橋梁工程的常見病害與施工處理技術(shù)探討

高建麗

（宜昌市興山縣交通運(yùn)輸綜合執(zhí)法大隊，湖北宜昌 443000）

橋梁工程建設(shè)作為我國關(guān)鍵的基礎(chǔ)設(shè)施建設(shè)，在促進(jìn)地區(qū)經(jīng)濟(jì)發(fā)展，提升人們生活水平方面發(fā)揮著關(guān)鍵性作用。在城鄉(xiāng)交通建設(shè)過程中，橋梁工程數(shù)量越來越多、規(guī)模越來越大，但橋梁工程質(zhì)量病害卻表現(xiàn)得愈發(fā)明顯，如：裂縫、不均勻沉降、鋼筋銹蝕等。因此，為推進(jìn)橋梁工程穩(wěn)定運(yùn)行，本文結(jié)合實(shí)際案例對橋梁工程病害及其施工處理對策展開探究具有重要意義。

1 橋梁工程常見病害

1.1 裂縫病害

橋梁工程的裂縫病害，會影響到橋梁結(jié)構(gòu)的耐久性以及美觀度，破壞混凝土的使用功能，對車輛行駛的舒適度和安全性帶來負(fù)面影響。在橋梁工程實(shí)施過程中，其裂縫病害主要包含以下兩種：非結(jié)構(gòu)性裂縫和結(jié)構(gòu)性裂縫。對于非結(jié)構(gòu)性裂縫而言，其在橋梁工程中出現(xiàn)幾率較大，裂縫初始階段會對橋梁工程產(chǎn)生較小的危害，但若沒有對裂縫及時予以處理，非結(jié)構(gòu)性裂縫會逐漸加劇，進(jìn)而產(chǎn)生一定程度的安全隱患[1]。結(jié)合筆者實(shí)際工作經(jīng)驗分析橋梁工程裂縫的形成原因主要包括以下幾方面內(nèi)容：橋梁工程運(yùn)行過程中車輛的不斷荷載、溫度變化、施工工藝質(zhì)量、地基基礎(chǔ)變形、養(yǎng)護(hù)管理不當(dāng)?shù)取?/p>

1.2 鋼筋銹蝕病害

橋梁工程施工中，鋼筋作為橋梁結(jié)構(gòu)負(fù)載承載者是工程中的關(guān)鍵性建筑材料。在施工過程中所使用的鋼筋跨越范圍與其承載力有著直接關(guān)聯(lián)，跨徑越大對承載能力要求越高。若鋼筋材料出現(xiàn)銹蝕將影響到其自身承載能力，銹蝕嚴(yán)重甚至?xí)?dǎo)致橋梁坍塌事故。

1.3 橋梁不均勻沉降

橋梁不均勻沉降作為常見的質(zhì)量病害，將會導(dǎo)致橋頭跳車，影響行車安全性和舒適度。同時橋梁不均勻沉降會使結(jié)構(gòu)中產(chǎn)生附加應(yīng)力，超出混凝土結(jié)構(gòu)的抗拉強(qiáng)度，導(dǎo)致結(jié)構(gòu)開裂，橋面鋪裝加速損壞，帶來交通事故的發(fā)生風(fēng)險。之所以會發(fā)生橋梁不均勻沉降，與現(xiàn)場地質(zhì)情況和施工質(zhì)量有著很大關(guān)聯(lián)。隨著橋梁工程投入使用，在車輛荷載下，橋梁路堤的承載力也在不斷減弱，導(dǎo)致不均勻沉降問題發(fā)生[2]。另外，由于施工設(shè)計缺乏嚴(yán)謹(jǐn)性、地質(zhì)勘察不詳細(xì)、結(jié)構(gòu)基礎(chǔ)類型差別較大等，也會導(dǎo)致不均勻沉降病害的發(fā)生。

2 橋梁工程病害處理技術(shù)

2.1 裂縫病害處理技術(shù)

若橋梁工程出現(xiàn)了混凝土裂縫病害將加速混凝土結(jié)構(gòu)腐蝕，一旦發(fā)現(xiàn)裂縫病害應(yīng)及時予以處理。通常情況下，寬度在2mm以內(nèi)的裂縫可通過刷涂環(huán)氧樹脂材料進(jìn)行處理，在處理前首先應(yīng)將裂縫周圍的雜質(zhì)清理干凈再開展涂刷環(huán)氧樹脂操作。涂刷時應(yīng)當(dāng)嚴(yán)格控制施工工藝，每次涂刷1mm左右厚度，涂刷后間隔5min再次進(jìn)行涂刷，至少需涂刷三次[3]。一般來講，裂縫病害的處理包括表面修補(bǔ)法、內(nèi)部修補(bǔ)法和結(jié)構(gòu)加固法。灌漿法主要應(yīng)用在橋梁裂縫較為嚴(yán)重且承載力明顯下降時，之后通過鋼筋加固和預(yù)應(yīng)力加固等方法對橋梁結(jié)構(gòu)予以強(qiáng)化，提升承載力。

2.2 碳纖維修補(bǔ)技術(shù)

碳纖維布加固和碳纖維板加固是較為常用的碳纖維加固方式，碳纖維加固法、加大截面法、粘鋼加固法等是當(dāng)前較為常用的幾種方法。碳纖維修補(bǔ)技術(shù)作為新型的結(jié)構(gòu)加固技術(shù)，在應(yīng)用過程中可利用碳纖維強(qiáng)化橋梁工程結(jié)構(gòu)的延展性和強(qiáng)度，進(jìn)而提升橋梁承載力，具有明顯的應(yīng)用價值。目前單向碳纖維交織布和雙向碳纖維交織布是常用的兩種碳纖維布形式，在選擇時以不同結(jié)構(gòu)所需承載力的受力情況作為選擇依據(jù)。

碳纖維修補(bǔ)技術(shù)在應(yīng)用時以已經(jīng)設(shè)計好的圖紙為依據(jù)，明確碳纖維結(jié)合面積，所確定的碳纖維面積應(yīng)大于工程實(shí)際需要粘合的面積[4]。在施工時先將混凝土結(jié)構(gòu)的劣化層用砂輪機(jī)打磨處理，確保不存在劣化層，再將環(huán)氧樹脂漿液灌注在裂痕位置并粘貼碳纖維布，結(jié)合工程實(shí)際剪裁碳纖維布，進(jìn)而實(shí)現(xiàn)對橋梁結(jié)構(gòu)的加固處理。

2.3 鋼筋銹蝕處理技術(shù)

在預(yù)防鋼筋銹蝕時可通過在其表面均勻涂抹防護(hù)層，或采用電化學(xué)防護(hù)對銹蝕問題進(jìn)行處理，還可以通過噴砂的處理方式對鋼筋銹蝕進(jìn)行清理[5]。另外，還可強(qiáng)化橋梁工程鋼筋銹蝕檢測，發(fā)現(xiàn)問題及時處理，避免病害惡化。為避免鋼筋銹蝕還應(yīng)在施工中嚴(yán)格控制保護(hù)層厚度，控制混凝土中氯離子含量。

2.4 不均勻沉降處理技術(shù)

通過落實(shí)橋梁工程排水設(shè)施、控制路基過度段施工質(zhì)量、合理應(yīng)用土工格柵技術(shù)進(jìn)行處理。通過完善排水設(shè)施能夠攔截地面水，將水順利排出到路基以外保證路基結(jié)構(gòu)的干燥狀態(tài)，同時還能夠避免橋面水下滲。另外，土工格柵加筋技術(shù)能夠?qū)蛄翰痪鶆虺两祮栴}予以妥善解決。

2.5 強(qiáng)化橋梁工程養(yǎng)護(hù)管理

隨著橋梁工程投入使用，相關(guān)部門不但沒能將橋梁養(yǎng)護(hù)工作落實(shí)到位，還選用缺乏專業(yè)的橋梁養(yǎng)護(hù)工程師進(jìn)行管理，一旦橋梁工程出現(xiàn)病害就不能及時發(fā)現(xiàn)并進(jìn)行處理，導(dǎo)致病害進(jìn)一步擴(kuò)大，對橋梁將產(chǎn)生嚴(yán)重的影響。在橋梁工程運(yùn)行過程中應(yīng)配備專業(yè)人員，根據(jù)橋梁通行情況進(jìn)行檢查，主要分為經(jīng)常性檢查、定期檢查和特殊檢查，及時發(fā)現(xiàn)橋梁出現(xiàn)的問題，采取相應(yīng)的解決措施。對橋梁進(jìn)行分類，發(fā)生問題及時進(jìn)行交通管制，避免嚴(yán)重病害的產(chǎn)生。同時，應(yīng)當(dāng)做好橋梁工程病害預(yù)防，發(fā)現(xiàn)隱患病害及時進(jìn)行處理，延長橋梁工程使用壽命。

3 案例分析

某橋梁工程與高速公路相銜接，在2012年竣工通車，橋梁總長度為1.285km，為左右幅分離式橋梁。橋梁結(jié)構(gòu)形式為下承式鋼管混凝土系桿拱橋，橋梁拱肋為鋼筋混凝土。吊桿設(shè)置間距為4m，材料為平行鍍鋅高強(qiáng)鋼筋束，錨頭類型為DM5A-85墩頭錨，該橋梁工程引橋為簡支橋梁，長度20m，采用柱墩式下部結(jié)構(gòu)，鉆孔灌注樁地基基礎(chǔ)。

3.1 橋梁質(zhì)量病害

經(jīng)現(xiàn)場調(diào)研勘查，案例橋梁工程的病害主要體現(xiàn)在以下幾方面。

3.1.1 橋梁上部結(jié)構(gòu)病害

該橋梁主橋的鋼筋混凝土拱肋存在脫空質(zhì)量病害；橋面板和系桿間的接縫存在空隙，進(jìn)而導(dǎo)致系桿表面出現(xiàn)堿化泛白；主橋結(jié)構(gòu)防護(hù)套筒油漆存在明顯的剝落現(xiàn)象，橫向裂縫明顯；吊桿的不銹鋼管定位圈存在銹蝕嚴(yán)重的問題，鋼管內(nèi)存在積水；橋梁橋面放水罩沒有有效接縫處理，橡膠防護(hù)和鋼保護(hù)罩接觸位置出現(xiàn)明顯銹蝕；將一部分鋼管解剖后發(fā)現(xiàn)，其表面的鋅粉已經(jīng)出現(xiàn)了不同程度的鐵銹。根據(jù)鋼絲銹蝕標(biāo)準(zhǔn)，該位置的鋼絲銹蝕等級已達(dá)到B級，由于解剖位置在積水頂面以上，分析積水頂面位置的銹蝕將更為嚴(yán)重。

3.1.2 下部結(jié)構(gòu)病害

案例工程的下部結(jié)構(gòu)病害主要體現(xiàn)在橋墩混凝土結(jié)構(gòu)存在不同程度的粉化現(xiàn)象。主橋橋墩粉化現(xiàn)象最嚴(yán)重，位于主橋北側(cè)的橋墩存在部分位置的裂縫、鋼筋銹蝕及剝落病害。

3.2 橋梁病害處理技術(shù)

針對上述該橋梁質(zhì)量病害，需落實(shí)的病害處理技術(shù)包括如下內(nèi)容：（1）對橋梁橋面進(jìn)行處理，具體包括：處理橋面混凝土裂縫、橋梁防撞護(hù)欄裂縫以及清理或更換伸縮縫；（2）裂縫封閉灌膠處理；（3）更換吊桿，安裝分配梁及臨時吊索、拆除舊吊桿、安裝新吊桿并進(jìn)行防腐蝕處理。

此次橋梁病害處理在2020年落實(shí)實(shí)施，所采用的病害處理技術(shù)及方法如下論述。

首先，針對橋梁結(jié)構(gòu)局部脫空問題在處理過程中對混凝土結(jié)構(gòu)的熱脹冷縮進(jìn)行了充分考慮。在現(xiàn)場平均氣溫較高時，敲擊拱肋進(jìn)行檢查，敲擊過程對脫空面積較大位置進(jìn)行鉆孔檢查，根據(jù)檢查結(jié)果通過灌漿對脫空的拱肋混凝土進(jìn)行處理[6]。在案例工程中所選擇的注漿材料為強(qiáng)度較高的無收縮灌漿材料，可有效保證拱肋穩(wěn)定性。

其次，對吊桿進(jìn)行更換時以貝雷梁銜架——臨時吊桿體系作為過渡吊桿，因此在更換前需精準(zhǔn)測量吊桿上錨墊板頂標(biāo)高、橋面標(biāo)高以及下錨墊板底標(biāo)高。在吊桿更換時，對橋面標(biāo)高、所更換吊桿的伸長量、加載包臨時吊桿的油壓儀讀數(shù)等數(shù)據(jù)進(jìn)行跟蹤測量。每級加載臨時吊桿后、每次將鋼筋隔斷后和新安裝吊桿張拉后均需對橋面標(biāo)高、吊桿伸長量等上述數(shù)值進(jìn)行精準(zhǔn)測量[7]。在完成安裝吊桿后，再次對橋面的標(biāo)高、索力等因素進(jìn)行測量，并依據(jù)測量結(jié)果判斷是否需要對索力進(jìn)行調(diào)整。另外，本工程在更換吊桿時利用標(biāo)高索力的雙重控制，保證撓度在理論值范圍內(nèi)的同時確保索力值在設(shè)計標(biāo)準(zhǔn)范圍內(nèi)。

再次，在裂縫灌注處理時為保證灌注施工質(zhì)量，嚴(yán)格遵循施工工藝進(jìn)行施工，對灌膠嘴進(jìn)行合理布置，通過注漿泵加壓灌注灌封膠。在灌縫施工前先用空壓機(jī)對裂縫密閉性進(jìn)行檢查，保證裂縫密閉性良好，所灌注膠體能夠充分密實(shí)。

最后，考慮到案例工程施工量較大且工期較緊，為保證施工進(jìn)度，在完善安全質(zhì)量管理體系的前提下，病害處理施工現(xiàn)場選擇多點(diǎn)同時作業(yè)，保證施工機(jī)械設(shè)備有效運(yùn)轉(zhuǎn)以及施工人員充足，進(jìn)而確保各項工序有效銜接。

4 結(jié)語

綜上所述，橋梁工程作為交通運(yùn)輸體系中不可或缺的一部分，隨著使用年限的增長以及車輛的不斷荷載碾壓，往往會出現(xiàn)不同程度的裂縫、不均勻沉降、鋼筋銹蝕等質(zhì)量病害，對此應(yīng)當(dāng)予以高度重視，分析病害實(shí)質(zhì)，落實(shí)針對性的病害處理技術(shù)，全面提升橋梁工程質(zhì)量穩(wěn)定性。