鋼混組合箱梁橋病害原因分析及處置措施

史毅杰

（邢臺(tái)路橋建設(shè)總公司，河北 邢臺(tái) 054001）

某城市互通立交含一個(gè)東西走向跨越市區(qū)三環(huán)路的主線橋，以及進(jìn)入市區(qū)的匝道橋。主線橋共分為三聯(lián)，第二聯(lián)跨越三環(huán)路，單向三車道設(shè)計(jì)，橋面凈寬度為11m，兩側(cè)防撞護(hù)欄的寬度為0.5m，橋梁主跨跨徑為48m，其中第二聯(lián)主線橋?yàn)?8m+48m+41.5m的預(yù)應(yīng)力鋼混凝組合梁橋。經(jīng)過近三年的實(shí)際運(yùn)營(yíng)，質(zhì)量檢測(cè)機(jī)構(gòu)于2019年11月對(duì)該橋梁整體結(jié)構(gòu)質(zhì)量檢測(cè)時(shí)發(fā)現(xiàn)，箱梁內(nèi)部鋼板與螺栓出現(xiàn)銹蝕現(xiàn)象，局部區(qū)域出現(xiàn)混凝土病害，部分箱梁內(nèi)部底板積水嚴(yán)重，泄水管的排水功能喪失。

一、鋼混組合箱梁橋病害類型與原因分析

（一）箱梁內(nèi)部螺栓、鋼板銹蝕

經(jīng)現(xiàn)場(chǎng)檢測(cè)，銹蝕部位發(fā)生在箱梁內(nèi)部鋼板的底板與肋板、腹板與肋板接合部位，鋼板拼接部位的螺栓也出現(xiàn)銹蝕現(xiàn)象。同時(shí)發(fā)現(xiàn)箱梁底板局部區(qū)域存在少量積水，而且箱梁內(nèi)壁有水珠沁出，根據(jù)這一現(xiàn)象可以確定產(chǎn)生銹蝕的主要原因是在對(duì)現(xiàn)澆混凝土養(yǎng)護(hù)作業(yè)時(shí)，由于箱室內(nèi)部缺少排水通氣設(shè)施，養(yǎng)護(hù)用水無法及時(shí)排出箱室，箱室內(nèi)壁在積水的長(zhǎng)期浸泡下，導(dǎo)致鋼板與螺栓出現(xiàn)鐵銹，尤其在積水較多的區(qū)域，銹蝕現(xiàn)象更為嚴(yán)重。

（二）橋面板混凝土脫落露筋

在混凝土橋面板錨固區(qū)周圍及箱梁鋼腹板的位置，部分混凝土呈現(xiàn)出松散狀態(tài)而脫離面板層，而且混凝土脫落部位的鋼筋裸露在外。產(chǎn)生這一病害的原因主要是由于裸露的鋼筋與空氣中的水或雨水相結(jié)合，產(chǎn)生銹蝕現(xiàn)象，隨著銹蝕程度的加深，處于混凝土內(nèi)部的鋼筋出現(xiàn)鼓脹，造成包裹鋼筋的混凝土剝離本體。

（三）箱室內(nèi)部存在混凝土垃圾

在施工過程中，將產(chǎn)生大量的混凝土殘?jiān)⒛景逅樾技八槭瘔K等建筑垃圾，由于施工人員未能及時(shí)清理，導(dǎo)致垃圾始終在箱室內(nèi)部堆積，這不僅給箱梁本身增加了額外荷載，也給橋梁養(yǎng)護(hù)施工帶來了諸多不便。

（四）泄水管失去泄水、排水功能

在該鋼混組合箱梁當(dāng)中，橋梁泄、排水裝置采用鑄鐵泄水管，排水管外壁包裹了一層鋅鐵皮，通過現(xiàn)場(chǎng)檢測(cè)發(fā)現(xiàn)，局部區(qū)域的泄水管外壁出現(xiàn)銹蝕現(xiàn)象，導(dǎo)致泄水功能喪失，水流直接流向橋梁下方的城市主干道，給過往車輛的通行安全造成嚴(yán)重影響。另外，在橋梁養(yǎng)護(hù)過程中，由于養(yǎng)護(hù)人員未能及時(shí)清理堆積在泄水管內(nèi)的垃圾，使泄水通道嚴(yán)重堵塞，一旦雨季來臨，橋面積水難以排出，經(jīng)過長(zhǎng)時(shí)間滲透，使橋體主梁翼板出現(xiàn)銹蝕，進(jìn)而縮短橋梁的使用壽命。

（五）錨頭缺少保護(hù)措施出現(xiàn)銹蝕現(xiàn)象

在預(yù)應(yīng)力鋼絞線張拉工序中，由于施工單位僅對(duì)部分鋼絞線采取切割作業(yè)，并且切割過程中，并未對(duì)錨頭采取有效的保護(hù)措施，導(dǎo)致裸露在外的錨頭及部分鋼絞線與空氣中的水蒸氣發(fā)生反應(yīng)出現(xiàn)銹蝕。

二、鋼混組合箱梁橋病害處置措施

（一）積水病害處置措施

橋梁箱室排除積水最為常用的處置方法是：首先在箱室底板位置，利用小型切割機(jī)切割出直徑3cm的孔洞，使積水沿著孔洞排出體外，為了保證排水效果，孔洞的位置應(yīng)當(dāng)處于底板縱坡最低端，孔洞形狀多以梅花狀為主。而處于橋墩底板位置的填充混凝土區(qū)域內(nèi)的積水，可以在箱室最低處切割出直徑3cm的圓孔，將積水排出。

（二）鋼板與螺栓銹蝕病害處置措施

對(duì)于銹蝕嚴(yán)重的鋼板與螺栓，主要利用打磨的方法將表面的銹跡除去，然后將環(huán)氧富鋅底漆及環(huán)氧厚漿面漆噴涂在銹蝕部位，其環(huán)氧富鋅底漆的噴涂厚度為50μm，環(huán)氧厚漿面漆的噴涂厚度為200μm～300μm，如果螺栓連接部位銹蝕嚴(yán)重，應(yīng)當(dāng)及時(shí)更換。

在除銹過程中，施工人員首先要清洗干凈鋼板與螺栓表面的油污，通常采用的清洗溶劑是丙酮或汽油，然后利用砂輪或者鋼絲球等工具打磨表面的銹跡，直到鋼板與螺栓表面露出金屬光澤為止，再用粗砂紙將殘余銹跡去除。當(dāng)打磨工序結(jié)束后，在表面涂刷一層油漆，為了保證除銹效果，外界溫度降至5℃以下時(shí)，不打磨除銹。并且每一次涂刷的油漆層厚度不宜過厚，防止產(chǎn)生氣泡狀針孔。

（三）混凝土脫落病害處置措施

施工單位采用了強(qiáng)度等級(jí)為C50的自流平混凝土修補(bǔ)脫落部位。首先將松散的混凝土鑿除，利用角磨機(jī)或者鋼絲刷打磨脫落部位的混凝土基面，然后在銹蝕部位涂抹界面膠，涂抹厚度應(yīng)超過1mm。在界面膠干燥以前，可以利用聚合物水泥砂漿將缺陷部位補(bǔ)平。當(dāng)修補(bǔ)工序結(jié)束后24h之內(nèi)，采取噴霧養(yǎng)護(hù)的方法，養(yǎng)生修復(fù)面砂漿，養(yǎng)生時(shí)間不得少于7d。

（四）箱室內(nèi)部混凝土垃圾處置措施

對(duì)于施工期間遺留在箱室內(nèi)部的建筑垃圾，施工單位應(yīng)在模板拆除前及時(shí)清除，清除時(shí)不得觸碰模板，避免損傷內(nèi)部組件。另外在切割鋼絞線時(shí)，裸露在外的鋼絞線長(zhǎng)度應(yīng)當(dāng)大于3cm，以便維修人員能夠快速查找到鋼絞線銹蝕的具體位置。對(duì)除去表面銹跡的鋼絞線，利用聚合物水泥砂漿給錨頭形成一層保護(hù)層，其厚度不得超過5cm。

（五）泄水管損壞處置措施

當(dāng)泄水管喪失泄水功能后，施工人員應(yīng)更換泄水管，將原泄水管拆除，換成抗?jié)B防腐性能較好的PVC管。更換之前，施工人員應(yīng)先清理泄水管周邊的堿蝕、松散混凝土，并利用聚合物水泥砂漿修復(fù)。對(duì)沒有維修價(jià)值的泄水管應(yīng)及時(shí)鑿除，鑿除時(shí)不得損壞原泄水管側(cè)壁位置的混凝土壁面。當(dāng)植入PVC泄水管后，泄水管周邊的縫隙應(yīng)當(dāng)利用聚合物水泥砂漿予以填充補(bǔ)平，使泄水管與混凝土構(gòu)成一個(gè)整體結(jié)構(gòu)，確保泄水管具有良好的抗?jié)B與防水性能。

（六）增加檢修孔數(shù)量

在處置該橋梁病害時(shí)，施工設(shè)計(jì)方案中只設(shè)置了一個(gè)檢修孔，這就使作業(yè)人員在檢修過程中，常常出現(xiàn)較大位移，加之箱室內(nèi)部空間小，以至于移動(dòng)過程較為困難，針對(duì)這種情況，施工單位應(yīng)在橋梁的適當(dāng)位置增加2個(gè)～3個(gè)檢查孔。首先要確定檢修孔的準(zhǔn)確位置，定位孔洞中心，標(biāo)記出成孔邊緣線；然后圍繞檢修孔圓心，畫出直徑為630mm的邊緣線，并沿著邊緣線的位置，鉆孔施工，一般情況下，孔徑為30mm；接下來利用機(jī)械切割的方法，沿著鉆孔外邊緣線切割作業(yè)，使孔洞直徑等于650mm。

三、結(jié)語

通過對(duì)鋼混組合箱梁橋病害原因的分析，施工單位主要采取了以下病害處置措施：針對(duì)箱室積水病害，采取打孔排水的方法；針對(duì)橋梁鋼板與螺栓銹蝕病害，采取銹跡打磨與涂刷汽油、丙酮溶劑的方法；針對(duì)混凝土脫落病害，采取涂刷界面膠的方法；針對(duì)箱室中堆放的建筑垃圾，由施工人員專門集中清理；針對(duì)泄水管損壞病害，采取更換PVC管的方法。