遼寧省普通公路梁橋典型病害分析及技術(shù)對(duì)策研究

陽(yáng)明輝

（遼寧奧路通科技有限公司 沈陽(yáng)市 110001）

遼寧省普通公路梁橋典型病害分析及技術(shù)對(duì)策研究

陽(yáng)明輝

（遼寧奧路通科技有限公司 沈陽(yáng)市 110001）

以橋梁檢測(cè)工作為基礎(chǔ)，對(duì)遼寧省普通公路橋梁中的梁板橋上部結(jié)構(gòu)常見(jiàn)典型病害進(jìn)行了歸類分析，并對(duì)每一類病害提出相應(yīng)的技術(shù)處理對(duì)策，供同行參考借鑒。

普通公路；橋梁；典型病害；技術(shù)對(duì)策

1　引言

交通運(yùn)輸是一個(gè)國(guó)家的經(jīng)濟(jì)命脈，而橋梁是交通的咽喉，橋梁的建造和維護(hù)是一個(gè)國(guó)家基礎(chǔ)設(shè)施建設(shè)的重要組成部分，同時(shí)也是經(jīng)濟(jì)發(fā)展與技術(shù)進(jìn)步的象征。我國(guó)作為橋梁大國(guó)，經(jīng)過(guò)幾十年的發(fā)展，橋梁數(shù)量已異常龐大，而隨著橋齡的逐年增加，加之經(jīng)濟(jì)社會(huì)的發(fā)展，重交通流越來(lái)越大，大量橋梁不堪重負(fù)，各種病害開(kāi)始逐漸暴露，如關(guān)鍵部位材料加速老化、劣化，主要承重結(jié)構(gòu)破損、裂縫加速發(fā)展等，嚴(yán)重地影響了橋梁的承載能力和正常使用，以致危病橋梁數(shù)量逐年增多，甚至發(fā)生人身安全事故。

近年來(lái)，遼寧省普通公路實(shí)行專業(yè)化檢測(cè)的程度越來(lái)越高，筆者作為奮戰(zhàn)在遼寧普通公路檢測(cè)一線多年的交通人，有幸從事了大量的橋梁檢測(cè)工作，作為學(xué)習(xí)和工作總結(jié)，筆者對(duì)遼寧省普通公路橋梁中的梁板橋上部結(jié)構(gòu)常見(jiàn)典型病害進(jìn)行了歸類分析，并對(duì)每一類病害提出相應(yīng)的技術(shù)處理對(duì)策，以供各位同行及一線基層養(yǎng)護(hù)單位參考借鑒。

2　梁板橋上部結(jié)構(gòu)典型病害分析及技術(shù)對(duì)策

最新的橋梁統(tǒng)計(jì)數(shù)據(jù)表明，遼寧省縣級(jí)以上普通公路橋梁中梁板橋占比為86.7%，為主要橋型結(jié)構(gòu)。而遼寧省梁板橋的上部結(jié)構(gòu)主要有三種基本結(jié)構(gòu)形式，即預(yù)制板（包括空心板和實(shí)心板）、整體現(xiàn)澆板、T梁（包括普通鋼筋混凝土T梁和預(yù)應(yīng)力混凝土T梁）。

此外，普通公路上的梁板橋還有少量的整體現(xiàn)澆箱梁或預(yù)制箱梁、工字梁+微彎板及其他組合結(jié)構(gòu)，鑒于其不具備太多的普適性，此處不作具體論述，下文僅針對(duì)上述幾種常見(jiàn)結(jié)構(gòu)進(jìn)行分析。

2.1預(yù)制板

混凝土預(yù)制板適用于中小跨徑橋梁，為遼寧省普通公路上最常見(jiàn)的一種橋型，其橋齡跨度大，修建質(zhì)量參差不齊，一般來(lái)說(shuō)，早期修建的預(yù)制板橋病害較多較重，后期修建的預(yù)制板橋，尤其是預(yù)應(yīng)力結(jié)構(gòu)的，其病害較少較輕。此類結(jié)構(gòu)橋梁上部典型病害主要有：

2.1.1底板橫向裂縫

橫向裂縫多為結(jié)構(gòu)性受力裂縫，一般出現(xiàn)在底板跨中附近，裂縫多與箍筋位置相對(duì)應(yīng)且呈現(xiàn)出跨中多、梁端少的特點(diǎn)。

技術(shù)對(duì)策：鋼筋混凝土板作為帶裂縫工作構(gòu)件，本身是允許存在一定程度裂縫的，根據(jù)裂縫開(kāi)展的寬度及發(fā)展情況，一般處治建議如下：

（1）當(dāng)裂縫寬度在限值范圍內(nèi)且基本趨穩(wěn)時(shí)，可進(jìn)行封閉處理，一般涂刷環(huán)氧樹(shù)脂膠。

（2）當(dāng)裂縫寬度大于限值規(guī)定但裂縫發(fā)展趨穩(wěn)時(shí)，應(yīng)先采用壓力灌漿法封閉處理，并可采取適當(dāng)補(bǔ)強(qiáng)加固措施，如粘貼纖維布法或粘貼鋼板法等。

（3）對(duì)于裂縫擴(kuò)展到全截面已致斷裂的梁板，需作局部換板或上部改建處理。

2.1.2底板縱向裂縫

縱向裂縫大多出現(xiàn)在底板最薄弱處或沿底板預(yù)應(yīng)力筋方向開(kāi)裂，裂縫長(zhǎng)度往往較長(zhǎng)且連續(xù)，通常伴有滲水、析白及銹跡現(xiàn)象。

技術(shù)對(duì)策：縱向裂縫的出現(xiàn)多跟板梁設(shè)計(jì)時(shí)構(gòu)造筋配置不合理或施工保證措施不到位有關(guān)，此種病害應(yīng)以預(yù)防為主，即加強(qiáng)設(shè)計(jì)和施工質(zhì)量；對(duì)于后期使用過(guò)程中出現(xiàn)的此類病害，仍可參考橫向裂縫的處治方式進(jìn)行。

2.1.3板底滲水白化

對(duì)于實(shí)心板，板底滲水點(diǎn)多位于鉸縫兩側(cè)，并伴有析白及局部混凝土碳化腐蝕現(xiàn)象。對(duì)于空心板，板底滲水白化多由空腔積水引起，積水沿混凝土微裂縫滲出，使底板呈現(xiàn)明顯的青黑色潮濕狀態(tài)，嚴(yán)重的會(huì)產(chǎn)生析白現(xiàn)象并孳生青苔，如底板存在裂縫則積水往往沿裂縫大量滲出。

技術(shù)對(duì)策：對(duì)于板底滲水白化現(xiàn)象，一般應(yīng)從阻止橋面雨水下滲著手，優(yōu)化橋面防排水系統(tǒng)，即及時(shí)修復(fù)橋面防水鋪裝層，疏通橋面泄水孔，更換破損的伸縮縫止水帶等，對(duì)于空心板空腔內(nèi)已有的積水，可采取在底板鉆孔的方法將積水引出。

2.1.4鉸縫破壞引起的單板受力

鉸縫破壞一般從鉸縫滲水開(kāi)始，然后鉸縫混凝土破損、脫落，橋面鋪裝沿鉸縫方向產(chǎn)生縱向裂縫，隨著病害進(jìn)一步發(fā)展，鉸縫鋼筋出現(xiàn)銹蝕、斷裂情況，橋面鋪裝縱向裂縫繼續(xù)擴(kuò)展甚至形成一片破碎帶，橋面車輛通過(guò)時(shí)破損鉸縫兩側(cè)預(yù)制板有明顯彈性下?lián)犀F(xiàn)象，至此則形成了“單板受力”狀態(tài)。

單板受力的形成根本上說(shuō)是由于板間鉸縫被剪斷、板間聯(lián)系喪失所致，而且單板受力一旦形成，全橋即很快地向病危橋方向發(fā)展。分析單板受力產(chǎn)生的原因主要有設(shè)計(jì)、施工和使用三個(gè)方面。

在設(shè)計(jì)方面，遼寧省早期的預(yù)制板（尤其是帶翼緣的空心板）設(shè)計(jì)，一般都存在以下缺陷：

（1）鉸縫的形式不夠合理。早期梁板之間多采用單鉸連接，其抗剪能力嚴(yán)重不足。

（2）設(shè)計(jì)中沒(méi)有慮及鉸縫混凝土自身的收縮作用，沒(méi)有足夠重視新舊混凝土間粘結(jié)力的弱化作用。

（3）鉸縫鋼筋布置太少，頂板連接鋼板抗力不足。

在施工方面，部分施工單位施工水平不足，預(yù)埋的搭接筋和鋼板定位不準(zhǔn)，導(dǎo)致梁板安裝后無(wú)法正常搭接；又或者施工人員責(zé)任心不強(qiáng)，未嚴(yán)格按照設(shè)計(jì)要求將鉸縫筋或頂板預(yù)埋鋼板全部進(jìn)行搭接，導(dǎo)致后期使用過(guò)程中出現(xiàn)鉸縫被輕易破壞的現(xiàn)象。

在使用方面，車輛等的荷載超過(guò)設(shè)計(jì)值，尤其是集中荷載（例如車輛的單側(cè)輪組）嚴(yán)重超過(guò)設(shè)計(jì)標(biāo)準(zhǔn)。

技術(shù)對(duì)策：對(duì)于帶翼緣的空心板，目前采取的較為有效的加固措施一般為變梁板間鉸接為濕接并增設(shè)較強(qiáng)大的橫隔板以加強(qiáng)板間橫向聯(lián)系，提高整體受力性能；對(duì)于不帶翼緣的空心板，一般應(yīng)加強(qiáng)施工過(guò)程中鉸縫施工質(zhì)量控制，預(yù)防為主。

2.2整體現(xiàn)澆板

整體現(xiàn)澆板適用于中小跨徑橋梁，也是遼寧省普通公路上很常見(jiàn)的一種橋型結(jié)構(gòu)，橋齡跨度及修建質(zhì)量差異也普遍較大，而其總體技術(shù)狀況往往與通行的交通流量及施工質(zhì)量關(guān)系較大。該橋型上部板常見(jiàn)典型病害主要有：

（1）板底縱向裂縫

縱向裂縫多出現(xiàn)在底板中心線附近，裂縫長(zhǎng)度往往較長(zhǎng)且連續(xù)，每跨以1～3道裂縫較為常見(jiàn)，個(gè)別寬橋也有3道以上的縱向裂縫，裂縫處通常伴有滲水、析白及銹跡現(xiàn)象。梁底縱向裂縫一般會(huì)隨著車輛荷載的持續(xù)作用不斷加深乃至貫穿整個(gè)截面，進(jìn)而使得橋面對(duì)應(yīng)位置出現(xiàn)縱裂等。

技術(shù)對(duì)策：整體現(xiàn)澆板板底縱向裂縫的出現(xiàn)，往往與當(dāng)時(shí)設(shè)計(jì)時(shí)考慮不周有關(guān)，尤其是寬跨比較大的橋梁，縱向裂縫的出現(xiàn)更加普遍和嚴(yán)重，且裂縫寬度往往遠(yuǎn)超規(guī)范限值，但從其危害程度來(lái)說(shuō)，此種單一裂縫的存在尚不構(gòu)成險(xiǎn)橋要素。對(duì)于已經(jīng)存在的縱縫，可進(jìn)行注膠封閉處理，開(kāi)裂嚴(yán)重的可采取一定的補(bǔ)強(qiáng)加固措施，如橫向粘貼碳纖維布或粘貼鋼板法等。

（2）板底混凝土蜂窩麻面

板底混凝土蜂窩麻面多呈現(xiàn)出面積大并伴隨不規(guī)則淺表裂縫及滲水白化現(xiàn)象的特點(diǎn)。究其原因，主要由于施工工藝措施不到位所致，如混凝土攪拌不均，和易性不好，模板接縫不嚴(yán)、板縫處漏漿，振搗不密實(shí)、漏振，拆模時(shí)混凝土表面被粘壞，模板未澆水濕潤(rùn)或濕潤(rùn)不夠，構(gòu)件表面混凝土的水分被吸去，使混凝土失水過(guò)多等。

技術(shù)對(duì)策：對(duì)于不太嚴(yán)重的蜂窩麻面病害，可不作處理；對(duì)于嚴(yán)重的且伴有其它次生病害的，可結(jié)合其它病害一并處治。

（3）板底露筋

板底局部露筋多由于在車輛荷載作用下橋梁震顫、混凝土脫落或鋼筋銹脹開(kāi)裂所致；大面積露筋則多由于鋼筋保護(hù)層厚度不足或施工工藝缺陷所致。

技術(shù)對(duì)策：對(duì)于新建橋梁，應(yīng)加強(qiáng)施工中保護(hù)層厚度控制及施工工藝水平提升，預(yù)防為主；對(duì)于在役橋梁出現(xiàn)的板底露筋病害，目前仍以修補(bǔ)為主，具體做法為：先將松散部分徹底清除，外露銹蝕鋼筋涂刷銹轉(zhuǎn)化劑，重要部位鋼筋綁扎犧牲陽(yáng)極，再用防開(kāi)裂的高強(qiáng)無(wú)機(jī)聚合物砂漿進(jìn)行修補(bǔ)以恢復(fù)鋼筋保護(hù)層。

（4）板底滲水白化

滲水白化現(xiàn)象多由于橋面排水不暢，水在橋面堆積、下滲，通過(guò)梁體裂縫、孔隙等通道，將混凝土中氫氧化鈣等堿性物質(zhì)帶出并在表面結(jié)晶所致。

技術(shù)對(duì)策：參考預(yù)制板板底滲水白化病害的處治方法。

2.3普通鋼筋混凝土T梁

采用普通鋼筋混凝土T梁（腹板下緣不帶馬蹄）的橋梁一般修建年代較早，跨徑多在13～25m之間，設(shè)計(jì)荷載等級(jí)不高，且受當(dāng)時(shí)的設(shè)計(jì)和施工水平所限，整體呈現(xiàn)出承載能力不足，難以適應(yīng)現(xiàn)有交通需求及上部結(jié)構(gòu)病害較重的特點(diǎn)，總體技術(shù)狀況較差，多為三、四、五類橋。大量橋梁檢測(cè)數(shù)據(jù)表明普通鋼筋混凝土T梁的常見(jiàn)典型病害主要有：

（1）腹板豎向裂縫

T梁腹板出現(xiàn)豎向裂縫往往預(yù)示著梁體抗彎承載能力不足。此類病害多出現(xiàn)在L/4～3L/4范圍內(nèi)，裂縫間距在20～50cm，裂縫多從底面開(kāi)始向上擴(kuò)展，呈現(xiàn)出“U”字形，嚴(yán)重的已貫通腹板全高并向翼緣發(fā)展。

病害原因分析：修建年代早，設(shè)計(jì)荷載低，T梁截面尺寸偏小，梁體整體抗彎剛度不足，難以適應(yīng)現(xiàn)有交通荷載所致。

技術(shù)對(duì)策：對(duì)于擴(kuò)展不深且已基本穩(wěn)定的腹板豎向裂縫，可先進(jìn)行注膠封閉處理，再對(duì)梁體采用適當(dāng)?shù)募庸叹S修方式，目前遼寧省主要采用的加固方式有粘貼纖維布法、增大截面法、粘貼鋼板法、體外預(yù)應(yīng)力法、結(jié)構(gòu)體系轉(zhuǎn)換法等。對(duì)于裂縫擴(kuò)展至全截面且交通負(fù)荷較重的橋梁，應(yīng)慎用原梁加固的方法，一般應(yīng)換梁或上部改建。

（2）橫隔板鋼板開(kāi)焊

普通鋼筋混凝土T梁橋橫隔板設(shè)計(jì)時(shí)多為鋼板焊縫連接，橫向聯(lián)系相對(duì)薄弱，重車過(guò)橋時(shí)，橫隔板承受過(guò)大拉力，導(dǎo)致焊縫撕裂。此病害在普通鋼筋混凝土T梁中非常普遍，進(jìn)一步發(fā)展將導(dǎo)致T梁?jiǎn)瘟菏芰?，危及上部結(jié)構(gòu)安全。

技術(shù)對(duì)策：T梁橫隔板鋼板焊縫開(kāi)裂一般伴隨著T梁梁間鉸縫的開(kāi)裂脫落，其處治也通常是結(jié)合鉸縫一并進(jìn)行，常見(jiàn)的橫隔板鋼板開(kāi)焊處治方式有橫隔板錨固“X”形鋼板加固或橫隔板連接處濕接處理。

（3）梁間鉸縫開(kāi)裂脫落并滲水

普通鋼筋混凝土T梁梁間鉸縫多為單鉸連接方式，為上部結(jié)構(gòu)中的薄弱部位，在橫隔板鋼板開(kāi)焊后鉸縫也會(huì)相應(yīng)開(kāi)裂及混凝土脫落，進(jìn)而橋面對(duì)應(yīng)出現(xiàn)縱向裂縫，此時(shí)雨、雪水即通過(guò)橋面縱縫及鉸縫下滲污染并腐蝕T梁。鉸縫的開(kāi)裂脫落及橋面縱縫會(huì)導(dǎo)致上部結(jié)構(gòu)橫向聯(lián)系進(jìn)一步削弱，整體受力性能顯著下降，嚴(yán)重的引起“單梁受力”現(xiàn)象。

技術(shù)對(duì)策：目前采取的較為有效的加固措施是部分鑿除原翼緣板，變梁間鉸接為濕接，同時(shí)加固或增設(shè)橫隔板以加強(qiáng)梁的橫向聯(lián)系，提高整體受力性能。

（4）翼緣板底面剝落、露筋

T梁翼緣板底面剝落、露筋多見(jiàn)于有重載交通的橋梁，主要是由于重車過(guò)橋時(shí)，梁體撓度過(guò)大及車輛震顫所致，此病害多位于梁間鉸縫兩側(cè)。

技術(shù)對(duì)策：應(yīng)結(jié)合鉸縫的處治一并進(jìn)行，具體做法是先清除露筋處的松散混凝土，外露銹蝕鋼筋涂刷銹轉(zhuǎn)化劑，再用防開(kāi)裂的高強(qiáng)無(wú)機(jī)聚合物砂漿進(jìn)行修補(bǔ)。

（5）梁端碎裂

梁端碎裂主要由于T梁支承位置處尺寸偏小，局部承壓過(guò)大所致，此病害的出現(xiàn)會(huì)進(jìn)一步減少梁端有效支承面積，易造成落梁的危險(xiǎn)。

技術(shù)對(duì)策：梁端碎裂往往是構(gòu)成險(xiǎn)橋的要素，且對(duì)此類病害的處治難度較大，一般保守的做法是建議換梁或上部改建，有條件的也可進(jìn)行加固，變墩頂簡(jiǎn)支為墩頂連續(xù)，即鑿除原橋T梁梁端一定長(zhǎng)度，露出縱向主筋，用短筋將其搭接，再現(xiàn)澆鋼筋混凝土。

2.4預(yù)應(yīng)力混凝土T梁

遼寧省預(yù)應(yīng)力混凝土T梁橋一般修建規(guī)模較大，跨徑多在30m及以上，且建設(shè)年代較晚，設(shè)計(jì)和施工質(zhì)量方面都較有保證，檢測(cè)過(guò)程中發(fā)現(xiàn)此類橋型病害較少或不太嚴(yán)重，整體技術(shù)狀況尚可。其較為常見(jiàn)的病害主要有：

（1）馬蹄側(cè)面縱向裂縫

由于施工控制不嚴(yán)，預(yù)應(yīng)力管道位置偏差或預(yù)應(yīng)力張拉力過(guò)大，致使T梁在馬蹄側(cè)面對(duì)應(yīng)波紋管位置存在縱向水平裂縫。該病害的存在對(duì)T梁的承載能力影響不大，但對(duì)T梁耐久性有一定影響。

技術(shù)對(duì)策：此病害的防范應(yīng)從加強(qiáng)施工控制方面著手，對(duì)于在役橋梁，可對(duì)縱梁裂縫進(jìn)行注膠封閉處理。

（2）腹板或翼緣底面銹脹露筋

T梁腹板或翼緣底面銹脹露筋多出現(xiàn)在邊梁，主要由于鋼筋保護(hù)層過(guò)薄與腐蝕介質(zhì)綜合作用所致，且該病害往往伴隨水蝕邊梁現(xiàn)象一并出現(xiàn)。

技術(shù)對(duì)策：一方面應(yīng)從優(yōu)化橋梁防排水系統(tǒng)著手，杜絕腐蝕源，如橋面泄水孔側(cè)排改直排或重做橋面防水層，阻斷雨雪水下滲通道等。另一方面對(duì)已存在的銹脹露筋病害可參照“2.3.4翼緣板底面剝落、露筋”的病害處治方式進(jìn)行修復(fù)。

3　結(jié)語(yǔ)

本文以遼寧省普通公路橋梁檢測(cè)數(shù)據(jù)為基礎(chǔ)，總結(jié)了梁板橋上部結(jié)構(gòu)常見(jiàn)典型病害，并針對(duì)性提出相應(yīng)的技術(shù)處治對(duì)策，受篇幅所限，有些病害分析和論述的還不夠深入和系統(tǒng)，且部分橋型和其他結(jié)構(gòu)部位病害本文也并未涉及，如拱橋及橋梁下部和橋面系病害等，希冀在日后的工作中一并總結(jié)完善。

［1］ 楊敏，靳欣華.混凝土空心板梁橋典型病害成因分析及防治策略［J］.城市道橋與防洪，2008（8）：112-115.

［2］ 肖玉輝，等.混凝土橋梁病害成因分析及對(duì)策研究［J］.中外公路，2004，24（1）.

［3］ 徐犇.橋梁檢測(cè)與維修加固百問(wèn)［M］.北京：人民交通出版社，2002.

［4］ 中華人民共和國(guó)交通部.JTG H11-2004公路橋涵養(yǎng)護(hù)規(guī)范［S］.北京：人民交通出版社，2004.

［5］ 中華人民共和國(guó)交通運(yùn)輸部.JTG/T H21-2011公路橋梁技術(shù)狀況評(píng)定標(biāo)準(zhǔn)［S］.北京：人民交通出版社，2004.

Analysis on Typical Diseases of Ordinary Highway Beam Bridge in Liaoning Province and Research on Technical Measures

YANG Ming-hui
（Liaoning Aolutong Technology Co.，Ltd.，Shenyang 110001，China）

Taking the bridge detection work as the foundation，classified analysis on common typical diseases in the upper structure of beam-slab bridge is made in ordinary highway bridges of Liaoning province，and the corresponding technical countermeasures for various kinds of diseases are put forward，thus providing reference for colleagues in the same industry.

Ordinary highway；Bridge；Typical disease；Technical measures

U415.7+1

B

1673-6052（2016）05-0051-04

10.15996/j.cnki.bfjt.2016.05.014