公路橋梁常見病害與維修加固技術探究

陳明學

臺州市煜興建設工程有限公司 浙江 臺州 317300

1 公路橋梁的病害類型

1.1 結構性病害

結構性病害通常是一個長期的積累過程。此類病害不會對橋梁使用的初期階段產生不利影響。但是，長期使用橋梁后，會影響橋梁的整體結構性能，降低地基的承載能力，產生質量與安全隱患，比如基礎外露、單板受力、梁板裂縫、不均勻沉降等。

1.2 功能性病害

功能性病害是指病害的發生會影響到公路橋梁的使用功能。根據不同地區和不同氣候條件所產生的原因也盡不同。常見的功能性病害主要包括局部的松動、破損，鋪裝層裂縫，鋼筋的銹蝕等[1]。

2 公路橋梁的常見病害

2.1 不均勻沉降

在橋梁工程的使用過程中，不均勻沉降問題出現頻率很高，此病害容易引起諸如橋頭跳車等問題，而且還會傳遞到上部結構引起梁板的破壞，影響駕駛的舒適性和安全性，引發道路交通安全事故。不均勻沉降的主要原因是由于橋臺是剛性體，橋頭路基是塑性體，由于在路基填筑時壓實度不足，或者路面水滲入臺后，在車輛長期通過及路基自然固結沉降下，橋臺和橋頭路基產生了高差。所以在進行臺背填筑時，選擇透水性材料、對稱分層填筑、壓實度控制、做好排水都顯得尤為重要，在施工組織時也要合理安排，讓臺背填料有一個自然沉降的過程。

2.2 裂縫病害

在橋梁的建設和維護中，出現裂縫會降低結構的強度、剛度和穩定性，最嚴重的是威脅整個橋梁的質量和行車的安全。橋梁結構出現裂縫后，水會從裂縫中滲入，從而引起結構的開裂、塌陷、鋼筋的銹蝕等問題。橋梁施工中，常見裂縫可大致分為結構性裂縫和非結構性裂縫，其中，非結構性裂縫占比較大。盡管非結構性裂縫對橋梁結構的危害較小，但它們會隨著時間的推移，裂縫逐漸擴大，最終會造成安全隱患。造成裂縫的原因，主要包括行車過載，未嚴格控制施工過程中施工及材料的質量，現澆混凝土支架搭設地基不穩定，施工管理不到位等。

2.3 鋼筋腐蝕

由于公路橋梁項目均在野外進行，施工環境相對比較惡劣，在鋼筋進場后，如果沒有做好保護，鋼筋極容易發生銹蝕現象。鋼筋的銹蝕會導致材料抵抗性能的降低，有效受力應面的縮小，造成應力的集中和突變，極易引發結構性安全隱患。要做好鋼筋的保護工作，首先要保證存放場地干燥無污染，遠離腐蝕性材料和有害氣體，鋼筋加工棚要做好防雨防水措施，加工完成的鋼筋不宜存放過久；其次，在鋼筋混凝土澆筑時，要注意振搗密實并保證混凝土的保護層厚度；最后，對于現場預埋的鋼筋接頭或特殊沿海地區的橋梁結構，需要做好相應的保護措施，如采用高性能防水混凝土、噴涂防腐涂層、轉移氯離子吸附方向等[2]。

3 橋梁工程病害預防及加固措施

3.1 混凝土裂縫

混凝土的內部溫度與水泥的量和類型密切相關。一般來說，混凝土的內部溫度越高，產生的熱應力就越大，從而增加了開裂的可能性。因此，控制混凝土內部和外部之間的溫度差是消除混凝土中的熱裂縫的有效措施。具體措施包括：①嚴格控制澆注溫度和出口溫度。如果溫度很高，則可以安裝遮陽棚以防止陽光直射到混凝土中，還可以通過噴水冷卻降低骨料溫度。②不斷改善施工和振搗過程。澆筑的混凝土在終凝之前必須振搗兩次，以避免由于混凝土滲漏而導致蜂窩麻面，保證混凝土保護層的厚度，能有效提高混凝土的彎拉強度。③嚴格按照澆筑順序澆筑混凝土。減少混凝土裂縫的主要方法是嚴格遵守澆筑順序，其主要原理是控制澆筑混凝土內部和外部的溫差。如果是在夏天建造，可以通過埋設冷卻管來減少內部熱量的集聚，采用覆蓋保溫膜、草袋等減少水分的蒸發和表面溫度的增長；如果是在冬天建造的，為防止混凝土表面溫度過快下降，可采用蒸汽養護的方式。

裂縫的處理主要就是對裂縫進行修復，恢復混凝土結構強度。對于比較小的裂縫，可以采用灌漿和涂防水涂料，對于寬度及深度較大的裂縫，需在清除破壞層后，用混凝土進行重新澆筑或者利用高性能防水材料（如環氧樹脂）進行填補。

3.2 橋梁“單板受力”維修加固

“單板受力”主要表現為鉸縫混凝土剪切破壞，混凝土松散脫落，致使橋面鋪裝層產生不規則的縱向裂縫，甚至是形成破損碎裂帶，在兩側空心板之間形成高差，甚至引起板底的開裂變形。維修方法為先鑿除混凝土鋪裝及鉸縫混凝土，必要時更換梁板，在邊梁位置植入螺紋筋加強橫向聯系，在梁頂鋪設雙層鋼筋網來預防反射裂縫，用補償收縮鋼纖維細石混凝土填筑鉸縫后，鋪筑防水層及橋面鋪裝。

3.3 施加預應力加固方法

施加預應力加固方法是通過改變橋梁的受力模式，以恢復橋梁的強度、剛度和穩定性。這種方法使用效率高，應用廣泛，有極好的極限狀態承載能力，由于鋼筋內置，這種方法降低了體外預應力出現鋼筋銹蝕病害的發生可能。這種技術一般應用在受壓和受彎構件的維修加固中，通過施加初始應力，能有效地抵消原結構的自重應力，通過橋梁結構的應力卸載，進而提高了構件的承載能力。其中受壓構件主要采用撐桿加固，利用與橋梁連接的撐桿進行應力的分擔，減小橋梁荷載；受彎構件主要采用的是拉桿加固，施工時要根據荷載情況進行受彎截面的調整。

3.4 粘貼鋼板加固

粘貼鋼板加固是一種簡易的加固方法，在道路橋梁出現局部破損時，把鋼板粘貼在破損位置可以迅速形成強度，恢復交通。這種方法操作簡單，不需要動用較多的人力物力，能盡早地恢復通車，但是由于沒有改善道路橋梁的結構強度，一般用于低等級道路橋梁工程及應急工程中[3]。

4 結束語

隨著我國經濟的快速發展，公路交通運輸業也在不斷發展之中，截止2019年末，全國公路總里程已達到501.25萬千米，運載規模和數量都在逐年增長，公路橋梁的施工建設、運維加固技術必須不斷改進，要通過實踐檢驗，驗證新技術、新材料、新方法的適用范圍及控制措施，培養一批公路橋梁建設的優秀人才，不斷提高我國公路橋梁技術水平。