淺談橋梁工程的常見病害及施工處理技術

摘要：作為重要的市政工程，橋梁在整個城市交通發展中起到關鍵作用。修復后的市政橋梁，可適應不斷增加的交通需要，又可排除其安全隱患，還可美化市容。對市政道路進行養護，尤其是處理好病害問題，不僅可以獲得較好的社會效益，而且可以改善道路交通狀況，優化交通條件。基于此，文章針對橋梁工程的常見病害及施工處理技術展開分析。

關鍵詞：橋梁工程；橋梁病害；病害處理；施工技術

道橋結構病害是指道橋結構由初始微小變形逐步演變為結構損傷，進而影響結構的承載能力，并對其性能產生影響。如功能型病害是公路橋梁在長期遭受各種外部自然力、人為力的腐蝕與損傷后，不可避免地會對其使用功能造成一定程度的損害，產生油體上泛、裂縫、坑槽等各種功能缺陷，嚴重地降低了公路的品質［1］。

一、橋梁工程的病害概述

橋梁是我國道路運輸的生命線和咽喉工程，也是百年大計。我國目前擁有全球最多的橋梁，90%以上為水泥結構，每隔30年就要進行一次大修或改建。近幾年來，絕大部分的問題是未進行早期檢測和處理，雖然這與我國的養護維修技術存在一定的關系，但更重要的原因在于人們對病害的認知和對病害的危害了解不夠。

由于環境影響、交通量大、超載、結構自身缺陷以及維修保養不當或不能及時維修等原因，導致了橋梁結構的損壞。比如，過載時產生的裂縫就是最直接的反映，尤其是在受力最不利部位產生的裂縫，更應該予以關注。過載開裂會引起鋼筋銹蝕，銹蝕生成的體積膨脹，會沿著鋼筋的方向產生裂縫，嚴重時會造成混凝土保護層的整體剝落，從而降低構件的耐久性。另外，普通的橋梁病害還表現為構件表面的蜂窩、孔洞和破損、鋼材腐蝕、支座脫落和破壞等。

二、橋梁工程的常見病害及施工處理技術

（一）橋梁結構中常見裂縫及處置方式

1.混凝土自身應力形成的裂縫

（1）收縮裂縫：砼的干燥進程是從表層逐漸向深層發展，表現為水分遷移。

在混凝土的干燥過程中，出現表面收縮大、內部收縮小的非均衡收縮，從而導致表層混凝土受到拉伸，而內部的混凝土受到擠壓，在混凝土所受的拉力超過其抗拉強度時，會出現開裂，如圖1所示。

（2）溫差開裂：當溫度荷載大于砼的承載能力時，就會出現溫差開裂。

比如澆筑完的大體積混凝土，其內部的溫度非常高，如果沒有適當的散熱方法，就會因為外部和內部的溫差過大而產生裂縫；在蒸養和冬季施工時，如果采取的技術措施不正確，則會導致混凝土忽冷忽暖，內部和外部的溫差不均勻，也容易產生開裂；在鋼筋混凝土結構中，構件長度越大，其內部的環境溫度越高，其內部的溫度應力就越大［2］。

2.荷載作用下產生的裂縫

（1）彎裂縫：當彎矩作用于荷載上時，會出現彎折裂縫。無論是受彎構件還是壓彎構件，其彎折裂縫最先產生于彎矩值最大處的混凝土拉壓區。同時，隨著荷載的增大，裂縫的擴展范圍也隨之擴大，裂縫數目也隨之增加。

（2）剪切裂縫：有些情況下，剪切裂縫又稱為斜裂縫。首先產生于剪切力最大處。對于受彎構件和壓彎構件，多出現在靠近支撐的部位，且從底部起，沿距軸心25°～50°的方向發展，兩邊分開。當載荷增加時，裂縫會繼續擴展到受壓區，裂縫數目會越來越多，裂縫區也會從跨度中擴展開來。

（3）斷開裂縫：當加固后的混凝土結構受到拉伸時，在橫斷面上產生的裂縫被稱作斷開裂縫。受拉構件在加載時出現的裂縫都是沿著豎向斷面擴展的，且裂縫之間的間隔具有某種規律；受拉構件在內拉力較小時，混凝土與鋼筋均受拉，拉應力最大不超出混凝土的抗拉強度，即為正常工作條件；當內部荷載增加時，內部拉應力到達最大值，發生開裂，而所有的荷載都由鋼筋來承受，這就是允許出現裂縫的構件的工作狀態。隨著荷載的不斷增加，混凝土中的鋼筋受拉強度逐漸增加，而混凝土中的鋼筋伸長率也越來越高，超出了設計規定的容許范圍，此時已不能滿足使用要求，或者已經瀕臨失效。

（4）扭曲裂縫：在混凝土構件受扭轉與彎曲共同影響下，在混凝土中形成的裂縫就是扭曲裂縫，斷裂傾向為45°。

（5）由局部應力誘發的開裂：由局部應力誘發的開裂，其特點是：橋墩的支撐部位承受很大的局部荷載，使結構產生突發性撞擊荷載；在荷載作用下，梁端錨固端部在荷載作用下產生了很大的局部應力，產生了開裂。

從實踐來看，要不要對裂縫進行修復，要綜合多種因素來判斷和考量：

（1）當混凝土開裂超出設計規定標準時，為保證混凝土的耐久性和強度，必須對其進行修復。

（2）如果裂縫很小（寬度低于0.15mm），數量很少，沒有持續發展，對梁的剛性等沒有顯著影響，以及在鋼筋未被腐蝕的條件下，可以暫時不用修復。

（3）如果裂縫的寬度有增大趨勢，并且超出了相關標準規定，則需要進行修補處理。

（4）對于裂縫數目增加而不增大的情況，需要進行修復。

一般來說，對于各種結構裂縫，要根據裂縫的具體狀況，首先要依據裂縫的成因來進行加固，從源頭上遏制裂縫的發展，隨后，按照裂縫的嚴重程度，采用有效的修補方法，以修復結構的整體性，保持結構的強度、剛度、耐久性、抗滲性和外觀的完整性為目標。

現在普遍采用的方法是：

（1）表層閉合修復法：采用補漿、鑿槽嵌補、噴漿、填縫等措施對結構表層進行封堵［3］。

（2）高壓注漿修復方法：通過水泥注漿或化學注漿，在結構的縫隙處填充注漿。

（3）表面粘貼玻璃布或鋼板等材料，不僅可以有效地密封裂縫，而且可以改善構件的強度、剛性。

（二）混凝土結構常見缺陷及處理方法

混凝土結構的常見缺陷主要包括：

（1）結構自身固有的質量問題，例如，混凝土內部出現孔洞、蜂窩等；

（2）鋼筋，鋼絞線和錨固件的腐蝕；

（3）由于表層風化和鋼筋銹蝕，導致了鋼筋的剝離；

（4）構造接頭處出現諸如開裂或斷裂的損壞；

（5）在多個因素的作用下，該結構出現了裂縫；

（6）因車輛撞擊或刮擦而造成結構傾斜、缺邊、混凝土脫落等損壞。

對病害的修復處理，應從以下方面進行：

（1）清理工件表面的污物，要用水沖洗，避免使用具有強腐蝕性的化學物。

（2）對混凝土空洞、破損、剝落或表面風化進行修補，必須將疏松部位清理干凈，然后用高強度混凝土、高分子混凝土、改性環氧混凝土、高分子砂漿或改性環氧砂漿來修補。新澆筑的砼或灰漿應澆注或涂刷，并填塞密實，與原有結構黏結牢固，表面平整。

（3）梁出現漏漿或保護層脫落，須將保護層削掉，去除銹蝕，再進行保護層修補。如果損傷較小，可以使用環氧樹脂砂漿進行修復，如果損傷太大，可以噴涂高強度級別的水泥砂漿進行修復。

（4）在空氣、雨水、河水中含有腐蝕混凝土和鋼筋化學物質的情況下，應當采取保護措施［4］。

（5）對損壞程度較大的部件，應立即進行補強或替換。

需要說明的事項：

（1）在日均溫度小于5℃的情況下進行養護時，養護后的砼部件要進行保溫處理，以確保修復物的硬化。

（2）修補所使用的混凝土、灰漿等，其強度及其他品質要求均不小于原料。修復用的混凝土和砂漿強度等級要高于原來的強度等級。

（3）受拉區的修復采用環氧樹脂，受壓區的修復采用膨脹水泥；對采用水泥砼或灰漿進行修復的部件，要強化養護措施，如有可能，可采用蒸汽養護或密閉養護。

（三）支座常見病害及處理方法

常見支座的主要病害：

（1）板式橡膠支座：主要的病害有支座自身老化開裂、鋼板暴露、鋼板銹蝕、不均勻鼓起和脫落，支座局部脫空，支座剪切變形，甚至超限，支座位置串動，支座墊塊有缺陷，如圖2所示，為某橋梁支座典型病害。

（2）盆式支座：常見的病害有板開裂變形，鋼結構脫落，鋼構件銹蝕，聚乙烯板磨損，支座位移超限，支座轉角超限，螺栓變形或斷裂，錨固螺栓被切斷或拔出，支座墊板有缺損。

（3）鑄鋼支座：常見的病害有鋼材開裂變形等損壞，錨固件和定位件損壞等，活動支座不活動，轉角超限，支座墊板有缺陷等。

支座的病害處理：

（1）替換支座：如果超載支座發生失效，使其不能正常工作，或者存在下列缺點，要對造成這種情況的成因及造成的后果進行全面分析，并進行替換：支座上的固定螺栓被切斷，滾動表面不平坦，軸承出現裂縫或缺口，滾輪軸尺寸不當，混凝土擺桿嚴重開裂、傾斜，需要進行替換；當底座板發生彎曲，變形或斷裂時，應及時替換；當板式橡膠支座受壓變形較大或剪切變形太大，中間鋼板外露，橡膠開裂，老化變質時，要立即更換；小跨度（板橋式）橋面油氈墊面破損、脫落、老化，需予以替換；由于盆形支座已破損，影響其日常工作，需予以替換；滑板支座表面磨耗較大，并引起其他零件的損壞，需予以替換；由于固定支座螺栓數量過多，導致其他部件發生了損壞，需要進行更換；鋼支架的主要受力部位發生脫焊，鋼構件因磨損而產生凹陷，或者有較大的裂縫，牙板斷裂，支座卡死等情況，必須予以替換；其他可能會對橋梁使用和結構受力、安全性產生不利影響的病害，需要進行更換。

（2）支座的維修：當板型橡膠支座出現部分空隙時，可用楔形鋼板進行修補；輥軸支座的實際縱向位移，要符合理論上的標準變形量；如果梁的變形超過允許的范圍，或者存在側向變形，則需要進行校正。若輥軸有不容許的爬行、歪斜，則需修正其定位。

（四）橋面鋪裝常見病害及處置措施

（1）當超載混凝土面板出現泛油、鼓泡、開裂、波浪形、坑槽車轍等損壞時，要立即進行處理。如果損傷范圍不大，可以進行局部修復；當破損范圍很大時，可以將整個橋面鋪裝拆除，進行新的橋面鋪裝。

（2）對于由于潮濕環境導致的鋪裝層脫8IpFIcYn4MhQkShum8aeM+A2jEVTH7EMnMO1Xm3eGjo=落和鼓包現象，在進行表面修復前，必須對其進行有效的排水處理。

（3）對于已過負荷的舊路，建議采用銑刨修補，不宜在原有的橋面板上再鋪設瀝青砼構造物來加固。在此基礎上，加鋪厚度應根據瀝青面層設計需要和橋梁結構承載能力計算結論共同確定。

（4）在進行瀝青砼路面或面層維修的過程中，不能將伸縮縫遮蓋住。

（5）按照《公路瀝青超載養護技術規范》中的有關標準，對瀝青砼橋面板進行養護、病害處理及維修。

水泥混凝土橋面鋪裝層的常見病害及維修措施：

（1）對于出現裂縫、拱鼓、錯臺、脫落、骨料外露等問題，要進行相應的治理。破損嚴重時，需將原有路面整體或整個橋面鑿掉，重新鋪設新路面。

（2）路面出現大面積剝落、麻面現象時，可以在橋面上增設瀝青砼構造層，或者在橋面受力許可時，采用瀝青混凝土結構層。

（3）對于橋面上超過3mm的裂縫，要查明產生裂縫的成因。在確認沒有結構性損傷且繼續發展的前提下，灌縫施工才能進行。

（4）路面鋪裝的部分破損，如超載或Ⅰ類道路橋梁橋面松散，其橋面坑洞面積不能超過0.2m2，且厚度不能超過20mm；其他路橋不能超過0.3m2，而深度不能超過30mm。如果鋪裝破損超出以上要求，必須修補。

（5）水泥砼面板的修復必須按照以下要求進行：

①對修復區域進行劃分，按順橋向進行切割，且在不干擾完好部位的前提下進行施工。在保證施工質量的前提下，切割的深度要比水泥砼的鋪設厚度要小，而且要保證施工過程中的防水層不受損傷。

②對破損的防水卷材，按制度規定予以修復。

③新老砼界面黏結較好。

④橋梁的養護可以采取半幅作業半幅通行的方式。

⑤當對受損結構進行清拆時，必須先將清障切斷，方可繼續進行清拆工作。清理工作要徹底，不能留下任何隱患。其他完整部件要盡量不要受到干擾。

⑥在清除鋼筋網結構的防水混凝土層作業時，必須保證原有的加固結構不受破壞。

⑦在進行新的砼澆注之前，工作表面（含周邊）必須清洗干凈，粗糙面的不平度不得少于6mm。

結語

綜上所述，近年來，我國城鎮道路交通快速發展，機動車超載現象日益突出，而我國橋梁又因年久失修，出現了大量的病害，給正常交通運行造成極大的安全風險。作為重要的交通樞紐，許多市政大橋位于繁華地段，是重要的交通樞紐，其維護是保證城市道路交通的穩定和安全的重要手段。因此本文對橋梁工程的常見病害及施工處理技術進行了分析。

參考文獻：

［1］張莉.橋梁工程的常見病害與施工處理技術［J］.散裝水泥，2023（05）：143145.

［2］李昂.道路橋梁工程的常見病害及施工處理技術研究［J］.運輸經理世界，2023（21）：142144.

［3］高琦.橋梁工程的常見病害及施工處理技術研究［J］.工程建設與設計，2023（13）：210212.

［4］呂會杰.公路橋梁工程的常見病害及施工處理技術分析［J］.工程建設與設計，2023（11）：177179.

作者簡介：郭樂樂（1989—），男，漢族，河南洛陽人，本科，工程師，研究方向：市政橋梁。