橋梁工程的常見病害與施工處理技術

張煥雷

（廊坊市交通公路工程有限公司二公司，河北廊坊 065000）

0 引言

為了保障行人的安全，提升交通的便利性，不僅要強化橋梁建設中的頂層設計，還要注重運營階段的維護工作，探析橋梁工程的常見病害，深挖其成因，才能對癥下藥，進行相應的防治，繼而不斷提升我國交通運輸基本公共服務水平。

1 橋梁工程病害防治的意義

1.1 提升結構穩定性

如今，在橋梁建設過程中會大量使用鋼材鐵料，路面鋪設則使用瀝青、煤渣、混凝土等，在長期使用中，這些都會遭受雨水的侵蝕，或是重型貨車的反復碾壓，特別是車流量比較大的地段，常見病害更是突出，如若路政單位不夠重視，長久不處理，就會造成巨大的安全隱患。俗話說“千里之堤毀于蟻穴”，這些橋梁病害一點一點的侵蝕其質量，當影響到橋梁的穩定結構時，必將引發事故。因此，路政單位必須對橋梁進行定期的巡檢，及時發現病害，并采取科學的手段進行修復處理，才能提升橋梁結構的穩定性，防止重大事故發生。

1.2 滿足車輛通行需求

橋梁在長久承載高負荷交通運輸重任之后，就會出現路面裂紋、坑洼、變形等病害，如若相關單位不進行及時的修補，其路面破損將會越來越嚴重，這不僅會影響橋梁的外觀形象，也會給駕駛人員帶來較差的行駛感受。因此，對于橋梁的路面整修是至關重要，特別是立交橋、高架橋，都能起到舒緩交通擁堵的作用，而且其限定的行駛速度比城市其他道路要高一些，俗稱“城市小高速”，橋梁路面的及時修補，必然會提升駕駛人的滿意度，從而滿足交通運輸的需求[1]。

1.3 保障道路運輸安全

為了加快城市的交通運輸，每個城市都會建立高架橋，以提升車輛在城市中的行駛速度。但是，伴隨而來的危險性也將被放大，一個橋面小坑也可能會讓高速行駛的小汽車失去平衡而造成事故。這也對橋梁施工提出了更嚴格的要求，提升橋梁的質量，保障道路運輸的安全性[2]。在橋梁施工中，施工人員要有一定的預見性，提升施工技藝，防治橋梁病害，從源頭上將其扼殺，延長橋梁的使用年限，在后期維護中，更是要注重病害的防治，保障來往車輛安全。

1.4 為地方經濟發展提供契機

橋梁工程不僅促進了當地交通運輸的暢通，更是有利于兩地之間的經濟交流，如港珠澳大橋將珠海、香港、澳門緊密地聯系起來，促進三地的經濟共同繁榮；武漢的河流湖泊眾多，將武漢三鎮割裂了，不利于地區經濟的交流發展，而長江大橋正好解決了這個難題，將其連成一片，促進了當地經濟的發展。如若橋梁經常出現病害，必然會影響城市的交通發展，阻礙其經濟發展。而現如今，大多數企業投資商都會關注當地交通運輸的便利性，故而橋梁工程的建設能夠為地區經濟發展提供契機。

2 橋梁工程常見病害

2.1 混凝土裂縫

混凝土裂縫在橋梁病害中最為常見，它的危害要根據實際情況而定，若是在橋梁的受力點出現裂縫，則會直接影響橋梁的整體結構，而普通的橋面裂縫，則會影響到駕駛員的正常行駛。如今，混凝土在建筑行業有著廣泛的應用，其結構性質會因使用環境的不同而出現差別。在住房類建筑中，混凝土的壽命可以70～100年，在使用的前十年基本上不會出現龜裂的情況。而在橋梁建筑中，由于外部因素的原因，如雨水侵蝕、高溫作用、承載力作用、車輛的碾壓、周圍地質的變化、江水的沖擊等，都會縮減混凝土的使用壽命，或是改變其性質，易出現裂縫。根據裂縫方向可分為縱向裂縫和橫向裂縫，裂縫越深、越寬，其對橋梁整體結構的穩定性的影響也就越大，同時也會威脅到行人的安全。對于普通的裂縫，只需要及時加固即可，而對于影響整體結構性能的裂縫，則極有可能需要重新進行施工建造[3]。根據其成因又可以分為結構性因素和非結構性因素，前者主要是由于彎矩和剪力所致形成，而彎矩和剪力則是由施工過程中橋梁受力不平衡所導致的，后者則是由施工手法和混凝土配比所導致的，然后因外部因素加速了橋梁裂縫，如環境溫度、雨水等，但是非結構性裂縫對橋梁的質量影響較小，主要影響車輛的正常駕駛。

2.2 變形病害

在橋梁使用年限的最后階段，其各方面的性能必然會明顯下降。橋梁路面在輪載壓力的作用下就會出現變形，一般會表現為車轍、擁包、沉陷等，其中沉陷則是大凹陷變形，同時兩側可能會隆起。當橋梁的水文條件不達標時，長期遭受車輪碾壓就會出現大豎直變形，從而形成路面沉陷。車轍的形成主要是由于瀝青混合料級配設計不合理，致使面層壓實質量差，在大型載重車輛行駛過程中就會在輪跡帶處的面層產生剪切位移和固定變形，在當溫度過高時，橋梁超負荷使用，也會造成變形的積累，最后形成車轍[4]。擁包其實是橋路面受到擠壓而形成的隆起現象，當瀝青橋面的負荷過大時，其結構層抗剪和抗拉強度已經不足以應對剪應力和壓應力，從而隆起形成擁包，另外，未能完全消解的半剛性基層石灰遇水發生作用也會隆起形成擁包。

2.3 剝蝕病害

在橋梁工程常見的病害中，剝蝕病害危害極大，它是指橋梁工程的表面結構上出現疏松起皮的大面積脫落的現象，這不僅會影響橋梁的美觀，還會加快內部結構的腐蝕速度，一旦橋梁表面的抗氧化層脫落，就會受到雨水的侵蝕，橋梁的橫截面積慢慢變小，縱向應力不斷增大，當其危害擴大到一定程度后，就會在其承重力的作用下，發生變形，直接影響橋梁的整體結構性質。一旦橋梁遭到剝蝕而沒有及時的發現和處理，在風化的作用下，其墻體結構將會逐漸變形，日益嚴重。

2.4 鉸縫病害

鉸縫病害一般是由于預制板梁之間的鉸縫松動而產生，也是橋梁常見的病害之一。當鉸縫松動時，橋面就會產生橫向裂縫，松動越厲害，其裂縫也就越深，甚至會造成橋面斷裂。鉸縫病害成因可分為外部環境因素和人為因素，前者主要是由于巨大的壓力負荷連續沖擊而造成鉸縫松動出現裂縫，同時受到雨雪影響，積水會由裂縫滲入橋梁內部，造成鉸縫堿化，從而加深鉸縫松動，形成惡性循環，最終造成橋梁坍塌[5]。而人為因素則是橋梁設計師工作經驗欠佳，鉸縫斷面大小的精準性不夠，在施工時鉸縫就會難以結合，在后期的運營過程中，鉸縫病害就會頻頻出現。此外，在橋梁施工過程中，混凝土的密實度也會造成鉸縫病害，當其密度達不到標準時，鉸縫強度會有所欠缺，導致鉸縫病害的出現。

2.5 橋頭破損

橋頭破損也是橋梁工程常見的病害之一，它能影響橋梁的結構穩定，一般情況下，橋頭破損都會導致橋梁梁端出現變形，從而影響橋梁的應力結構，降低橋梁的安全性、穩定性。如若橋頭破損非常厲害，就會造成車輛無法正常通行，導致交通擁堵，甚至會造成橋梁事故。在施工過程中，所使用的的材料沒有達到橋梁設計標準，就可能會影響橋梁結構的穩定性，降低橋頭的抗沖擊力和承載力，當橋梁遭受江水的沖擊，或是超負荷承載時，極有可能會斷裂，造成事故。

3 橋梁工程常見病害的施工處理技術

3.1 裂縫處理技術

在橋梁的設計初期，設計人員就要科學分析橋梁的受力點，讓橋梁受力達到平衡，防止后期出現裂縫。如若在施工過程中，受到橋梁拉力變化或是地基影響致使出現結構性裂縫，則需要進行加固，甚至是混凝土施工返工，以確保橋梁的整體結構穩定安全。對于非結構性裂縫，可利用裂縫修補技術進行修補，一般可分為三類：填充法、灌漿法、表面修補法，此技術在橋梁工程施工中的應用越來越廣泛。裂縫填充法主要是針對裂縫面積較小的病害進行修復，在裂縫修補過程中，向其填充樹脂膠結物或是水泥漿，并順著裂縫方向延伸固定，防止裂縫持續擴大，最后將橡膠等高防水性的材料放入槽內完成修復。裂縫灌漿法主要針對裂縫比較深的病害，即將環氧樹脂、水泥漿等材料灌入裂縫，發揮黏結裂縫的作用，在完成注漿后再進行加固護理即可。表面修補法則是針對比較淺顯的混凝土裂縫，此方法處理裂縫比較便捷，只需要將環氧膠泥或水泥漿涂抹裂縫，然后用瀝青覆蓋其上，最后用實用性強的玻璃纖維覆蓋即可。在進行橋梁裂縫修補過程中，施工人員要根據裂縫的實際情況，選擇合理的方法進行修補，從而解決橋梁工程裂縫病害，以確保橋梁的質量安全。

3.2 變形病害的施工處理技術

路面的沉陷一般都會受到路基性質惡化以及車輛負荷影響，特別是橋頭部位由于其高填土模式極易發生沉降，這就需要在橋梁建造時進行預防，在橋頭路面附近利用特制磚材建造，并在其沉降過程中逐漸加厚砂墊層，讓沉降趨于平穩。應對車轍的處理，一般采用銑刨處理，在基層進行水穩碎石鋪筑，在此過程中，一定要控制好厚度以及質量，滿足要求后，才能進行面層攤鋪，從而消除車轍的影響。在超齡的橋面上容易出現泛油的情況，甚至達到熱毀狀態，針對這種情況可以采用撒米砂輔以靜壓處理的方式，從而使橋面得到改善，如若泛油面積小，或是還在油包狀態，則可以進行挖補處理，對于小油斑只需撒料即可。

3.3 剝蝕病害處理技術

橋梁工程的剝蝕處理對于其結構的安全穩定性具有重大的意義，因此，既要在橋梁建設過程中采用預防剝蝕病害的技術，也要在橋梁投入使用后進行定期的檢測，及時發現剝蝕病害，并進行針對性的補救，確保橋梁在使用過程中的安全性。在橋梁病害的發生一般都是由橋梁材料質量引起的，后期維護人員也不注重剝蝕的處理，從而加快了橋梁剝蝕的速度。

第一，在橋梁施工工程中，橋梁建設單位一定要嚴格控制建設材料的質量，從源頭上對剝蝕病害進行控制，從而減少橋梁在長期使用過程中剝蝕病害頻發的問題。

第二，路政管理部門要注重對橋梁的維護工作，對橋梁進行定期檢測，先對已遭受剝蝕的區域進行標記，然后讓施工人員對其進行清理，最后利用混凝土進行填充修補，從而延長橋梁的使用年限。對于鋼筋結構的剝蝕，則需做好鑿毛處理，最后進行環氧砂漿的封閉處理，從而保障橋梁的結構穩定。

3.4 鉸縫施工處理技術

鉸縫是連接兩塊板梁的基礎，一般在工程中，都是對兩塊預制板梁進行澆筑混凝土，鉸縫病害都是在橋梁設計施工過程中埋下了隱患，致使在使用階段鉸縫病害頻頻發生。因此，在橋梁建設過程中，就要對鉸縫病害進行防治，首先要審查鉸縫斷面尺寸設計是否科學，在進行BIM 模擬后，符合橋梁設計要求，才能進行后續的施工。其次，在施工過程中，要確保橋梁的質量，在鉸縫強度檢測合格，方能進行驗收。最后，由于鉸縫病害的出現也是由于灌縫質量問題所導致，錨噴施工技術可以強化鉸縫灌縫質量，對其起到針對性的防治，但是該項技術成本較高，在工程中具有一定的限制，施工方可根據當地的實際情況，或是科學分析鉸縫發生的概率高低，決定是否采用該技術。

3.5 橋頭破損處理技術

橋梁端頭是指橋梁工程中橋梁與道路連接處，當其出現破損時，橋梁就會逐漸變形，影響其結構穩定性。在橋梁建設過程中，由于橋頭破損造成的危害并不大，以至于建設方并不重視橋頭的建設，其施工技術也并不高明，雖然基本施工質量可以得到保障，但是使用階段的橋頭破損無法預防。在橋梁端頭破損修復時，需要根據橋梁承壓與實際地理環境挑選修復材料，以確保其修復質量，當其破損嚴重時，則需在板梁上方重新進行施工，并對橋面鋪設材料性能進行優化，保障端頭使用質量，然后對端頭施工位置進行外觀打磨，保障端頭與橋梁主體的外觀平整性。

4 結語

在現代城市發展中，橋梁不僅承載著城市交通的重擔，更促進了各個地區的經濟發展，將小區域連成大區域，大區域融成小圈子，實現互幫互助共同發展的友好氛圍。但是，橋梁的常見病害不僅影響行車舒適性和安全性，甚至會阻礙地區經濟的友好交流。因此，橋梁病害的防治處理應該引起重視，技術人員應該積極研討針對性的施工處理技術，進一步提升橋梁的穩定性與耐久性。