廣東省常規橋梁病害分析及維修加固方案

許國龍 黃樂康

（1.新疆維吾爾自治區交通規劃勘察設計研究院，新疆 烏魯木齊 830000；2.中交第二航務工程勘察設計院有限公司，湖北 武漢 430000）

一、概述

進入21世紀以來，我國橋梁建設規模出現了指數型增長，每年開工建設的橋梁約1萬余座，如此驚人的建設速度離不開我國在橋梁建設技術、材料性能、裝備水平等方面投入的精力，但在橋梁養護加固方面，我國與歐美等橋梁強國仍有較大差距。如今，車輛逐漸大型化、重型化，公路交通流量日益增長，超限超載問題日益突出，致使現役大部分橋梁出現了不同程度的病害，嚴重威脅了人民群眾和國家的財產安全，制約了地區經濟發展。

因此，本文對廣東省某高速公路橋梁的病害類型、病害成因、維修加固方案進行了研究，可為同類型工程提供參考與借鑒。

二、工程概況

廣東省某高速公路由珠海段、新會段、臺山段及陽江段組成，2002年4月28日，一期正式通車，2005年底，二期珠海段通車實現全線貫通。其中，臺山段（K50+585～K137+392）起點位于金星農場，終點位于臺山市北斗鎮，全長86.807公里，全線共有橋梁173座，其中特大橋1座、大橋5座、中橋49座、小橋118座。經檢查后發現，該路段所有橋梁結構均存在不同程度的裂縫、橫向連接損傷與裂縫、橋面鋪裝破損、混凝土局部剝落與漏筋、支座脫空等病害。

三、橋梁病害類型及成因分析

（一）空心板病害及成因分析

常見的空心板病害包括：混凝土局部剝落、漏筋，橋面鋪裝破損，鉸縫損傷，支座脫空等。

形成原因如下：支座脫空造成其他支座反力增大，超過支座承載能力，從而導致支座損壞；支座脫空增加板梁橫向彎矩，引起板底縱裂；支座脫空加劇鉸縫損壞程度，進而形成單板受力，最終損傷板梁。

本文選取了實驗路段某一簡支通道橋進行分析計算，該通道橋主梁采用長10m、高50cm的空心板，底板多處存在縱向裂縫，支座未脫空，計算時考慮了恒載、梯度溫度、汽車荷載等不利工況，該橋的持久狀況承載能力極限狀態彎矩包絡圖如圖1所示：

圖1.持久狀況承載能力極限狀態彎矩包絡圖

由上圖可知，空心板的承載能力滿足設計要求。由此可見，空心板產生縱向裂縫并非都是承載力不足導致，多數與施工質量有關,由于空心板梁底的鋼筋較密，粗骨料不易進入空腔最低處，也不易振搗，由此導致空心板空腔最低處易產生縱向裂縫。

（二）T梁病害及成因分析

常見的T梁病害包括：腹板裂縫，濕接縫裂縫，橫隔板裂縫，混凝土局部剝落、漏筋等。

形成原因如下：T梁腹板裂縫一般分為結構性裂縫和非結構性裂縫，結構性裂縫一般與外荷載關系密切，當外荷載引起腹板底部拉應力超過混凝土極限拉應力值時，裂縫將從梁底向上延伸，出現豎向或傾斜的裂縫。此外，也有部分T梁由于腹板橫向剛度不足，引起側彎效應裂縫，這是一種結構性裂縫，應該引起重視，這類裂縫主要呈棗核形，兩端細、中間寬，裂縫僅出現于腹板，腹板出現明顯的側彎現象；非結構性裂縫一般是由于混凝土收縮或施工工藝所造成的，裂縫僅存在于腹板位置，多為不規則形狀；濕接縫若出現較長的不規則縱向裂縫，多半為結構性裂縫，這種裂縫是在荷載的反復作用下產生的，若不及時處理，則會在橋面鋪裝對應位置處形成貫通的裂縫；橫隔板裂縫主要存在于主梁間距偏大、腹板偏薄的T梁中，多為豎向或傾斜裂縫，主要是主梁整體剛度不足，橫向聯系薄弱所致；混凝土局部剝落、漏筋主要表現為剝落、掉塊、缺陷、凹陷、鋼筋銹蝕外露等，此類病害一般是因為施工不當造成，如保護層過薄，在荷載的反復作用下，混凝土開裂，空氣中的水汽滲入裂縫，與鋼筋發生化學反應，導致鋼筋出現銹蝕現象，此時鋼筋體積膨脹，大面積保護層被脹裂。

（三）箱梁病害及成因分析

常見的小箱梁病害包括：腹板斜裂縫、梗腋處縱向裂縫、濕接縫縱向裂縫、底板縱向裂縫等。

形成原因如下：腹板斜裂縫是由腹板厚度偏小，箍筋配筋率偏低，小箱梁抗剪承載力儲備不足所致；梗腋處縱向裂縫與施工質量、荷載反復作用有密切的關系；濕接縫縱向裂縫是在荷載的反復作用下產生，隨著交通流量的增加，此類裂縫在小箱梁中日益增多；梁底裂縫主要表現為梁底面出現縱向裂縫、腹板和底板相交處出現縱向裂縫，這類裂縫為非結構性病害，多數與施工質量有關。

四、橋涵結構維修加固方案

維修是保持橋梁正常使用而采取的處治措施，針對的是非結構性病害，加固是橋梁結構因局部損壞或其他原因導致承載力不足時，進行的補強措施。若梁體損傷已經影響了結構承載能力，則需要對其進行加固，如底板出現橫向裂縫、小箱梁腹板出現超過限值的結構性裂縫，常采用增大截面法、粘貼鋼板法、體外預應力法等加固方式。

空心板鉸縫損壞應按以下兩個原則進行處治：一是若僅鉸縫脫落滲水，可在鉸縫滲水位置灌注Ⅰ級環氧類聚合物改性水泥砂漿；二是若空心板鉸縫已失效，或存在單板受力現象，橋面鋪裝存在反射縱向裂縫時，則須重做鉸縫。

對于濕接縫、橫隔板、梗腋處等非結構性裂縫，如果裂縫寬度δ＜0.15mm且為裂縫深度較淺的細小裂縫，可采用表面封閉法處治；如果裂縫寬度δ≥0.15mm，可采用壓力注漿法封閉處治。

混凝土局部剝落、漏筋應按以下兩個原則進行處治：一是發現表觀質量破損時，應及時鑿除破損部位松散混凝土，并采用Ⅰ級環氧類聚合物改性水泥砂漿處治混凝土疏松和較淺區的病害；對孔洞及深度超過3cm的疏松區，采用Ⅰ級環氧類聚合物細石子混凝土進行修補。二是出現鋼筋外露時，應及時鑿除露筋部位的剝落、疏松、腐蝕等劣質混凝土，對外露鋼筋進行除銹處理，并涂抹阻銹劑。對于單根主筋銹蝕至截面減少20%以上的，必須將其完全鑿出，進行除銹、阻銹處理后，再補焊同等直徑鋼筋，并用Ⅰ級環氧類聚合物改性細石子混凝土進行修補。

支座脫空時，可采用塞填鋼板的方法進行處治，根據現場實測脫空高度、厚度，將耐候鋼（Q355NHC）加工成楔形鋼板，確保鋼板高度高于脫空高度0.4mm，且打入后鋼板外露寬度不小于5cm；此外，應適當打磨鋼板楔入端邊緣，使其邊緣略小于正常厚度，以便鋼板楔入支座與梁（板）間隙。

五、結語

在養護加固橋梁設計時，要明確維修與加固的概念，除了收集相應資料，如竣工圖、歷年維修或加固施工圖、檢測報告外，還應該進行現場勘探，詳細分析橋梁病害原因，再給出具體可行的施工設計圖，具體問題具體分析。本文介紹了廣東地區橋梁的一些常見病害，也給出了相應的處治方案，為我國橋梁建設及養護工作提出了可行性的建議，可為同類型工程提供參考與借鑒。