结合工程实例探讨桥梁病害及维修

结合工程实例探讨桥梁病害及维修

摘要：公路桥梁是重要的交通设施之一，桥梁病害是公路桥梁中的一种常见问题。随着时间的增加，会产生不同的病害。如果对桥梁的病害不能及时有效的预防，不仅会影响整个道路的使用寿命，也会给人们的出行带来很大的安全隐患。本文结合205国道山东某段改造二期工程探讨桥梁的病害及解决办法。

关键词：桥梁维修；病害分析；混凝土裂缝；

Abstract: Highway Bridge is the important traffic facilities of highway bridge, bridge disease is a common problem in. If the bridge disease can timely and effective prevention, not only affects the service life of the road, will people travel to bring great hidden trouble of safety. This paper combined with 205 national highway Shandong section reconstruction project phase two study of bridge disease and solutions.

Key words: bridge repair; defect analysis; concrete crack

一、工程概况

1工程名称：山东某国道某段改造二期工程。

2工程地点：位于山东某市国道线。

3工程特点

（1）工期短、跨春节、任务重

本工程施工工期为300个日历天，施工期间跨春节假期。本工程包括高架桥、地面道路、排水、照明及交通工程的施工，高架桥上部结构又包括现浇砼预应力箱梁结构和预制预应力箱梁结构，跨线桥结构总长约352.12米，二端上桥挡土墙段单边长268m，基础进行CFG桩软基处理。桩基及CFG桩需按设计要求间隔施工，且需要养护间隔期，尤其是CFG桩需隔行隔桩跳打，养护期28天。

（2）施工环境复杂，安全文明施工要求高

本工程位于国道G205线与某路交叉口，国道二边商店林立，过往车流量大，交通拥挤，地下有部分管线。

（3）预应力结构数量多

本项目盖梁、现浇箱梁及预制箱梁均设计有预应力，在施工中需严格按相关标准及程序进行质量控制，确保施工质量。

（4）预应力钢筋

采用抗拉强度标准值fpk =1860MPa，公称直径d=15.2mm 的低松弛高强度钢绞线，其力学性能指标应符合《预应力混凝土用钢绞线》（GB/T5224 -2003）的规定，弹性模量Ep=1.95x10 pk = 5Mpa，单根φs15.2 钢绞线面积A=139.0mm有4～25束，共9种类型。

二、病害分析

根据桥梁病害特征、病害部位及技术评定情况，该路段桥梁病害可分为三种类型．混凝土裂缝类、构件老化类和本体缺陷类。

1、混凝土裂缝类病害

混凝土裂缝产生的原因主要为混凝土自身应力形成的裂缝，如收缩裂缝和温度裂缝：荷载作用下产生的裂缝，如弯曲裂缝、剪切裂缝、断开裂缝、扭曲裂缝和局部应力引起的裂缝。

混凝土裂缝类病害可表现为混凝土裂缝、钢筋锈蚀及钢筋锈胀后造成的混凝土剥落。钢筋锈蚀及锈胀导致的混凝土剥落均为混凝土严生裂缝后，在水气侵蚀的作用下进一步产生的病害。

钢筋混凝土桥梁构件在使用状态下出现裂缝属于正常现象。但需要对裂缝的具体产生原因进行分析．对桥梁结构的完整性，变形、节点构造的牢固程度等有直接影响或严重影响的裂缝，必须采用相应的措施进行维修，以限制其进一步发展：因结构承载力不足而产生的裂缝，需要对结构进行补强：对桥梁不致产生安全方面不利影响的裂缝，可暂不处理，但需要长期观察记录该裂缝发展情况并加以分析，以采取相应措施。

2、构件老化类病害

构件老化类病害主要指：桥梁结构中需要经常性养护的易损构件消耗型病害，如伸缩缝损坏、支座损坏、钢护栏锈蚀、交通标志标线缺损等病害。

伸缩缝作为桥面接缝构造，处于两侧刚性结构之间，在车梁冲击荷载作用下，易造成橡胶条脱落，伸缩缝钢板变形、折断，伸缩缝混凝土碎裂；在日常使用过程中，伸缩缝凹槽易积累砂石，造成伸缩缝损坏失效；伸缩缝橡胶条因其自身材料的特点，易老化、脱落。

支座在桥梁结构中起到承上启下的作用，是桥梁结构中的重要构件。支座的损坏通常有以下几种情况：橡胶支座因自身材料特性，不断老化逐渐失去承载力，使用时间越长老化速度越快；在超出其承载力的荷载作用下橡胶支座发生鼓包、变形；上部构造因温度变化而伸缩或汽车制动力带动支座发生剪切变形，当超出支座变形范围时，将支座剪切破坏；橡胶支座因桥梁结构原因出现脱空或不均匀受压变形。

3、本体缺陷类

本体缺陷类病害主要指：桥梁修建过程中因建设年代施工工艺水平、项目分期实施建设、地质情况复杂等各种因素综合造成的桥梁自体结构缺陷，易使桥梁出现如基础不均匀沉降导致的损坏．因施工质量不高导致的混凝土剥落、因新旧桥接缝导致的混凝土剥落等病害。

三、维修方案

1、混凝土裂缝类病害

维修混凝土裂缝类病害，在桥梁构件承载力满足要求的条件下，仅需要考虑增加混凝土构件耐久性的需求，即对裂缝进行封闭处理，目的在于防止水气进入裂缝而造成钢筋锈蚀。针对本项目桥梁病害的发展程度和特性，选用以下几种混凝土裂缝维修方法。

1)表面涂抹封闭法

本方法适用于桥梁构件裂缝宽度较小，但是表面裂缝密集的部位，如：上部构造梁板裂缝、盖梁、台帽裂缝等。

通常是在混凝土表面沿宽度较小的裂缝涂抹树脂保护膜，在裂缝宽度有可能变动时，可采用具有跟踪性的改性环氧树脂或水泥基聚合物等材料。在裂缝多而且密集或者混凝土老化、砂浆离析的结构物上也可大面积喷涂保护膜。

维修方案推荐采用水泥基渗透结晶型防水涂料”赛柏斯”进行涂抹。“塞柏斯”含有特殊的活性物质，能渗透到混凝土内部产生结晶后与混凝土结构结合成一个整体，渗透深度通常达到20cm以上，超过环氧类防水涂料：并和混凝土的膨胀系数一致，不易产生裂缝；当产生新的裂缝时，它又可进一步渗透、结晶，往复循环．封闭裂缝：颜色与混凝土能保持一致，维修后景观效果较好；而且施工方法简便，维修成本较低。因此，对混凝土结构裂缝封闭防水效果良好。

2)化学灌浆法

本方法适用于裂缝宽度超过0.15mm的贯穿性长裂缝，如：上部构造最大弯矩区通长裂缝，最大剪力区斜裂缝、沿受力主筋纵向裂缝：下部构造墩台竖向裂

缝、斜裂缝等。

灌浆材料应具备粘结强度高，可灌性好等基本要求，一般采用改性环氧类粘胶剂。该材料具有粘结力强、稳定性好、收缩小、耐腐蚀及机械强度高的优点。

灌浆采用压力灌浆，可使用单孔或群孔同时灌注，但必须保留一定数量的排气孔。当在长裂缝上同时布有几个灌浆孔时，可按裂缝的深浅由下而上的顺序进行灌浆。当采用灌浆泵施工时，压力一般由小至大逐步升高，达到预定压力后，再保持压力稳定，直至灌浆饱满，再将阻塞器上的进浆阀门关闭，以使裂缝内浆液在受压状态下胶凝固结。待浆液聚合固化后，即可将灌浆嘴拆除，并使用改性环氧胶泥抹平，最后对每一道裂缝表面再刷一层改性环氧树脂水泥浆，确保封闭严实，并使其颜色与混凝土结构尽量保持一致。

3)凿槽嵌补法

本方法适用于维修混凝土裂缝导致的钢筋锈蚀．钢筋锈胀及锈胀后导致的混凝土剥落露筋病害。

凿槽嵌补即沿裂缝、锈蚀钢筋或露筋面开凿深槽，开凿深度≥病害深度以下3cm，剥离已损混凝土，用钢刷清除浮动的混凝土碎片；对钢筋体除锈处理．并采取防锈措施，对钢筋腐蚀程度超过10%的，加焊钢筋：在槽面涂以改性环氧树脂胶液等粘结剂，涂抹改性环氧砂浆嵌补。

4)凿除替换法

针对裂缝较多且破损、露筋严重，或如混凝土桥面铺装裂缝等附属构件裂缝，宜采用凿除替换法，凿除原有破损混凝土，重新布置钢筋，重新浇筑混凝土。

凿除时宜沿着裂缝发展方向，凿除混凝土及其内的钢筋，以保证新浇筑的混凝土构件的完整性，不易再发生碎裂。原混凝土内钢筋需保留接头，重新布置钢筋，并将新钢筋与接头钢筋焊接。新浇筑混凝土宜提高标号，浇筑时应注意混凝土表面需接平接顺。

2、构件老化类病害

对于本项目，主要的老化构件为伸缩缝及部分支座。

1)伸缩缝病害维修：对于无伸缩缝构造，沥青路面搭接桥面处的病害，采用凿除破损的沥青路面，重新填筑沥青的维修方案：对于损坏的仿毛勒伸缩缝，采用整条更换新伸缩缝的维修方案。更换的伸缩缝应选型合理，伸缩量应满足桥跨变形的需要，安装应牢固、平整、不漏水。

2)支座损坏维修：采用千斤顶将上部构造梁板顶升，将损坏的板式橡胶支座抽出，更换同型号的新支座。顶升时需保证所有千斤顶保持一致的上升幅度，并

注意控制速率，升至支座可自由抽出即可，避免损坏上部构造梁板及桥面铺装。

3、本体缺陷类病害

本项目桥梁自身因素产生的病害主要有锥坡不均匀沉降、劣质混凝土剥落及新旧桥接缝处震动摩擦造成的混凝土剥落。

1)锥坡破损维修：本项目桥台锥坡均为浆砌片石护坡，采用凿除破损部位，重新砌筑M7.5号浆砌片石修补的方案，关键是砌筑时应注意预留变形缝。

2)混凝土剥落维修：对于剥落部位的混凝土手工凿除，并用钢刷清除浮动的混凝土碎片，露出强度高、构造完整的混凝土结合面，涂以改性环氧树脂胶液等界面剂，涂抹改性环氧砂浆嵌补。

四、结语

对于类似205国道山东某段桥梁病害的维修，设计时需根据规范对特殊的维修材料性能指标提出要求，阐述施工工艺和工序．并提供相关检验．检测方法，以保证有效控制施工质量。维修完毕后需要加强对桥梁的巡检，尤其维修部位的检查，以便查验维修效果，发现问题及时分析处理，确保桥梁安全运营。

参考文献：

[1] 周成龙.公路桥梁病害检查的方法浅谈[J]. 黑龙江科技信息. 2011(35)

[2] 钱大宝.混凝土桥梁病害成因概述与加固实例[J]. 工程与建设. 2010(06)

注：文章内所有公式及图表请用PDF形式查看。