍江科技信息，2007(5).

[4]周明.論公路橋梁缺陷產(chǎn)生的原因及其修復(fù)加固技術(shù)[J].今日科苑，2008(4).