簡(jiǎn)支梁橋常見病害成因及修復(fù)措施

周慧文 季文昊 魯同昊

（北華航天工業(yè)學(xué)院建筑工程學(xué)院， 065000）

0 引言

近年來(lái)，社會(huì)的快速發(fā)展，帶動(dòng)了我國(guó)基建行業(yè)的迅猛發(fā)展。我國(guó)建成了大量的橋梁，完善了我國(guó)的交通網(wǎng)。數(shù)目如此龐大的橋梁后期的養(yǎng)護(hù)成為問題。對(duì)簡(jiǎn)支梁橋常見的病害及其處理方法進(jìn)行了研究，可供后期的檢查養(yǎng)護(hù)工作提供參考。

1 常見病害

按照病害出現(xiàn)的位置可將病害分為三個(gè)部分：橋面系病害、上部結(jié)構(gòu)病害、下部結(jié)構(gòu)病害。簡(jiǎn)支梁橋面系的病害主要分為三部分：橋面鋪裝層、伸縮縫、欄桿。橋面鋪裝層主要出現(xiàn)裂縫、擁包、跳車等病害。伸縮縫出現(xiàn)堵塞、變形、破損等病害（見圖一）。欄桿主要出現(xiàn)斷裂、剝落漏筋等病害。上部結(jié)構(gòu)病害主要有混凝土梁底部出現(xiàn)橫縱向裂縫和左右兩側(cè)腹板出現(xiàn)豎向裂縫、水浸泛堿、梁之間絞縫砂漿剝落、支座系列等病害。下部病害主要包括橋臺(tái)臺(tái)帽橫豎向裂縫、臺(tái)帽梁銹脹剝離、臺(tái)帽水浸泛堿；墩柱存在局部脫皮、裂縫、和漏筋等病害；抗震橋臺(tái)擋板破損、防震錨栓銹蝕；擋土墻剝落等病害。

圖一伸縮縫破損Figure 1 Expansion joint is

2 病害成因

2.1 橋面系病害成因

橋面系主要出現(xiàn)的病害，大多數(shù)都是因?yàn)闃蛄涸谑褂闷陂g日積月累的結(jié)果，比如在溫縮變形和動(dòng)荷載的長(zhǎng)期作用下會(huì)出現(xiàn)裂紋、擁包等病害。還有一些是因?yàn)槭┕栴}出現(xiàn)的病害，比如不均勻沉降會(huì)導(dǎo)致橋頭出現(xiàn)跳車和伸縮縫變形的病害。[1]此外還有一些環(huán)境原因?qū)е乱恍┎『Φ某霈F(xiàn)：長(zhǎng)期的風(fēng)化會(huì)導(dǎo)致混凝土剝落從而進(jìn)一步引起鋼筋銹蝕等問題。

2.2 上部結(jié)構(gòu)病害成因

按照裂縫的成因可以分成兩大類：（1）梁底部的縱向裂縫。（2）梁底部的橫向裂縫和腹板左右側(cè)的豎向裂縫。梁底部出現(xiàn)的縱向裂縫的原因有可能是在梁的配筋過程中縱筋配置的合適，而橫向只配置了構(gòu)造鋼筋，相比之下比較薄弱，在受到力的作用時(shí)，會(huì)產(chǎn)生縱向裂縫[2]。其次也有可能是在施工時(shí)沒有按照規(guī)范要求或是偷工減料等行為導(dǎo)致出現(xiàn)底部的縱向裂縫。梁底部的橫向裂縫和腹板左右側(cè)的豎向裂縫，是橋在使用期間在荷載的作用下正常開裂，屬于正?，F(xiàn)象。

水浸泛堿通俗來(lái)講就是混凝土與水接觸發(fā)生了化學(xué)反應(yīng)。出現(xiàn)這種病害是因?yàn)榱后w不能正常的將積水排出，例如排水管堵塞、或梁體出現(xiàn)裂縫導(dǎo)致水流入等因素[2]。水浸泛堿會(huì)外部混凝土失去承載能力，或?qū)е卤Ｗo(hù)層脫落使鋼筋外漏。

造成梁之間絞縫砂漿脫落的原因：（1）是梁在長(zhǎng)期的使用過程中發(fā)生了輕微的撓曲變形或者發(fā)生了轉(zhuǎn)動(dòng)變形導(dǎo)致絞縫增大，從而使砂漿脫落。（2）是因?yàn)樯皾{的粘結(jié)力不好，在動(dòng)荷載的作用下，導(dǎo)致砂漿脫落（見圖二）。

（2）支座在使用期間遭到了破壞，例如在荷載作用下發(fā)生變形、支座上橡膠老化等。（3）支座在施工期間安裝問題，例如支座安裝偏位等問題。

2.3 下部結(jié)構(gòu)病害成因

水浸泛堿、銹脹剝離等病害在上文已經(jīng)詳細(xì)講解了，在此將不再贅述。

臺(tái)帽產(chǎn)生豎向裂縫的原因有兩種。一種是受力產(chǎn)生的裂縫，即在荷載作用下產(chǎn)生的裂縫，如在動(dòng)荷載下臺(tái)帽受力不均勻而產(chǎn)生裂縫。另一種是由于變形引起的裂縫，比如說(shuō)在溫度變化的作用下，混凝土結(jié)構(gòu)的變形受到約束而產(chǎn)生的自應(yīng)力，自應(yīng)力達(dá)到混凝土的最大抗拉強(qiáng)度時(shí)就會(huì)產(chǎn)生裂縫。

擋土墻剝落在于排水系統(tǒng)的損壞，水流直接對(duì)護(hù)坡產(chǎn)生沖刷，或是護(hù)坡內(nèi)部排水不暢導(dǎo)致內(nèi)部積水使土體失去承載力而導(dǎo)致的擋土墻剝落。

圖二 絞縫砂漿脫落Fig.2 Caulk mortar falling off

支座病害的主要成因包括三方面：（1）支座自身問題，例如支座的質(zhì)量問題。

3 病害修復(fù)措施

本文研究了簡(jiǎn)支梁橋的三種主要病害：裂縫、水浸泛堿、銹脹開裂。下面為各類病害的修復(fù)措施。

對(duì)于裂縫類病害，裂縫分為結(jié)構(gòu)性裂縫和非結(jié)構(gòu)性裂縫。結(jié)構(gòu)性裂縫是由于結(jié)構(gòu)應(yīng)力達(dá)到極限，造成承載力不足，這類裂縫比較危險(xiǎn)，必須進(jìn)一步的對(duì)裂縫進(jìn)行分析。造成這類裂縫出現(xiàn)的原因一般是設(shè)計(jì)或施工問題，這就要求設(shè)計(jì)是一定要符合規(guī)范，施工時(shí)一定要嚴(yán)格按照規(guī)范執(zhí)行。對(duì)于非結(jié)構(gòu)性裂縫，當(dāng)裂縫

0.15 mm 可采用灌漿法，將砂漿灌入裂縫恢復(fù)完整性。當(dāng)裂縫 0.15mm，可在裂縫外表涂抹環(huán)氧類縫膠和張貼碳纖維布。當(dāng)裂縫損壞嚴(yán)重時(shí)，可將損壞的混凝土除去置換成新的混凝土或其他材料。

水浸泛堿從根源上分析是橋梁的排水系統(tǒng)出現(xiàn)了問題，應(yīng)檢查排水孔是否通暢，梁板內(nèi)是否有積水，在日常的養(yǎng)護(hù)過程中及時(shí)疏通堵塞的排水管，及時(shí)更換破損構(gòu)件。

銹脹開裂，當(dāng)破壞比較嚴(yán)重已經(jīng)漏筋，應(yīng)先對(duì)漏筋區(qū)進(jìn)行除銹，并用比原材料高一級(jí)的細(xì)骨料混凝土進(jìn)行修補(bǔ)，使之達(dá)到保護(hù)層厚度。當(dāng)破壞不嚴(yán)重時(shí)，應(yīng)先把破壞的混凝土除去，在進(jìn)行人工除銹和防腐處理，最后結(jié)構(gòu)修補(bǔ)劑對(duì)表面進(jìn)行修補(bǔ)。

其他病害修復(fù)措施參考表二。

4 BIM 技術(shù)與橋梁病害的結(jié)合

對(duì)于橋梁病害的預(yù)防和治理，可以利用現(xiàn)在比較熱門的BIM技術(shù)，利用建模軟件（例如revit）建立一個(gè)1：1的模型，然后利用dynamo工具建立三維坐標(biāo)，將實(shí)物與虛擬模型的點(diǎn)位坐標(biāo)一一對(duì)應(yīng)，并用excel對(duì)收集來(lái)的數(shù)據(jù)進(jìn)行整理，接著數(shù)據(jù)反應(yīng)到三維模型當(dāng)中，可以直接在模型中看到病害的位置以及病害相應(yīng)參數(shù)。可以幫助技術(shù)人員在病害檢測(cè)過程中，減少空間想象的工作量，避免繁瑣的數(shù)據(jù)搜索與整理，可大大的提高工作效率。

5 結(jié)束語(yǔ)

橋梁病害的存在，影響著橋梁的正常使用，給行車安全帶來(lái)了極大的隱害。在橋梁的后期使用過程中，要加強(qiáng)對(duì)橋梁的檢查，及時(shí)發(fā)現(xiàn)并解決橋梁存在的病害，提高橋梁的安全性和可靠性。要加強(qiáng)橋梁后期的養(yǎng)護(hù)，使橋梁更好的為社會(huì)主義建設(shè)服務(wù)。