橋梁常見病害成因分析及加固經(jīng)驗(yàn)

梅州市梅縣區(qū)公路局

摘要：隨著我國經(jīng)濟(jì)的持續(xù)發(fā)展，交通事業(yè)蓬勃興起，橋梁作為道路交通設(shè)施的重要組成部分，數(shù)量逐年增加，建設(shè)的規(guī)模也不斷擴(kuò)大。但是在橋梁的使用過程中常常會(huì)出現(xiàn)一些如裂縫、建材腐蝕等病害問題，嚴(yán)重威脅著橋梁的質(zhì)量，影響了橋梁的正常使用。本文對橋梁在建設(shè)使用過程中常見病害問題及成因進(jìn)行了詳細(xì)的分析，為保障橋梁的構(gòu)件抗彎性、抗剪力和承載能力提出了橋梁加固的技術(shù)方法，以保證橋梁少受病害的威脅，確保其交通運(yùn)行效益。

關(guān)鍵詞：橋梁；病害；加固技術(shù)；梁板；墩臺(tái)

橋梁是道路交通的重要組成構(gòu)件，直接影響著交通的順暢和安全。隨著我國高等級(jí)的高速公路建設(shè)大面積鋪開，道路交通的車流量和一些重型卡車的數(shù)量大幅增加，這對現(xiàn)有的橋梁運(yùn)輸承載能力提出更高的要求。因此，橋梁的設(shè)計(jì)水平、工程質(zhì)量、技術(shù)標(biāo)準(zhǔn)、通行能力等的質(zhì)量日益受到關(guān)注，而在橋梁使用過程中出現(xiàn)的一些病害，則成為研究難點(diǎn)和熱點(diǎn)問題，對于橋梁常見病害加強(qiáng)研究，有針對性的提出加固建議，改進(jìn)維修方法，這是目前提高橋梁運(yùn)行安全和舒適度的可行辦法。

1 橋梁管理存在的弊端

1.1先期設(shè)計(jì)水平較差

一些橋梁在建設(shè)設(shè)計(jì)之初就存在問題，缺乏長遠(yuǎn)的打算，施工質(zhì)量也是敷衍了事，在結(jié)構(gòu)處理上存在著很多的隱患，在橋梁運(yùn)行之初似乎難以察覺。但是時(shí)間一長，運(yùn)力增加，在設(shè)計(jì)和施工技術(shù)上存在的問題就凸顯出來，受病害的影響程度也逐漸加深。

1.2超期服役的橋梁多

橋梁在設(shè)計(jì)建造之初就有固定的使用年限，超過服役年限的橋梁病害自然會(huì)增多，但是出于資金、技術(shù)、資源、管理等多方面的原因，不少地方的老舊橋梁依然處于使用當(dāng)中，這就加重了橋梁病害防護(hù)的工作量。

1.3橋梁的日常養(yǎng)護(hù)處理不當(dāng)

橋梁和公路、鐵路等交通設(shè)施一樣需要常規(guī)的檢查養(yǎng)護(hù)，一些橋梁的日常運(yùn)輸荷載過大，橋面會(huì)出現(xiàn)一些凹陷，雨天過后這些部位存水得不到排出，裂縫不能及時(shí)的封堵，長此以往，橋體滲水，部件受到腐蝕，整座橋的結(jié)構(gòu)就會(huì)出現(xiàn)偏差，引發(fā)安全隱患。

2 常見橋梁病害和成因分析

2.1 耐久性的破壞

橋梁的構(gòu)成材料主要是外部混凝土層和內(nèi)部的鋼筋結(jié)構(gòu)，外部混凝土的病害問題表現(xiàn)為表面出現(xiàn)：蜂窩、漏筋、層隙以及保護(hù)層厚度不均等；鋼筋結(jié)構(gòu)則主要受到本身銹蝕的破壞。出現(xiàn)這些問題會(huì)造成橋體長期暴漏在自然界之下，使得病害加重[1]。此外人為因素也是形成橋梁病害的原因，橋梁長期使用中，人為的沖撞、碾壓會(huì)造成橋體開裂，加之長期的雨水中酸性物質(zhì)的沖刷，就會(huì)對橋體本身鋼筋結(jié)構(gòu)造成腐蝕，這對與橋梁本身的質(zhì)量構(gòu)成極大地威脅。

2.2橋面鋪裝和絞縫混凝土破裂

橋面鋪裝和絞縫混凝土破裂的病害很容易形成橋面單板受力的局面，增加了橋面荷載，很容易形成安全事故。這種病害在不少從前設(shè)計(jì)的橋梁中多有出現(xiàn)，主要原因是因?yàn)樵跇蛄旱匿佈b設(shè)計(jì)過程中，對于橋面的受力估計(jì)不足，鋪裝的厚度大多在6～10cm之間[2]，但是隨著道路車流量的逐年增加，特別是重型載重卡車形成的壓力和摩擦力對橋面鋪裝的損害很大，所以我們認(rèn)為鋪磚太薄是橋面損害的原因之一。另外，最新建設(shè)的鋪裝采用的是Φ8鋼筋網(wǎng)結(jié)構(gòu)，設(shè)計(jì)間距在20×20cm左右，但是對于梁板的設(shè)計(jì)剛度缺失考慮不足，尤其是對連續(xù)梁結(jié)構(gòu)的負(fù)彎矩區(qū)的鋪裝結(jié)構(gòu)受力程度估計(jì)不足，沒有采取必要的加固措施，使得使用過程中鋪裝的彎矩區(qū)破損開裂的病害頻發(fā)。

2.3梁板底部漏筋開裂

梁板底部的鋼筋開裂出現(xiàn)結(jié)構(gòu)裂縫，產(chǎn)生這種病害的原因：首先是因?yàn)闃蛎娴匿佈b出現(xiàn)破損開裂，形成單板受力的局面，這樣在過往車輛施加壓力的反復(fù)作用之下，行車道板下端結(jié)構(gòu)超負(fù)荷工作，使得底部的鋼筋在強(qiáng)大壓力下出現(xiàn)開裂；其次有可能是在施工過程中，在修筑行車道板時(shí)使用的混凝土沒有經(jīng)過嚴(yán)格質(zhì)檢，不能承擔(dān)長期過往車輛的壓力，產(chǎn)生了開裂現(xiàn)象。

2.4橋梁伸縮縫的損壞

首先，道路過往車輛增加，大型卡車頻繁通過，這對橋梁伸縮縫形成了反復(fù)的強(qiáng)大撞擊，使得伸縮縫一直處于反復(fù)荷的作用之下，這對于伸縮縫的建造材質(zhì)磨損度是很大的，如果橋面的混凝土強(qiáng)度不足或是兩梁之間的結(jié)合度不足，那么伸縮縫就很容易破損。

其次，在進(jìn)行伸縮縫的接口對接過程中，使用的環(huán)氧樹脂砂漿脫落，或是填縫時(shí)使用的材料在運(yùn)行中硬化脫落，這些因素就會(huì)造成伸縮縫的損壞。

最后，在施工過程中，技術(shù)監(jiān)督不當(dāng)，使得伸縮縫的裝置同上端橋面板或是橋臺(tái)背墻的連接產(chǎn)生錯(cuò)位，這樣就會(huì)使得伸縮縫不斷的受到過往車輪的沖擊，長時(shí)間等不到修繕，伸縮縫自然就會(huì)形成損壞[3]。

2.5橋梁的墩臺(tái)開裂

橋梁墩臺(tái)混凝土開裂的病害發(fā)生頻率很高，形成這一病害的原因一方面是墩臺(tái)在建造過程中不是按結(jié)構(gòu)計(jì)算配筋比例，而對于素混凝土通常只設(shè)構(gòu)造筋易或防裂鋼筋。如果墩臺(tái)的受力不均勻，那么就容易出現(xiàn)開裂問題，裂縫出現(xiàn)的地點(diǎn)往往有很多處，包括：U形側(cè)墻斜方向，前墻豎直方向、拐角處或是墩帽處等部位均會(huì)有出現(xiàn)病害的可能。

另一方面，是施工技術(shù)問題，在進(jìn)行橋墩混凝土澆的施工過程中，如果在混凝土的強(qiáng)度形成過程中，出現(xiàn)溫度大幅變化的情況，那么混凝土的內(nèi)部就會(huì)產(chǎn)生拉應(yīng)力，在橋梁投入使用后就容易被拉裂；另外在混凝土澆注完成后，水分很快會(huì)流失掉，但如果拆模太早，模板水泥會(huì)吸收大量水分，形成混凝土泌水，水泥水化過程中熱量很高，凝結(jié)速度也會(huì)加快，當(dāng)戶外環(huán)境處于干燥狀態(tài)下時(shí)，就容易造成混凝土開裂；而且混凝土澆注完畢后在硬化過程中仍需要一定的沉降過程，在此當(dāng)中如遇到鋼筋或是預(yù)埋件阻礙同樣會(huì)發(fā)生裂縫。

2.6牛腿開裂

發(fā)生這種病害的位置一般是在橋梁的懸臂孔主梁牛腿的位置，以及支座的邊緣地帶。常見的裂縫形態(tài)是豎直形式的裂縫。出現(xiàn)這種問題的原因也是在建造設(shè)計(jì)過程中設(shè)計(jì)方案和施工技術(shù)存在不合理的因素，致使橋梁內(nèi)部的受力不均，在長期使用過程中受到外力作用就會(huì)顯現(xiàn)出來。

2.7主梁變形或裂縫

常見的主梁變形的位置是在大橋的懸臂梁的底部上端或是中部梁的下端，產(chǎn)生這種病害的原因大多是因?yàn)橹匦涂ㄜ嚨念l繁通過，致使橋梁的受拉區(qū)部分開裂，發(fā)生這種現(xiàn)象本也常見，但是如果裂縫的位置發(fā)生在懸臂梁的底部的上部，一旦雨水天氣過后，淤積的雨水就會(huì)滲透到橋梁的內(nèi)部結(jié)構(gòu)中，對橋梁內(nèi)的鋼筋結(jié)構(gòu)進(jìn)行銹蝕，從而使橋梁的結(jié)構(gòu)處于不穩(wěn)定狀態(tài)。

3橋梁常見病害的治理措施

3.1恢復(fù)橋梁耐久性的措施

在日常使用中出現(xiàn)的輕微病害不會(huì)對橋梁的質(zhì)量構(gòu)成嚴(yán)重威脅，只要管理維護(hù)的方法得當(dāng)，那么是可以恢復(fù)橋梁的耐性的。橋梁的日常養(yǎng)護(hù)和維修措施應(yīng)包括：橋梁表面污垢的清除、裂縫和空洞的及時(shí)填補(bǔ)、為在外裸露的鋼筋除銹、施加保護(hù)層、對開裂的鋼板進(jìn)行焊接加固等，通過精細(xì)化的管理和養(yǎng)護(hù)完全可以避免一般性的橋梁病害發(fā)生。

3.2 對橋梁的主梁加固措施

橋梁的主梁加固措施可以有三種：一是使用鋼板粘貼法對主梁進(jìn)行加