道路橋梁養(yǎng)護(hù)中常見病害與維護(hù)措施

張文彪

(山西省公路局忻州分局，山西 忻州 034000)

1 道路橋梁常見病害

道路橋梁病害以裂縫最為常見，裂縫的產(chǎn)生原因包括水化熱的影響及支架下沉影響。在20 ℃的環(huán)境溫度條件下，熱源中心，也就是后澆筑部分的橋墩和蓋梁，其核心溫度為35 ℃，可見，核心混凝土的實(shí)際溫升可以達(dá)到15 ℃。由于受到水泥水化熱的持續(xù)作用和影響，在蓋梁當(dāng)中會(huì)產(chǎn)生很大拉應(yīng)力，這一應(yīng)力主要集中于蓋梁中部與和上部想靠近的部位。當(dāng)越靠近蓋梁的核心部位時(shí)，由水化熱引起的Z向拉應(yīng)力不斷增大。最大拉應(yīng)力產(chǎn)生于蓋梁和Y形墩之間的結(jié)合處，可以達(dá)到4.93 MPa，雖然超過了混凝土在Y向的初凝強(qiáng)度，但主要由配置在這一部位的鋼筋網(wǎng)片來承擔(dān)，所以在表面通常不會(huì)產(chǎn)生裂縫；而Y形墩和蓋梁相結(jié)合的部位向蓋梁內(nèi)延伸處的應(yīng)力可以達(dá)到3.70 MPa，這說明在這一部位將極有可能產(chǎn)生水平橫橋向的裂縫。為了對(duì)Z向裂縫是否會(huì)產(chǎn)生進(jìn)行分析，需對(duì)水平橫橋向的正應(yīng)力進(jìn)行計(jì)算。蓋梁在橫橋向上的正應(yīng)力相對(duì)較大，特別是蓋梁中部和靠近上部的表面應(yīng)力，可以達(dá)到更大，且分布十分復(fù)雜，應(yīng)力的數(shù)值處在2.53～3.30 MPa范圍內(nèi)，已經(jīng)超出了混凝土自身初凝強(qiáng)度，這說明有很大的可能會(huì)在蓋梁當(dāng)中產(chǎn)生豎向裂縫。如果混凝土中的主拉應(yīng)力大于混凝土自身強(qiáng)度，則會(huì)使混凝土開裂，如圖1所示。在圖1中，主應(yīng)力最大處集中于C區(qū)與D區(qū)。其中，C區(qū)為淡黃色，這一區(qū)域中的應(yīng)力在2.9～3.2 MPa范圍內(nèi)，超出混凝土自身初凝強(qiáng)度，除外表面以外，這一部位無鋼筋布置，受水泥水化熱作用后將很有可能產(chǎn)生裂縫。盡管D區(qū)的應(yīng)力可以達(dá)到最大，但這一區(qū)域處在布置了很多鋼筋的表面，所以水化熱并不容易引起開裂，開裂現(xiàn)象產(chǎn)生的可能性較小。

圖1 第一主應(yīng)力

由于受到混凝土自身重量和施工荷載等因素的持續(xù)影響，模板會(huì)產(chǎn)生一定程度的沉降現(xiàn)象。如果支架沉降滿足線性分布，則在蓋梁端施加豎向的強(qiáng)迫位移，其位移量為10 mm，則各節(jié)點(diǎn)的實(shí)際位移情況如圖2所示。

圖2 由支架下沉引起的整體位移

受支架下沉持續(xù)作用和影響，橫橋向的正應(yīng)力與第一主應(yīng)力都產(chǎn)生與蓋梁頂部，當(dāng)支架下沉10 mm時(shí)，橫橋向的最大正應(yīng)力為4.89 MPa。可見，如果支架的下沉較大，則會(huì)在這一部位產(chǎn)生豎向裂縫。根據(jù)分析可知，如果支架只下沉了1 mm，則橫橋向上的最大正應(yīng)力將降低至0.49 MPa，基于此，單個(gè)因素不足以產(chǎn)生裂縫。

水化熱與支架下沉兩種工況條件下蓋梁和Y形墩應(yīng)力值如表1所示。

表1 水化熱與支架下沉兩種工況條件下

對(duì)于C40混凝土，其抗拉強(qiáng)度的標(biāo)準(zhǔn)值為2.40 MPa，可見，受水化熱與支架下沉因素的影響，都有可能導(dǎo)致蓋梁產(chǎn)生裂縫，主要表現(xiàn)在以下幾個(gè)方面：受水化熱作用和影響，蓋梁除了可能產(chǎn)生水平橫橋向的裂縫，也有可能產(chǎn)生豎向裂縫；受支架下沉因素的影響，蓋梁上部可能產(chǎn)生貫穿至Y形墩墩頂處的豎向裂縫；在產(chǎn)生可能性方面，水化熱是導(dǎo)致裂縫產(chǎn)生的主要原因之一。

2 道路橋梁病害處治

2.1 裂縫預(yù)處理

利用壓縮空氣對(duì)每個(gè)孔眼進(jìn)行吹掃，防止孔眼被灰渣阻塞，然后沿裂縫的走向按照從上到下的方向?qū)α芽p兩側(cè)進(jìn)行處理，清除灰塵、浮渣與松散部位，然后將構(gòu)件的表層整平，將突出的地方鑿除，再用蘸取丙酮的棉布進(jìn)行擦洗，清除裂縫及其周圍附著的油污，在清洗過程中應(yīng)注意防止施裂縫堵塞，對(duì)之后的施工造成影響。

2.2 埋設(shè)灌膠嘴

在裂縫延伸方向上進(jìn)行灌膠嘴的騎縫設(shè)置，在其中一個(gè)灌膠嘴進(jìn)行灌膠的過程中，其他灌膠嘴可充當(dāng)排氣嘴。所有灌膠嘴都必須固定于預(yù)定位置，灌膠嘴就位后，需在其四周和外表面使用厚度為5 mm左右的結(jié)構(gòu)膠進(jìn)行密封與粘貼。

2.3 封縫與檢查

封縫隙的主要目的是使裂縫變成一個(gè)完全封閉的空腔體，封縫一般需要根據(jù)其大小，并結(jié)合灌膠的基本要求實(shí)施。對(duì)于細(xì)小的裂縫，可使用環(huán)氧膠泥或者是環(huán)氧樹脂漿液貼脫脂玻璃絲布直接進(jìn)行封閉。當(dāng)檢查發(fā)現(xiàn)滲漏時(shí)，應(yīng)使用水泥與水玻璃進(jìn)行封堵。實(shí)際的封縫質(zhì)量在很大程度上影響后續(xù)的灌膠處理質(zhì)量，所以必須引起重視，并認(rèn)真操作。

為了使封閉完成后形成的空腔有良好承受能力，需要在封縫完成后對(duì)其密封效果進(jìn)行檢查。檢查方法為：在封縫是使用的砂漿或膠泥達(dá)到固化以后，在裂縫的表面均勻涂抹一層皂液，然后通過灌膠嘴向空腔內(nèi)連續(xù)通入壓縮氣體，如果裂縫表面的皂液沒有產(chǎn)生氣泡，則說明封縫合格，可開始下一道工序的施工，否則要進(jìn)行修補(bǔ)。

2.4 灌膠

灌膠開始前，連接好管路并將灌膠嘴閥門開啟，然后用壓縮氣體進(jìn)行二次吹掃，并對(duì)灌膠所用設(shè)備實(shí)施檢查，經(jīng)試運(yùn)轉(zhuǎn)確認(rèn)合格后方可開始正式灌膠。對(duì)于灌膠的方法，需要以裂縫所在位置和大小為依據(jù)確定，一般分為單孔灌漿與分區(qū)群孔灌膠。對(duì)每條裂縫進(jìn)行的灌膠，都必須從其中一端開始，直到另外一端。灌膠壓力一般采用0.2～0.4 MPa，開始灌膠時(shí)，壓力不能太大，之后逐漸升高，注意不可突然加壓。在達(dá)到要求的規(guī)格后，仍要保持穩(wěn)定，使灌膠質(zhì)量達(dá)到預(yù)期要求。

對(duì)于水平方向的裂縫，應(yīng)按照從較低的一端從較高的一端盡心灌膠；對(duì)于豎向腹板上的裂縫，應(yīng)按照從下到上的順序灌膠。在其中一端開始灌膠之后，當(dāng)另外一端排出和灌膠端濃度相同的膠液后，方可停止灌膠，但要保持壓力，對(duì)灌膠嘴進(jìn)行封堵。

對(duì)于貫通裂縫，若單面灌膠開始后另外一端表面沒有冒出膠液，則需要在另外一端再進(jìn)行一次灌膠。而對(duì)于沒有貫通的裂縫，在鄰近的灌膠嘴開始噴漿后方可。

灌膠完成的標(biāo)準(zhǔn)為停止吸漿，吸漿率不超過0.1 L/min，此時(shí)繼續(xù)灌注一段時(shí)間后方可停止。在灌膠完成且經(jīng)檢查確認(rèn)合格后，盡快拆除灌膠管路，并對(duì)其進(jìn)行沖洗，防止時(shí)間太長導(dǎo)致管路中的膠液凝固，影響下次正常使用。

2.5 封口

在裂縫中灌入的膠液達(dá)到初凝后，將灌膠嘴拆除，并利用固化速度較快的膠液對(duì)灌膠嘴部位進(jìn)行抹平。

2.6 質(zhì)量檢驗(yàn)

灌膠結(jié)束并封口完成后開始質(zhì)量檢驗(yàn)，檢驗(yàn)方法為通入壓縮空氣(其壓力按照灌膠時(shí)采用的壓力的70%～80%)，必要時(shí)也可采用鉆芯取樣的方法檢驗(yàn)。若檢驗(yàn)中發(fā)現(xiàn)曲線，應(yīng)立即予以補(bǔ)救。

3 結(jié) 語

綜上所述，道路橋梁經(jīng)過長時(shí)間的使用，難免產(chǎn)生一些病害，輕則影響道路橋梁整體外觀，給人以不安全的感覺，嚴(yán)重時(shí)將影響到行車安全。以上就裂縫這一道路橋梁最為常見的病害類型，對(duì)其產(chǎn)生原因及處治方法進(jìn)行分析，旨在為實(shí)際的養(yǎng)護(hù)工作提供依據(jù)。