關于梁式橋梁工程病害防治和質量控制的探討

吳冬亮

摘 要：在城市化進程不斷加快下，在建橋梁工程項目數量明顯增多，尤其梁式橋梁在目前公路和城市橋梁中占有很大的份額，梁式橋梁的使用壽命對城市化進程的發展非常重要。本文先對梁式橋梁工程常見病害進行分析總結，然后對梁式橋梁工程質量管理中如何加強質量控制、如何預治橋梁病害進行分析探討。

關鍵詞：梁式橋梁；橋梁病害；防治；質量控制；探討

隨著我國經濟的發展，城市化進程不斷加快，對交通設施的要求越來高，但早期修建的橋梁設計荷載標準多為汽車-10級、汽車-15級和汽車-20級，其標準難以滿足日益增加的交通量荷載。而且，在實際橋梁施工管理過程中仍然存在不同程度的問題，導致橋梁結構出現各種各樣的病害。梁式橋梁自面世以來，就一直被采用為主流橋梁結構形式，因此如何加強梁式橋梁質量控制、如何預防和解決梁式橋梁病害是橋梁建設管理中的一項重要工作。

1 梁式橋梁工程病害分析

梁式橋梁病害主要分為結構性病害和構造性病害。梁式橋梁結構性病害一般是指橋梁結構在外部荷載作用下，使結構整體承載力下降的病害，其病害直接影響橋梁結構安全性。梁式橋梁構造性病害一般是指橋梁在使用過程中部分附屬結構喪失功能，影響橋梁通行使用舒適性。

1. 梁式橋梁結構性病害

梁式橋梁結構性病害最大的特點是由于它的存在使整個橋梁結構承載能力受到很大影響，其中集中體現為梁體開裂。梁式橋梁結構主要為混凝土結構和預應力混凝土結構，因此在應力集中處、鋼筋錨固處、鋼筋彎起點、鋼筋數量突減處、混凝土截面突變處及應力應變最大處等都是容易出現裂縫的部位。梁式橋梁裂縫主要表現為：

（1）彎曲裂縫：在混凝土梁上施加彎矩時，將產生彎曲裂縫。彎曲裂縫首先出現在彎矩最大截面的混凝土受拉區。隨著荷載的增大，裂縫寬度增大，長度延伸，裂縫數量增加，裂縫區域逐漸向兩側發展。

（2）剪切裂縫：剪切裂縫主要發生在剪應力最大的部位。對梁式橋梁來說，剪切裂縫往往發生在支座附近，由下部開始沿著與軸線斜交裂開。隨著荷載的增大，裂縫長度將不斷增長并向受壓區發展，裂縫數量也不斷增多并分叉，裂縫區也逐漸向跨中方向擴大。如剪切裂縫不斷發展或者裂縫接近受壓區，必須進行加固處理。

（3）斷開裂縫：梁式橋梁結構整個截面受拉引起的裂縫稱為斷開裂縫。橋梁受拉結構在荷載作用下，產生的裂縫均沿正截面開展，裂縫間距有一定規律性。隨著荷載的增大，鋼筋應力達到極限，鋼筋伸長率較大，裂縫寬度加大并超出允許寬度，橋梁結構出現破壞狀態。

（4）局部應力引起的裂縫：局部應力引起的裂縫主要表現在：墩臺支座處受到較大局部應力；橋梁結構突然受到沖擊力；預應力梁端錨固區受到較大局部應力而引起的裂縫。

此外，梁式橋梁結構性病害還有混凝土結構的壞化，混凝土結構的壞化最常見的原因是鋼筋腐蝕造成混凝土的剝落，直接影響橋梁結構承載力和結構壽命。鋼筋腐蝕的兩個主要原因就是混凝土的碳化和受氯離子影響而造成的堿性減低或鈍化膜消失。

2. 梁式橋梁構造性病害

梁式橋梁構造性病害主要有伸縮縫裝置損壞、橋面鋪裝損壞、橋頭跳車、混凝土構造裂縫等。

（1）橋梁伸縮縫裝置損壞主要原因有交通量增大，重型車輛多，對伸縮縫沖擊大；主梁結構和橋面板剛度不足，導致橋面板變形過大；施工方面原因；管理維護原因等。

（2）橋面鋪裝病害主要表現為橋面防水混凝土破損導致橋面鋪裝的破壞。

（3）橋頭跳車產生的主要原因有地基強度不足；臺后填料不當；臺后壓實不足；地基浸水軟化等。

（4）混凝土構造裂縫主要是由于水泥、骨料等材料質量不好以及施工質量不好等原因造成。

2 梁式橋梁工程施工質量控制要點

1. 加強樁基施工質量控制：樁基施工前要認真復核樁位坐標、檢查鋼護筒埋設深度；鉆（沖）孔施工過程中要注意巖樣的判斷和進入持力巖層的深度；監督樁基鋼筋籠是否按規范和圖紙要求制作；樁基清孔排渣時，必須保持孔內水頭，防止坍孔；樁基灌注水下砼施工前，要檢測泥漿比重和含砂率（含砂率要求少于2%）；首批灌注混凝土應滿足導管首次埋置深度1.0m以上，灌注水下砼需做好施工記錄，每次拔導管前要計算導管埋深是否在2-6m范圍內，嚴禁超拔導管，否則容易造成樁基水下砼缺陷。

2. 加強預制梁（空心板梁和小箱梁）質量控制：檢查預制梁廠制作生產條件，包括張拉設備、臺座、梁廠地基處理、存梁區等；檢查預制梁鋼筋是否按設計要求制作，包括預應力鋼束、縱向普通鋼筋和箍筋；檢查預制梁的模板，包括底模、側模、端模和內模；檢查預應力張拉、壓漿、壓錨；檢查成品梁蒸氣養護等。

3.加強支架現澆梁式橋梁質量控制：做好支架地基處理，檢驗地基承載試驗和沉降量；做好支架搭設并進行預壓，確保支架具有足夠的強度和剛度；做好模板安裝，確保現澆混凝土外觀質量；做好鋼筋綁扎，確定合理的綁扎順序，處理好保護層厚度及與預應力鋼束之間的位置；混凝土澆筑要做好配合比設計和原材料試驗，安排好澆筑順序；預應力張拉前要對千斤頂、壓力表、油泵進行校驗，合格后組成配套設備，按照張拉順序進行張拉。

梁式橋梁工程病害防治

1.下撐式預應力拉桿加固：梁式橋梁結構病害加固時，如果橋下凈空能夠滿足通車、通航的要求，可采用在梁下設置預應力拉桿，并噴射混凝土作為保護層進行加固。粗鋼筋作為拉桿，兩端錨固在梁端部，中間用單柱、雙柱或多柱支撐在梁的底部，然后噴射一層5-8厘米厚的混凝土作為保護層，與原混凝土梁組合受力。

2.預應力鋼絲束加固：沿梁腹側面按拋物線敷設預應力鋼束并用定位箍圈固定，鋼絲束兩端穿過梁端翼板上的斜孔伸至梁頂錨固。對鋼絲束施加預應力后，再噴射混凝土作為保護層，防止腐蝕。

3.增大構件截面加固：增大結構截面的途徑有增加受力主筋截面、加大混凝土截面、加厚橋面板和噴錨加固等方法。

4.混凝土結構壞化防治：橋梁結構混凝土壞化要以預防為主，可以通過改進混凝土成分，提高混凝土密實性及抗腐蝕能力。混凝土原材料優先采用河砂，嚴禁使用氯離子超標的海砂和使用氯離子含量較大的減水劑。氯化物的侵入是引起混凝土中鋼筋腐蝕的最主要原因之一，氯離子能破壞鋼筋表面鈍化膜而引起鋼筋局部腐蝕，對腐蝕過程具有催化作用。對用于鋼筋混凝土用砂，其氯離子含量不得大于0.06%（以干砂的質量百分率計）；對用于預應力鋼筋混凝土用砂，其氯離子含量不得大于0.02%（以干砂的質量百分率計）。

5.橋頭跳車的防治：軟土地區橋頭跳車非常突出，要防治橋頭跳車需采用有效的措施。其中，可以采用以下措施：地基加固處理是最有效的防治橋頭跳車的方法之一，特別是軟土地區需在橋頭30米范圍內采用水泥攪拌樁或高壓旋噴樁進行地基加固；預壓處理，在填筑臺后填土前，在原有的地基上堆截一段較長時間，等地基以下軟土層排水固結后，再進行臺后填料施工，從而解決橋頭跳車和臺后填土不均勻沉降等問題。

6.橋面鋪裝破壞的防治：首先要保證主梁體的結構剛度和施工質量，其次要保證橋面鋪裝層的厚度，最后要提高橋面防水層和防水混凝土的施工質量。

7.橋梁伸縮縫破壞的防治：首先要保證梁端具有足夠的剛度，以滿足車輛荷載反復作用；然后選擇合適的伸縮縫裝置，滿足上部梁體之間和梁體與橋臺之間的水平位移，伸縮縫要防止雨水和垃圾滲入，伸縮縫安裝要保證錨固寬度，錨固鋼筋要牢固可靠；最后伸縮縫混凝土要采用鋼纖維混凝土澆筑，鋼纖維能夠有效地阻礙混凝土內部微裂縫的擴展及宏觀裂縫的形成，顯著地改善了混凝土的抗拉、抗彎、抗沖擊及抗疲勞性能，具有較好的延性，從而有效地提高伸縮縫使用壽命。

3 結束語

梁式橋梁因其結構形式易于標準化，施工方便，橋梁經濟指標好，從而成為當今橋梁建設的主流結構形式，因此做好梁式橋梁的病害防治和質量控制工作，具有重大意義。

參考文獻

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[2] 中交第二公路工程局有限公司.公路橋梁施工系列手冊 梁橋[M].人民交通出版社，2014endprint