鋼筋混凝土橋梁常見病害與防治措施深析

劉 鵬 遠(yuǎn)

(山西平榆高速公路有限責(zé)任公司，山西 太原 030000)

1 概述

近年來，我國的公路交通運(yùn)輸事業(yè)得到了快速的發(fā)展，交通量不斷增長，車輛大型化發(fā)展迅速，這些都加速了公路交通設(shè)施的破壞。而鋼筋混凝土橋梁作為我國公路的重要組成部分，在運(yùn)營使用過程中也受到了很大的破壞，產(chǎn)生了很多病害。另外，在鋼筋混凝土橋梁設(shè)計(jì)中，沒有對交通量增長進(jìn)行準(zhǔn)確預(yù)測，設(shè)計(jì)標(biāo)準(zhǔn)低，不能適應(yīng)我國交通量的迅速增長。另外，在施工過程中沒有進(jìn)行有效的質(zhì)量控制，在運(yùn)營使用中養(yǎng)護(hù)力度不夠，這些都是造成橋梁出現(xiàn)早期破壞，縮短橋梁使用壽命的主要原因。

我國早期修建的鋼筋混凝土橋梁普遍存在橋梁設(shè)計(jì)標(biāo)準(zhǔn)低、通行能力差、承載能力不足等問題，必須進(jìn)行完整的檢測，查明橋梁現(xiàn)有病害及成因，制定維修和加固方案。在鋼筋混凝土橋梁運(yùn)營使用過程中，對橋梁重要部位進(jìn)行定期檢查，并制定橋梁加固和維修的養(yǎng)護(hù)方案，保證橋梁安全使用。我國很多橋梁在沒有達(dá)到設(shè)計(jì)年限就出現(xiàn)嚴(yán)重破壞，最后提前進(jìn)行大修甚至重建，造成了很大的經(jīng)濟(jì)損失。因此，對橋梁病害進(jìn)行日常檢查，制定可行的防治措施，是保證橋梁安全通行，提高橋梁使用壽命的正確途徑。

2 鋼筋混凝土橋梁常見病害及其成因

2.1 混凝土質(zhì)量問題

2.1.1混凝土開裂

混凝土開裂是鋼筋混凝土橋梁最常見的一種病害，且開裂程度不同，開裂的形式類型較多，應(yīng)通過對橋梁的檢測評估對裂縫進(jìn)行分析。不同類型的裂縫，對橋梁的破壞不同，對橋梁結(jié)構(gòu)耐久性和安全性的影響也不同。鋼筋混凝土橋梁的裂縫主要有以下幾種形式：

1)荷載裂縫。

鋼筋混凝土橋梁在靜荷載和動荷載的作用下，其結(jié)構(gòu)出現(xiàn)的開裂為荷載裂縫。直接應(yīng)力裂縫是在外界荷載作用下直接產(chǎn)生的開裂，而次應(yīng)力裂縫是在外界荷載的間接作用下產(chǎn)生的裂縫，荷載裂縫主要表現(xiàn)為這兩種形式的開裂。

2)收縮裂縫。

收縮裂縫是在鋼筋混凝土橋梁施工過程中，由于混凝土的體積收縮產(chǎn)生的開裂。水泥品種、水泥標(biāo)號和用量、外加劑和養(yǎng)護(hù)方法等都會引起收縮裂縫。

3)基礎(chǔ)不均勻沉降引起的裂縫。

由于鋼筋混凝土橋梁的基礎(chǔ)出現(xiàn)不均勻沉降和橫向位移，在混凝土結(jié)構(gòu)中產(chǎn)生附加應(yīng)力，使混凝土結(jié)構(gòu)出現(xiàn)開裂。通常，對地基的勘查設(shè)計(jì)不足、結(jié)構(gòu)荷載和地基地質(zhì)差異大、地基凍脹、橋梁基礎(chǔ)位于滑坡體上等等原因，導(dǎo)致基礎(chǔ)出現(xiàn)橫向位移和不均勻沉降。

4)溫縮裂縫。

混凝土在溫度變化后，在熱脹冷縮的作用下會使體積發(fā)生變化，并在混凝土結(jié)構(gòu)內(nèi)部產(chǎn)生溫縮應(yīng)力，導(dǎo)致產(chǎn)生溫縮裂縫。溫縮裂縫隨溫度的變化而改變，主要是由于年溫差大、溫度驟然降低、冬季施工不當(dāng)?shù)纫鸬摹?/p>

5)施工中的不當(dāng)操作引起的裂縫。

在施工過程中，由于施工工藝不合理、施工質(zhì)量差等原因?qū)е禄炷灵_裂。在混凝土澆筑、拼裝、拆模、運(yùn)輸時(shí)沒有進(jìn)行有效的質(zhì)量控制，對混凝土施工操作不當(dāng)導(dǎo)致混凝土開裂。

2.1.2混凝土表面缺陷

在鋼筋混凝土基本構(gòu)件上，由于橋梁施工環(huán)境、施工質(zhì)量和結(jié)構(gòu)形式不同，會在構(gòu)件表面產(chǎn)生很多缺陷，主要有蜂窩、麻面、露筋、表面裂縫等病害。隨著橋梁使用年限的增加，橋梁的表面缺陷會不斷惡化，導(dǎo)致混凝土剝落、鋼筋銹蝕，對橋梁造成嚴(yán)重破壞。每一個(gè)混凝土表面缺陷都是由于不同的原因造成的，必須找出缺陷產(chǎn)生的根源，有針對性的進(jìn)行防治。

2.2 鋼筋銹蝕

鋼筋是橋梁的骨架結(jié)構(gòu)，由于混凝土表面開裂滲水或鋼筋保護(hù)層太薄或露筋等原因，都會導(dǎo)致混凝土內(nèi)部的鋼筋銹蝕。大多數(shù)結(jié)構(gòu)都是由于混凝土表面開裂滲水導(dǎo)致的，橋梁防撞墻等附屬結(jié)構(gòu)的鋼筋容易出現(xiàn)第二種情況的銹蝕。鋼筋銹蝕，會使橋梁結(jié)構(gòu)表面的混凝土開裂甚至成塊脫落，導(dǎo)致鋼筋銹蝕進(jìn)一步惡化。因此，鋼筋銹蝕對鋼筋混凝土橋梁的破壞極大，且呈現(xiàn)不斷惡化的趨勢。

2.3 橋面系損壞

橋面鋪裝結(jié)構(gòu)直接承受車輛荷載和自然條件的侵蝕，容易使橋面出現(xiàn)各種損壞。橋面鋪裝層直接承受來自車輛的荷載作用，容易使瀝青面層出現(xiàn)各種破損。另外，由于環(huán)境溫度和氣候條件造成的水破壞、溫縮開裂等破壞，也是導(dǎo)致橋面損壞的主要原因。同時(shí)，由于施工中對橋面鋪裝層的厚度控制不足，導(dǎo)致局部過薄區(qū)域首先出現(xiàn)破壞。另外，橋面鋪裝層清理不干凈，導(dǎo)致瀝青面層與鋼筋混凝土鋪裝層結(jié)合不良；防水層施工不合格等都是造成橋面系損壞的誘因。

2.4 橋頭跳車

在鋼筋混凝土橋梁投入使用一段時(shí)間后，橋頭跳車是一項(xiàng)比較常見的病害。橋臺跳車會直接影響行車舒適性，增加車輛故障率，也是誘發(fā)其他橋梁病害的主要原因。橋頭跳車的主要原因是由于橋臺與路基相接處出現(xiàn)了不均勻沉降造成的。填土的穩(wěn)定需要一定時(shí)間方可穩(wěn)定，而橋臺在完成施工后其沉降就已經(jīng)穩(wěn)定了，這就導(dǎo)致出現(xiàn)了不均勻沉降。

3 鋼筋混凝土橋梁病害防治措施

3.1 混凝土裂縫的處治方法

1)表面處理法。對于混凝土表面出現(xiàn)細(xì)而淺的裂縫，可采用表面涂抹的方式進(jìn)行維修。而對于局部出現(xiàn)大面積滲漏水的部位，可采用表面貼補(bǔ)法進(jìn)行維修。表面處理法應(yīng)根據(jù)鋼筋混凝土橋梁出現(xiàn)開裂的種類，選取處治方法。

2)填充法。填充法是使用修補(bǔ)材料對較寬的裂縫(寬度在0.3 mm以上)進(jìn)行修補(bǔ)，其施工工藝簡單，施工成本低。對于寬度小于0.3 mm，比較淺的裂縫，可先將其修鑿成V型槽，然后作填充處理。

3)封縫處理。對混凝土表面的裂縫進(jìn)行封縫處理前，必須先對裂縫表面進(jìn)行清理，使用0.2 MPa的壓縮空氣吹凈空隙內(nèi)的灰塵和浮碴等雜物，使用工業(yè)丙酮將裂縫刷洗干凈。然后采用灌漿材料進(jìn)行灌漿封縫，最后封閉灌漿孔。

3.2 橋面鋪裝損壞的治理措施

在梁體安裝施工時(shí)，對梁體的拱度進(jìn)行準(zhǔn)確控制，并在橋面鋪裝施工前，對橋面標(biāo)高進(jìn)行復(fù)核，以保證橋面鋪裝層的厚度均勻。嚴(yán)格控制鋼筋保護(hù)層厚度，防止鋼筋銹蝕，并做好泄水管、伸縮縫、施工縫等小型構(gòu)件的質(zhì)量控制。

3.3 橋梁的加固維修

橋梁加固維修是在對橋梁病害進(jìn)行檢查統(tǒng)計(jì)的前提下，制定橋梁加固維修方案，進(jìn)行加固維修以恢復(fù)橋梁的使用性能。

1)對橋梁進(jìn)行日常養(yǎng)護(hù)和維修。主要包括修補(bǔ)裂縫、涂刷保護(hù)涂料和附屬構(gòu)件的維修與更換。2)對橋梁主體結(jié)構(gòu)進(jìn)行補(bǔ)強(qiáng)與加固，可采用粘貼鋼板等方式進(jìn)行補(bǔ)強(qiáng)和加固，以改善橋梁的受力狀態(tài)。3)為了提高橋梁的地基承載力和穩(wěn)定性，采取措施對橋梁墩臺及基礎(chǔ)進(jìn)行維修與加固，如采用擴(kuò)大墩臺基礎(chǔ)、旋噴注漿加固基礎(chǔ)等。

4 結(jié)語

鋼筋混凝土橋梁在運(yùn)營使用過程中，受到車輛荷載和自然條件的破壞，會出現(xiàn)很多病害，在日常檢查中應(yīng)做好記錄并采取措施進(jìn)行及時(shí)維修。為了延長鋼筋混凝土橋梁使用壽命，必須對其病害進(jìn)行定期檢查，并制定維修和加固方案，及時(shí)進(jìn)行修補(bǔ)，以恢復(fù)橋梁的使用性能。文章從鋼筋混凝土橋梁常見病害的成因進(jìn)行分析，提出了病害的防治措施，為橋梁日常維修與加固提供了一些參考經(jīng)驗(yàn)。

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