中小跨徑國省道橋梁典型病害的防治措施

付建虎

（上海市城市建設設計研究總院（集團）有限公司 青島分公司，山東 青島266011）

1 典型病害及病害成因分析

1.1 空心板典型病害分析

1.1.1 鋼筋混凝土空心板橫向裂縫

鋼筋混凝土空心板板底常出現橫向裂縫，一般情況在1/4～1/2跨比較常見。多雨地區裂縫處伴有滲水泛白、鋼筋銹脹、混凝土脫落等病害。影響結構耐久性，病害嚴重時影響結構安全性。

病害成因：

1）鋼筋混凝土結構本身帶裂縫工作，但裂縫形成后，鋼筋喪失了混凝土的保護，易銹蝕膨脹，使裂縫加劇。

2）施工時板底鋼筋保護層厚度不足，瀝青攤鋪采用振動壓路機導致板底出現橫向裂縫。

3）運營期間的超載影響。

4）運營期間橋面鋪裝破損，空心板滲水侵蝕，鋼筋銹蝕，橋面鋪裝的破損導致車輛沖擊力增大，鋪裝層破壞使剛度變小，進而使梁板受力不均。

1.1.2 預應力混凝土空心板縱向裂縫

預應力混凝土空心板板底常出現縱向裂縫，多雨地區常伴有板底滲水泛白、鈣化等病害。縱向裂縫通常在通車5a左右出現，隨著時間的增長，裂縫長度、裂縫寬度、裂縫數量都有增大趨勢，影響橋梁結構的耐久性。

病害成因：

1）設計時箍筋直徑偏小、間距過大等造成板底橫向抗彎能力不足。

2）空心板內外溫度差引起板底橫向拉應力過大。

3）施工時板底混凝土保護層厚度不足。

4）空心板橫向支座安裝不平整，空心板受力模式改變。

5）后期運營車輛超載等。

1.1.3 鉸縫病害

預應力混凝土空心板和鋼筋混凝土空心板鉸縫處易破損失效，導致主梁間的橫向連接降低或失效，嚴重時造成單板受力，空心板橫向裂縫、橋面鋪裝破損，橋面防水性能降低，空心板滲水侵蝕。

病害成因：

1）設計時鉸縫尺寸狹窄，不便于設置更多鋼筋，鉸縫鋼筋連接不好，傳力效果較差。

2）施工時空心板側面鑿毛不充分，澆筑混凝土前未對空心板側面進行澆水濕潤，導致新老混凝土黏結不良。

3）施工時鉸縫鋼筋與梁板預埋鋼筋連接不足，鉸縫混凝土強度不足、振搗不密實、養護措施不當等。

4）后期運營期間超載車輛，導致板間鉸縫被剪斷，造成單板受力【1】。

1.2 橋面鋪裝及橋面附屬工程典型病害分析

1.2.1 橋面鋪裝縱向裂縫

預制裝配式空心板橋橋面經常出現通長的縱向裂縫，重車輪跡線位置尤為明顯。橋面縱向裂縫一旦產生，發展速度很快，橋面混凝土現澆層破損后，空心板之間的鉸縫隨之破損，主梁之間的橫向聯系被削弱，車輛橫向力分布集中，降低橫橋向整體性，進而造成主梁單板受力。而且橋面產生裂縫后，雨水滲入混凝土現澆層及空心板內，加速橋面鋪裝及梁板的破損，影響橋梁結構安全性及耐久性，縮短橋梁使用壽命。

病害原因：

1）混凝土自身收縮產生裂縫，隨著使用年限增長，橋面防水效果降低，雨水滲入橋面鋪裝，導致縱向裂縫不斷發展。

2）橋面混凝土現澆層厚度偏小，橋梁橫橋向剛度不足，鉸縫構造不合理，不能充分發揮主梁間的抗剪作用。

3）鉸縫及橋面混凝土鋪裝澆筑質量差，普遍出現蜂窩、麻面，橋面現澆層混凝土抗滲性差。

4）運營期間車輛超載，鉸縫及橋面現澆層受車輛集中荷載作用發生剪切破壞。

1.2.2 墩頂橫向裂縫

為滿足車輛行車舒適性，多跨簡支裝配式空心板橋墩頂一般采用橋面連續。墩頂位置橋面連續處易產生橫向裂縫，導致橋面行車舒適性降低，墩頂位置汽車沖擊力增大，影響橋梁結構安全性及耐久性。

病害原因：

1）橋面連續結構在順橋向位于墩頂負彎矩區，在荷載作用下產生較大的拉應力，由于空心板為簡支結構，墩頂負彎矩主要靠橋面鋪裝混凝土和鋼筋承擔，橋面連續鋼筋不足導致橋面連續開裂。

2）車輛荷載沖擊力導致橋面連續破損。

1.2.3 伸縮縫病害及橋面排水問題

伸縮縫位于空心板端構造的薄弱部位，直接承受車輪荷載的反復作用，而且長期暴露在自然環境中，是橋梁結構最易遭到破壞而又較難修復的部位之一。伸縮縫混凝土在車輪荷載的頻繁沖擊作用下易破損開裂，使伸縮縫變形破壞，行車舒適性降低，甚至影響車輛通行安全。伸縮縫破損后，雨水通過伸縮縫滲入梁體，造成結構水侵害。

2 養護維修及加固措施

2.1 空心板板底縱向裂縫維修及加固措施

裂縫較少且未超限時，一般采用裂縫封閉膠進行封閉處理。裂縫較多且超限時，一般采用壓力注漿封閉裂縫。如有條件，可橫向粘貼高強復合纖維（如碳纖維布）等材料，進一步確保空心板的耐久性，同時更好地限制裂縫發展。建議在板底距離梁端1m左右位置設置排水孔，排出空心板腔內積水。

2.2 空心板板底橫向裂縫維修及加固措施

1）空心板裂縫較少且未超限時，一般采用裂縫封閉膠進行封閉處理。裂縫較多且超限時，一般先采用壓力注漿封閉裂縫，然后采取如下措施提高梁板承載能力：（1）粘貼鋼板或粘貼高強復合纖維材料（如碳纖維布、高強預應力纖維碳板）。（2）有黏結預應力加固技術（SP-AP），采用錨固與空心板底的高強鋼絲、2～3股鋼絞線或小直徑高強鋼筋對梁體施加預應力，然后噴注高強復合砂漿，將預應力筋與空心板黏結為一體，提高結構承載能力和耐久性【2】。

2）空心板裂縫較多且超限，混凝土強度降低明顯，梁板承載能力不足且變形超過允許值后宜采用更換梁板的處理方案。

2.3 鉸縫病害的維修及加固措施

1）鉸縫病害較輕，只出現局部滲水等現象，鉸縫對應橋面位置無縱向裂縫時，一般采用對鉸縫采取灌漿處理，進行預防性養護的方式。

2）鉸縫破壞嚴重，且鉸縫對應橋面位置縱向開裂，空心板接近或完全單板受力時，一般鑿除鉸縫兩側一定范圍的橋面鋪裝，將破損的鉸縫混凝土清理干凈，通過植騎馬筋、粘貼橫向加強鋼板等手段加強空心板間的橫向聯系，重新澆筑鉸縫混凝土和橋面鋪裝混凝土。

3）整幅橋普遍存在鉸縫破損病害時，應將整幅橋橋面鋪裝鑿除重做，同時采用植筋或粘貼鋼板等措施加強空心板間的橫向聯系。重新澆筑的鉸縫和橋面鋪裝混凝土強度不低于C40，建議采用摻加纖維的防水混凝土，提高混凝土的抗裂性及抗滲性，橋面鋪裝混凝土厚度不宜小于12cm。

2.4 橋面連續及橋面附屬工程維修及加固措施

1）橋面連續維修及加固措施：橋面連續病害輕微時，橋面連續處瀝青混凝土存在單一的橫向裂縫時，一般采用灌注熱瀝青處理；橋面連續處瀝青混凝土存在多條橫向裂縫時，鑿除橋面連續附近瀝青混凝土鋪裝，重新鋪筑摻有聚酯纖維或其他改性劑的瀝青混凝土，提高橋面連續處瀝青混凝土的抗變形能力。

橋面連續病害較重時，應鑿除橋面連續附近瀝青鋪裝及混凝土鋪裝，可將橋面連續兩端的鋼筋采用植筋工藝錨于空心板頂板內，加強墩頂橋面連續。

2）伸縮縫維修及加固措施：異型鋼伸縮縫橡膠條老化、開裂、變形嚴重時，應及時更換處理保證橋梁耐久性；及時清理伸縮縫中的雜物、泥沙【3】。

若伸縮縫混凝土破損開裂，應及時進行維修處理，一般采用C50及C50以上的混凝土修補，混凝土中宜摻入纖維，提高混凝土的抗裂性及抗沖擊性。若對中斷交通有嚴格的時間限制，宜采用快硬高強混凝土，縮短混凝土的養護時間，快速開放交通。

若伸縮縫混凝土破損開裂、異型鋼變形嚴重，應將伸縮縫進行拆除更換。

3 結語

通過研究近年來國省道橋梁維修加固處理實例，總結歸納國省道中小跨徑橋梁的常見病害，分析橋梁病害產生原因并制定相應的維修加固措施，便于橋梁后期管養的規范化、合理化，提升橋梁管養效率，提高橋梁耐久性。