橋梁工程常見病害分析及維修加固技術

胡 明

中交路橋建設有限公司

1、橋梁工程常見病害分析

河北省張承高速公路張家口至崇禮段K44+275等段路面病害處治工程施工第1合同段，計劃工期5個月對張承高速公路主線和互通匝道路面出現(xiàn)的橫縫、縱縫、龜裂、塊裂等病害進行徹底處治，根據(jù)病害程度不同，分別銑刨至不同的路面結(jié)構(gòu)層，上面層銑刨后采用4厘米AC-16改性瀝青混合料進行回填，中上面層銑刨后采用9厘米AC-20改性瀝青混凝土進行回填，下面層銑刨后采用6厘米AC-20改性瀝青混凝土進行回填。

橋梁工程建設中，常見的病害如下：

1.1 裂縫問題

工程設計中常出現(xiàn)的問題，如計算模型不合理；結(jié)構(gòu)受力假設與實際受力不符；荷載少算或漏算；內(nèi)力與配筋計算錯誤；結(jié)構(gòu)安全系數(shù)不夠；結(jié)構(gòu)設計時不考慮施工的可能性；設計斷面不足，鋼筋設量偏少；結(jié)構(gòu)剛度不足；構(gòu)造處理不當；現(xiàn)行規(guī)范與實際情況有出入等。在設計外荷載作用下，由于結(jié)構(gòu)物的實際工作狀態(tài)同常規(guī)計算有出入或計算不考慮，從而在某些部位引起次應力導致結(jié)構(gòu)開裂。例如兩鉸拱橋拱腳設計時常采用布置“X”形鋼筋，同時削減該處斷面尺寸的辦法設計鉸，理論計算該處不會存在彎矩，但實際該鉸仍然能夠抗彎，以至出現(xiàn)裂縫而導致鋼筋銹蝕。驟然升溫、降溫。橋面板，主梁受太陽曝曬后，溫度明顯高于其它部位，或突降大雨，冷空氣侵襲，日落等可導致結(jié)構(gòu)外表面溫度突然下降，因內(nèi)部溫度變化相對較慢而產(chǎn)生溫度梯度，溫度梯度呈非線形分布，由于受到自身約束作用，導致局部拉應力較大，出現(xiàn)裂縫。

1.2 道路橋梁地基沉降不均勻

道路橋梁采用樁基礎，施加于地基上的總荷載(包括車輛荷載、橋梁自重、相鄰路堤的影響荷載等)小于與其銜接的路堤施加在軟基上的總荷載(包括車輛荷載、路堤填土自重、路面結(jié)構(gòu)荷載等)。因此，橋梁的沉降量必然小于與其銜接路堤的沉降量，從而發(fā)生不均勻沉降。這種沉降會造成道路縱坡發(fā)生變化，在縱面上形成駝峰。而在橋梁與路堤的銜接處則容易產(chǎn)生錯臺，導致出現(xiàn)跳車和顛簸現(xiàn)象，影響車輛行駛安全和舒適性。

地基土壓縮性質(zhì)差異明顯，在土層水平方向軟硬土層突變處容易產(chǎn)生不均勻沉降；地基土軟弱土層厚度變化較大、土工試驗報告不明確地質(zhì)勘探未能正確探明土層性質(zhì)都有可能造成設計人員分析判斷失誤，進而造成不均勻沉降。

1.3 施工控制、養(yǎng)護不到位

若因施工控制不到位，產(chǎn)生的道路橋梁病害問題尤為嚴重。例如路面坑槽、路面油包等。關于施工控制不到位的具體表現(xiàn)為：未按照配比標準，對瀝青、礦粉等材料進行合理調(diào)配。除此之外，養(yǎng)護不到位也是導致病害的關鍵點。如養(yǎng)護人員技能水平較差、養(yǎng)護不及時等現(xiàn)象，使其在噴油不足與油量控制不合理的條件下，誘發(fā)路面推擁、松散以及放油等問題。

2、道路橋梁工程常見病害的施工處理技術探究

2.1 處理混凝土裂縫

造成道路橋梁上的混凝土裂縫的原因有鋼筋銹蝕、溫度變化、混凝土收縮。一旦產(chǎn)生結(jié)構(gòu)裂縫，就會加快混凝土結(jié)構(gòu)的腐蝕程度，必須采取有力的措施處理混凝土裂縫病害。一般當混凝土裂縫小于0.2厘米時，可以在表面涂刷環(huán)氧樹脂漿液。先清理干凈裂縫構(gòu)件的表面，再用酒精或二甲苯或丙酮，裂縫表面干燥后就進行環(huán)氧樹脂漿液的涂刷，兩次涂刷之間間隔3至5分鐘，涂刷層的總厚度約為1米。如果裂縫的寬度達到或超過了0.2厘米，則要使用化學壓力灌漿技術。表面修補法和填充封堵法是當前常用的混凝土裂縫處理技術。(1)表面修補法。表面修補法這一種混凝土裂縫處理技術是比較常用和簡單的，對整體承載力不會產(chǎn)生影響的深層次裂縫和表面的淺層次裂縫進行處理一般是用這個方法。按照以下順序進行修補：找到混凝土裂縫，使用水泥漿或者環(huán)氧膠泥涂抹裂縫表面，再在混凝土表面涂抹防腐性能較好的材料，最后將裂縫用玻璃纖維布覆蓋或粘貼起來，避免混凝土裂縫的擴展。(2)填充封堵法。為了發(fā)揮加固效果，把膠結(jié)物壓進到裂縫中，這就是填充封堵法?；蛘呖梢允紫仍诹芽p的方向開鑿槽位，然后把防水性能好的材料置入到槽位。

2.2 沉降病害采用橋梁加固增強技術

一旦道路橋梁因受力出現(xiàn)表面凹凸現(xiàn)象或者出現(xiàn)地基不均勻沉降，橋梁加固增強法就可以有效解決這種情況，橋梁加固增強的技術有很多種，但是最為常見的有以下三種：(1)通過增大截面面積或者增加鋼筋配比來增大橫截面積，增大橋梁的橫截面積即在橋梁的結(jié)構(gòu)上方，為了使得橋梁更加穩(wěn)固，從而增加橋面的橫截面積；(2)改變結(jié)構(gòu)：這種方法一般需要集中大量的人力物力，操作起來比較復雜，所以不常用。

2.3 錨噴施工技術

在處理橋頭破損問題時，常常會使用錨噴施工工藝。這一工藝的優(yōu)勢主要有凝結(jié)速度快、穩(wěn)定性好，因此在工作中有著極為廣泛的應用。實際開展工作時，錨噴設備會產(chǎn)生一個很強的噴射力，裂縫內(nèi)部便會有一定量的硅膠材料，再借助模板的加固作用，硅膠材料和橋體便可以緊密的連接在一起。一般情況下，硅膠材料的硬度和柔韌度都是非常好的，而且橋梁模板的作用也可以使兩者很好的銜接。

3、道路橋梁工程常見病害的施工處理優(yōu)化措施

在太原至祁縣高速公路晉祠高架橋加固工程JG1標段，1-11聯(lián)(全幅)范圍內(nèi)的橋梁加固工程施工建設過程中，計劃工期：6個月，在該橋每跨跨中增設由兩道鋼桁架組成的橫梁，對橋面重新進行鋼筋混凝土鋪裝，對裂縫嚴重的箱梁進行體外預應力補強，對全橋裂縫進行封閉，對橋梁的其他病害進行處治。加固采用原橋設計標準，設計荷載：汽車-超20級，掛車-120。

3.1 做好道路橋梁的后期養(yǎng)護工作

結(jié)合當前發(fā)展現(xiàn)狀，路橋工程后期養(yǎng)護屬于薄弱環(huán)節(jié)，若因養(yǎng)護不到位和不及時，則可引起路橋工程各類病害的發(fā)生。針對此，于路橋工程施工結(jié)束后，需及時開展交通管制工作，不僅可規(guī)避路面損壞問題，還可預防路橋病害。與此同時，先進技術、先進工藝的選擇，可對松散與坑槽、滑溜與裂痕等病害予以嚴格管控。而針對路橋異常狀況時，施工單位可通過針對性處理措施的施行，對其養(yǎng)護流程、工藝進行調(diào)整，并通過對車輛輪胎、大型貨車等通行條件的限制，避免路橋路面磨損問題的發(fā)生，既是對路橋結(jié)構(gòu)穩(wěn)定性、安全性等指標的控制，又可延長其使用壽命。

3.2 清理松動、破碎的混凝土

及時檢修路面橋面，對于路橋本身的混凝土掉落或者松動，要及時進行清理，這表明混凝土已經(jīng)發(fā)生碳化反應，要及時清理掉碳化反應的混凝土，并且應該及時補充新的混凝土，或者選用環(huán)氧砂漿或環(huán)氧混凝土作為主要的修補材料，必要時可以進行二次修補，將修補層表面粘貼碳纖維布，這樣才能保證修補的質(zhì)量，保證道路橋梁的穩(wěn)固性；

3.3 加強日常維護工作

道路橋梁工程在長期的運行過程中可能會出現(xiàn)各種各樣的病害，而要降低這些問題的發(fā)生率，則不僅要在施工過程中對施工工藝進行嚴格的控制，還必須要做好后期的維護工作。應把握好以下幾個關鍵點：第一，道路橋梁工程主體部分完工后，應該和交通部門一起開展交通管制工作，以避免過往車輛對剛剛凝結(jié)的道路產(chǎn)生損害。第二，在施工完成后，必須先開展抗震、裂紋等各種實驗來檢測工程的性能，尤其是路面的承載能力，如果發(fā)現(xiàn)某一項指標不符合要求，則必須采取有效的措施開展改進和提高工作。第三，要結(jié)合路面的實際承載能力，確定可行駛的車輛，嚴謹超重車輛在路面行駛。

結(jié)束語：

對于道路橋梁工程來說，預防常見的病害是十分關鍵的，只有這樣才能延長道路橋梁的使用時間，為了處理常見病害需要應用先進的施工處理技術和合格的建筑材料。預防病害的發(fā)生是每一個施工人員和建筑師關注的問題，只有這樣道路橋梁的工作才能發(fā)展的更加的順利。

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