淺談橋梁病害的預防措施與維修

孫　辰　顧仕敏

摘要：橋梁病害表現多種多樣，本文僅針對混凝土橋梁出現的裂縫問題的預防措施與簡支梁橋梁體常見的病害預防與維修措施進行了介紹。

關鍵詞：橋梁病害；混凝土裂縫；簡支梁；預防措施；維修

1 橋梁混凝土裂縫的控制與預防措施

橋梁混凝土裂縫的產生原因源自很多方面，下面僅針對混凝土橋梁設計、原料選擇、地基處理、施工措施的選擇與混凝土的養護方面談橋梁混凝土裂縫的控制與預防措施。

1．1 設計措施

采取合理的結構形式和合理的分塊。混凝土工程施工中如果允許設置水平施工縫，應根據溫度裂縫的要求進行分塊，且設置必要的連接方式。

合理布置分布鋼筋:盡量采用小直徑、密間距布筋，結構邊緣處或變截面處需要加強分布筋，表面可以設置鋼筋網片。

為防止鋼筋產生銹蝕裂縫，設計時應根據規范要求控制裂縫寬度、采用足夠的保護層厚度。

合理地進行建筑物在使用階段的沉降計算，以控制由于地基不均勻沉降產生的寬裂縫。

1．2 優選混凝土原材料

優選混凝土原材料、優化混凝土配合比的目的是使混凝土具有較大的抗裂能力。

采用低水化熱的水泥。由于礦物成分及摻加混合材料數量不同，水泥的水化熱差異較大。鋁酸三鈣和硅酸三鈣含量高的，水化熱較高；混合材料摻量多的水泥水化熱較低。為減小水泥水化熱，降低混凝土絕熱溫升和混凝土內部溫度，從而減小內外溫差，應選用低水化熱的水泥產品。

摻粉煤灰。可以用適量粉煤灰取代一部分水泥以削減水化熱產生的高溫峰值。混凝土中摻用粉煤灰后，可提高混凝土的抗滲性、耐久性，減少收縮，降低膠凝材料體系的水化熱，提高混凝土的抗拉強度，抑制堿集料反應，減少新拌混凝土的泌水等。

骨料的選用。應優先選用熱膨脹系數小、含泥量低的骨料，并強調骨料的連續級配，條件許可時，應盡可能使用粒徑大的骨料。之所以這樣，因為一方面骨料本身的強度就遠大于水泥膠體，另一方面，采用連續級配的骨料，可以提高骨料在混凝土中的所占體積，能大幅度降低水泥用量，從而間接地降低水化熱。

優化混凝土配合比。認真進行混凝土配合比設計，通過試驗確定施工中采用的配合比。嚴格控制砂石骨料的含泥量，在滿足混凝土設計強度等級、混凝土各項性能要求以及泵送混凝土流動性要求情況下，選取節省水泥，降低混凝土絕熱溫升。

1．3 地基處理

盡可能以樁柱式(坐于巖盤上的重力式基礎除外)基礎及下部的形式加寬，避免下部產生不均勻沉陷。

對基底采取夯實、換填夯實等，使沉降均勻，基底的埋深要考慮凍土的影響；對剛性擴大基礎，建議對下部結構聯成一體，并盡量對基底進行技術處理，盡可能減少不均勻的沉陷。

新建基礎的承載能力要比原有基礎適當提高；加強橫向連接，降低沉降對新舊接縫處受力的影響。

增加橋面水泥混凝土鋪裝的剛度，這是提高橋梁上部結構整體性的重要措施；

在做橋梁上部結構設計時，把基礎不均勻沉降作為荷載適當加以考慮。

1．4 采取合適的施工措施

合適的施工方法不僅能降低混凝土內的最高溫度，還能減小混凝土的內外溫差，有效地降低溫度裂縫的產生，達到控制裂縫的目的。

澆筑方案。在混凝土施工過程中，為了有效降低混凝土的內外溫差，常采用分塊澆筑。分塊澆筑又可分為分層澆筑法和分段跳倉澆筑法兩種。分層澆筑法目前有全面分層法、分段分層法、斜面分層法三種澆注方案。全面分層澆筑是在第一層全面澆筑完畢后，開始澆筑第二層時，已施工的第一層混凝土還未初凝，如此逐層進行，直至澆筑完成；分段分層澆筑，適用于厚度不大而面積或長度較大的工程，施工時混凝土先從底層開始澆筑，進行至一定距離后再澆筑到第三層，如此依次向前澆筑其他各層；斜面分層適用于結構的長度超過厚度的三倍的澆筑層，振搗上作從澆筑層的下端開始，逐漸上移，此時向前推進的澆筑混凝土攤鋪坡度應小于1:3,以保證分層混凝土之間的施工質量。

在時間允許的條件下，可將混凝土結構采用分層多次澆注，施工層之間按施工縫處理，即薄層澆筑技術，它可以使混凝土內部的水化熱得以充分地散發，應該注意的是分層澆筑的間歇時間。目前水工混凝土中遵循的原則是薄層短間歇，對施工縫的處理要求十分嚴格；而在橋梁混凝土施工中，由于體積相對較小，多采用一次性整體澆筑和全面分層多次澆筑。

振搗工藝。采用二次振搗技術，即是澆灌后的混凝土，在振動界限以前，給予二次振搗，改善混凝土強度，提高抗裂性，能排除混凝土因泌水在粗骨料、水平鋼筋下部生成的水分和孔隙，提高混凝土與鋼筋的握裹力，防止因混凝土沉落而出現的裂縫，以減小內部微裂，增加混凝土密實度，從而可使混凝土抗壓強度提高10－20%左右。

降低混凝土澆筑溫度的措施。混凝土因為水化熱引起體積變化，以及因為環境溫度的周期變化均會引起開裂，如果把混凝土的初始溫度降低到一定程度，使之產生的溫差較小，從而產生的拉應力小于混凝土抗拉強度，可以避免混凝土開裂。降低澆筑溫度的具體措施包括：①澆筑前預冷混凝土；②降低原材料溫度，如做好水泥散熱、骨料澆水冷卻和預冷等；③采用冷卻拌和水與加冰拌和；④減少運輸途中的熱量倒灌，包括減小運輸距離，采用特制的保溫罐車，用保溫材料包裹混凝土泵送管道等。

1．5 混凝土養護

剛澆筑的混凝土、強度低、抵抗變形能力小，如遇到不利的溫濕度條件，其表面容易發生有害的冷縮和干縮裂縫。保溫的目的是減小混凝土表面與內部溫差及表面混凝土溫度梯度，防止表面裂縫的發生。

混凝土表面壓平后，先在混凝土表面灑水，再覆蓋一層塑料薄膜，然后在塑料薄膜上覆蓋保溫材料進行養護，保溫材料夜間要覆蓋嚴密，防止混凝土暴露，中午氣溫較高時可以揭開保溫材料適當散熱。底層塑料布下預設補水軟管，補水軟管間距6－8m,沿管長度方向每100mm開5mm水孔，根據底板表面濕潤情況向管內注水，養護過程設專人負責。

2 簡支梁橋梁體常見病害的維修與預控

2.1 簡支梁橋梁體常見病害的維修

梁（板）體砼的空洞、蜂窩、麻面、表面風化、剝落等應先將松散部分清除，再根據情況用高標號砼或水泥砂漿填補。

梁體若出現漏筋或保護層剝落等現象，應先將松動的保護層鑿去，并將鋼筋銹跡清除，如損壞面積不大可用環氧砂漿修補，如損壞面積過大，可噴射高標號水泥砂漿修補。

鋼筋砼簡支梁產生裂縫時，按下列方法進行處理：①當裂縫寬度大于限值規定時，應采用壓力灌漿法灌注環氧樹脂膠；②如裂縫發展嚴重時，應查明原因，按照不同情況采取加固措施，并加強觀測。

2.2 橋梁病害的預控

一座橋梁的病害成因涉及到許多方面的因素，諸如設計、施工、監理以及養護等，因此，要使得病害的減輕就需要從以下幾個方面入手。

2.2.1 緊抓設計環節，好的設計是橋梁是否成功的基本保證，沒有好的設計方案，就不可能高水平的現代化的橋梁。

2.2.2 組織和管理好施工的各個環節，因為橋梁質量的好壞不是靠一時的好壞來衡量，而是環環緊扣的，只要一個環節出現問題，則引起其他環節病害的發生，因此，施工單位要具有良好的施工水平和職業道德，同時，監理單位要做好監督管理，認真管理施工單位。

2.2.3 加強養護和維修

要積極做好養護工作，及時發現橋梁的病害，并分析其可能成因，在了解成因的基礎上采用有效的維修措施，減輕或消除病害。