公路橋梁上部結構病害成因及養護對策分析

楊超、肖城

（江西省天馳高速科技發展有限公司，江西南昌330000）

0 引言

高速公路橋梁在養護管理環節，很多已投入運營的橋梁項目因為建設施工、運營維護不當等問題，導致上部結構存在嚴重損壞的問題，影響公路橋梁整體效果。及時采取措施分析各種養護措施，保障橋梁的正常運行，達到行車安全性的要求，促進交通領域的發展和進步。

1 橋梁養護意義

針對橋梁工程項目而言，在運營的階段中經常會受到車輛荷載以及環境因素的影響，從而出現橋梁病害問題。通過采取科學有效的養護方式，加以及時、周詳的養護策略，可以減少裂縫危害的出現。同時，在養護的階段針對出現的裂縫問題以及相關磨損問題，通過及時的采用材料進行更換處理，能夠提高橋梁結構的穩定性，對延長公路橋梁的使用年限有著積極的作用。

2 上部結構病害

2.1 板（梁）裂縫

上部結構的板（梁）裂縫有主要包含縱向與橫向裂縫，還有腹板結構的裂縫，并且存在比較嚴重的腐蝕性問題。

2.1.1 板（梁）縱向裂縫

一是，縱向走向位置沿著預應力鋼束方向運行，和施工中的預應力鋼束位置、張拉、壓漿等存在直接的關系，比如結構強度性能不足、鋼束發生變形等；二是，空心板結構的存在，造成縱向裂縫發生，比如在圓孔下部或者方孔邊角等部位上出現裂縫的問題；三是，整體澆筑作業形成的空心板結構，結構配筋出現縱向過大的情況，導致結構鋼筋出現損壞的情況，特別是在高等級的公路橋梁寬度較大的情況下，因為溫度應力、橫向彎矩等持續作用，導致結構出現裂縫的病害問題[1]。

2.1.2 板（梁）底橫向裂縫和腹板豎向裂縫

這是目前比較普遍存在的裂縫問題，是普通混凝土結構部件常見病害，因為并未產生預應力的作用，在恒載、活載等影響之下，結構發生裂縫的問題，這是較為常見的受力裂縫的形式，一般來說橋梁運行較長時間都會產生開裂的問題。有些預應力結構的腹板形式，混凝土保護層結構厚度較小，豎向鋼筋銹蝕問題的出現也會導致豎向裂縫的存在，但是一般不會延伸到底板的結構上，也不會出現下寬上窄的形式，所以并不是受力裂縫的問題。

2.2 板（梁）底滲水、泛白

空心板底部因為進入大量的水而導致結構損壞，這主要是由于空心板結構損壞而導致的，主要形成原因有如下幾種：其一，梁體的排水孔位置上并不是最低位置，所以導致很多部位上存在積水嚴重的情況，且水泥混凝土還有部分透水性，梁體中有一定量的存水，逐漸地進入到水泥結構內部，發生泛白的問題。有些橋涵結構設計為普通混凝土結構形式，在正常運行的過程中，底部會發生細微橫向裂縫的問題，這種情況下水會從裂縫的位置上直接滲出，造成底部發生泛白的問題。其二，有些橋面結構排水效果比較差，且水泥混凝土損壞較為嚴重，雨水、雪水滲入到內部的情況比較嚴重，且冬季融雪劑的加入也會造成鋼筋腐蝕嚴重，結構性能變差，嚴重地影響總體的施工效果[2]。

2.3 剝落、露筋

造成剝落、露筋的原因：一是，混凝土結構長期受到自然環境的侵蝕和影響，比如雨淋、日曬等，存在表面嚴重風化損失的問題，還有滲水、凍融等綜合性影響，出現鋼筋銹蝕嚴重、混凝土表面結構剝落、露筋等問題；二是，交通事故的發生，因為車輛碰撞而導致的剝落、露筋。

2.4 板底刮痕

造成板底刮痕的原因有：其一，有超出限高標準的車輛進入到內部行駛，或者超載、私自改裝的車輛行駛，從而引發板底刮痕的問題出現；其二，公路橋梁管理單位未及時采取必要的養護管理措施，有些交通路段內行駛較多的砂石料運輸車，灑落的材料未能及時清理，長久堆積導致路面標高比較大，最終出現車輛撞擊橋梁的事故問題，嚴重影響橋梁運行的安全性[3]。

2.5 鉸縫滲水堿蝕、勾縫砂漿脫落

因素一，勾縫施工中其結構和梁體結構聯合的性能比較差，車輛運行時導致橋梁發生振動的危害，造成勾縫砂漿脫落的問題發生；因素二，梁板間在傳輸車輛剪力的條件下，鉸縫也會存在有較大的外部作用力，而勾縫砂漿厚度較小，結構性能相對較低，所以是最先損壞的結構；因素三，橋面排水效果非常差，積水會逐漸地滲入到結構內部，導致出現堿蝕的問題。

2.6 支座脫空

因為支座底部墊石開裂，或者出現了墩臺頂面平整度不足而產生底部脫空。

2.7 支座老化、開裂

一是，橡膠支座在運行中因為環境的侵蝕影響、外部荷載的持續性作用，導致其老化比較嚴重，結構性能下降，而發生老化開裂的質量問題；二是，伸縮縫或橋面連續縫出現結構損壞的問題，導致漏水、漏油的問題，給支座橡膠產生嚴重的侵蝕影響而發生損壞的問題；三是，墩頂存在有部分的垃圾或者散落的材料，支座結構出現變形的情況，從而引發結構損壞的問題。

2.8 支座剪切變形

一般情況下，橡膠支座并不會和梁體結構同時進行滑動，且溫度的作用之下會出現收縮變形，再加上外部荷載持續性的作用，進而出現了剪切變形的問題。

3 養護對策

3.1 梁體裂縫對策

一方面，當裂縫寬度W＜0.15mm 時，需要選擇使用涂刷環氧樹脂漿液的方式進行封閉處理；另一方面，當裂縫寬度W≥0.15mm 時，選擇應用化學灌漿作業方式。受力裂縫一般需要通過在表面粘貼碳纖維布或者鋼板等方法加固施工，但是要保證排水效果合格，確保排水孔達到通暢性的要求，符合運行標準和要求。

3.2 剝落、露筋對策

對策一，如果因為車輛碰撞所產生的損壞問題，及時做出相應的損壞結構修補處理，可根據需要一并設置限高標志，能夠一定程度上預防此類事故發生。對策二，如果是因堿骨料的反應而導致發生剝落的問題，應該采取環氧砂漿填補的方式進行修復處理；對于鋼筋外露銹蝕的問題，需將表面存在的雜物清除干凈，裸露出光潔的部分，并且涂刷鋼筋保護劑材料，最后再在表面使用環氧砂漿材料進行保護處理，提高結構性能。對策三，如果發生剝落的問題是因為混凝土銹蝕膨脹所導致的，將銹蝕物質清理干凈，然后表面再涂刷一層保護劑，且使用環氧砂漿制作鋼筋保護層，達到結構強度和性能的要求[4]。

3.3 板（梁）底滲水措施

對于板（梁）底滲水堿蝕，檢查確定是否達到排水性的要求，滿足通暢度的標準，及時排出積水，消除任何不利的影響。

3.4 板底刮痕對策

一方面，如果問題出現在公路橋梁等級較低的通道、涵洞等設施，因為偶然性發生的事故產生的撞擊損壞問題，選擇應用環氧混凝土材料實施修復處理，表面粘貼一層鋼板或者碳纖維布增加結構強度，并且在現場布置限高標志牌或者門架，禁止超限車輛進入到現場內；另一方面，如果橋梁的凈高比較小，比如下部有穿越經過的二級以上公路，則容易發生撞擊事故問題，給梁體產生嚴重的損壞。此時應該采取措施加強梁體的維修加固處理，如有必要可以及時更換基礎設施，降低撞擊事故概率，也可以采用下部開挖坡道的形式，增加凈高。對于凈高不合格，且目前沒有發生撞擊事故，管理單位需要及時采取措施增加凈高，以免后續運行中產生撞擊問題[5]。

3.5 鉸縫滲水堿蝕、勾縫砂漿脫落對策

對策一，滲水堿蝕的問題需要采取增加橋面與伸縮縫的方式達到防水性效果，避免病害更加嚴重；對策二，勾縫砂漿脫落問題出現后，可以通過使用標號更高的水泥砂漿材料實施修補處理。

3.6 支座脫空對策

針對上部橋梁結構出現支座脫空問題，在實踐的階段中，根據支座的現狀，采取不同厚度的鋼板進行墊實處理。同時在進行鋼板墊實的階段中，還需要做好鋼板的固定以減少支座脫空問題二次出現。

3.7 支座開裂對策

在支座養護階段，為了有效處理支座開裂問題，需要保障支座處于穩定的平衡狀態，及時處理墩柱周圍的殘留垃圾。保證制作的開裂問題能夠得到減少，同時針對開裂嚴重的需要及時的更換，另外在進行維修的階段中需要加強平時的養護工作，及時地進行涂油保養，減少支座橡膠老化問題出現。

3.8 支座剪切變形對策

在控制的階段中為了能夠保證整體結構的強度滿足實際要求，需要及時的針對橡膠支座的變形角度進行控制，使其能夠控制在小于35o范圍之內。此外一旦超過了該參數值，需要及時的更換支座。

4 結語

混凝土橋梁上部，容易因為各類因素的持續作用從而導致結構發生損傷等嚴重問題，威脅交通運行安全性。在公路橋梁養護實施環節，加強上部結構檢查管理工作，了解缺陷發生的原因，進而采取必要的應對措施，切實提升公路橋梁的運行安全性和穩定性。