淺談橋梁病害的預(yù)防措施與維修

孫　辰　顧仕敏

摘要：橋梁病害表現(xiàn)多種多樣，本文僅針對混凝土橋梁出現(xiàn)的裂縫問題的預(yù)防措施與簡支梁橋梁體常見的病害預(yù)防與維修措施進行了介紹。

關(guān)鍵詞：橋梁病害；混凝土裂縫；簡支梁；預(yù)防措施；維修

1 橋梁混凝土裂縫的控制與預(yù)防措施

橋梁混凝土裂縫的產(chǎn)生原因源自很多方面，下面僅針對混凝土橋梁設(shè)計、原料選擇、地基處理、施工措施的選擇與混凝土的養(yǎng)護方面談橋梁混凝土裂縫的控制與預(yù)防措施。

1．1 設(shè)計措施

采取合理的結(jié)構(gòu)形式和合理的分塊。混凝土工程施工中如果允許設(shè)置水平施工縫，應(yīng)根據(jù)溫度裂縫的要求進行分塊，且設(shè)置必要的連接方式。

合理布置分布鋼筋:盡量采用小直徑、密間距布筋，結(jié)構(gòu)邊緣處或變截面處需要加強分布筋，表面可以設(shè)置鋼筋網(wǎng)片。

為防止鋼筋產(chǎn)生銹蝕裂縫，設(shè)計時應(yīng)根據(jù)規(guī)范要求控制裂縫寬度、采用足夠的保護層厚度。

合理地進行建筑物在使用階段的沉降計算，以控制由于地基不均勻沉降產(chǎn)生的寬裂縫。

1．2 優(yōu)選混凝土原材料

優(yōu)選混凝土原材料、優(yōu)化混凝土配合比的目的是使混凝土具有較大的抗裂能力。

采用低水化熱的水泥。由于礦物成分及摻加混合材料數(shù)量不同，水泥的水化熱差異較大。鋁酸三鈣和硅酸三鈣含量高的，水化熱較高；混合材料摻量多的水泥水化熱較低。為減小水泥水化熱，降低混凝土絕熱溫升和混凝土內(nèi)部溫度，從而減小內(nèi)外溫差，應(yīng)選用低水化熱的水泥產(chǎn)品。

摻粉煤灰?？梢杂眠m量粉煤灰取代一部分水泥以削減水化熱產(chǎn)生的高溫峰值。混凝土中摻用粉煤灰后，可提高混凝土的抗?jié)B性、耐久性，減少收縮，降低膠凝材料體系的水化熱，提高混凝土的抗拉強度，抑制堿集料反應(yīng)，減少新拌混凝土的泌水等。

骨料的選用。應(yīng)優(yōu)先選用熱膨脹系數(shù)小、含泥量低的骨料，并強調(diào)骨料的連續(xù)級配，條件許可時，應(yīng)盡可能使用粒徑大的骨料。之所以這樣，因為一方面骨料本身的強度就遠大于水泥膠體，另一方面，采用連續(xù)級配的骨料，可以提高骨料在混凝土中的所占體積，能大幅度降低水泥用量，從而間接地降低水化熱。

優(yōu)化混凝土配合比。認真進行混凝土配合比設(shè)計，通過試驗確定施工中采用的配合比。嚴(yán)格控制砂石骨料的含泥量，在滿足混凝土設(shè)計強度等級、混凝土各項性能要求以及泵送混凝土流動性要求情況下，選取節(jié)省水泥，降低混凝土絕熱溫升。

1．3 地基處理

盡可能以樁柱式(坐于巖盤上的重力式基礎(chǔ)除外)基礎(chǔ)及下部的形式加寬，避免下部產(chǎn)生不均勻沉陷。

對基底采取夯實、換填夯實等，使沉降均勻，基底的埋深要考慮凍土的影響；對剛性擴大基礎(chǔ)，建議對下部結(jié)構(gòu)聯(lián)成一體，并盡量對基底進行技術(shù)處理，盡可能減少不均勻的沉陷。

新建基礎(chǔ)的承載能力要比原有基礎(chǔ)適當(dāng)提高；加強橫向連接，降低沉降對新舊接縫處受力的影響。

增加橋面水泥混凝土鋪裝的剛度，這是提高橋梁上部結(jié)構(gòu)整體性的重要措施；

在做橋梁上部結(jié)構(gòu)設(shè)計時，把基礎(chǔ)不均勻沉降作為荷載適當(dāng)加以考慮。

1．4 采取合適的施工措施

合適的施工方法不僅能降低混凝土內(nèi)的最高溫度，還能減小混凝土的內(nèi)外溫差，有效地降低溫度裂縫的產(chǎn)生，達到控制裂縫的目的。

澆筑方案。在混凝土施工過程中，為了有效降低混凝土的內(nèi)外溫差，常采用分塊澆筑。分塊澆筑又可分為分層澆筑法和分段跳倉澆筑法兩種。分層澆筑法目前有全面分層法、分段分層法、斜面分層法三種澆注方案。全面分層澆筑是在第一層全面澆筑完畢后，開始澆筑第二層時，已施工的第一層混凝土還未初凝，如此逐層進行，直至澆筑完成；分段分層澆筑，適用于厚度不大而面積或長度較大的工程，施工時混凝土先從底層開始澆筑，進行至一定距離后再澆筑到第三層，如此依次向前澆筑其他各層；斜面分層適用于結(jié)構(gòu)的長度超過厚度的三倍的澆筑層，振搗上作從澆筑層的下端開始，逐漸上移，此時向前推進的澆筑混凝土攤鋪坡度應(yīng)小于1:3,以保證分層混凝土之間的施工質(zhì)量。

在時間允許的條件下，可將混凝土結(jié)構(gòu)采用分層多次澆注，施工層之間按施工縫處理，即薄層澆筑技術(shù)，它可以使混凝土內(nèi)部的水化熱得以充分地散發(fā)，應(yīng)該注意的是分層澆筑的間歇時間。目前水工混凝土中遵循的原則是薄層短間歇，對施工縫的處理要求十分嚴(yán)格；而在橋梁混凝土施工中，由于體積相對較小，多采用一次性整體澆筑和全面分層多次澆筑。

振搗工藝。采用二次振搗技術(shù)，即是澆灌后的混凝土，在振動界限以前，給予二次振搗，改善混凝土強度，提高抗裂性，能排除混凝土因泌水在粗骨料、水平鋼筋下部生成的水分和孔隙，提高混凝土與鋼筋的握裹力，防止因混凝土沉落而出現(xiàn)的裂縫，以減小內(nèi)部微裂，增加混凝土密實度，從而可使混凝土抗壓強度提高10－20%左右。

降低混凝土澆筑溫度的措施。混凝土因為水化熱引起體積變化，以及因為環(huán)境溫度的周期變化均會引起開裂，如果把混凝土的初始溫度降低到一定程度，使之產(chǎn)生的溫差較小，從而產(chǎn)生的拉應(yīng)力小于混凝土抗拉強度，可以避免混凝土開裂。降低澆筑溫度的具體措施包括：①澆筑前預(yù)冷混凝土；②降低原材料溫度，如做好水泥散熱、骨料澆水冷卻和預(yù)冷等；③采用冷卻拌和水與加冰拌和；④減少運輸途中的熱量倒灌，包括減小運輸距離，采用特制的保溫罐車，用保溫材料包裹混凝土泵送管道等。

1．5 混凝土養(yǎng)護

剛澆筑的混凝土、強度低、抵抗變形能力小，如遇到不利的溫濕度條件，其表面容易發(fā)生有害的冷縮和干縮裂縫。保溫的目的是減小混凝土表面與內(nèi)部溫差及表面混凝土溫度梯度，防止表面裂縫的發(fā)生。

混凝土表面壓平后，先在混凝土表面灑水，再覆蓋一層塑料薄膜，然后在塑料薄膜上覆蓋保溫材料進行養(yǎng)護，保溫材料夜間要覆蓋嚴(yán)密，防止混凝土暴露，中午氣溫較高時可以揭開保溫材料適當(dāng)散熱。底層塑料布下預(yù)設(shè)補水軟管，補水軟管間距6－8m,沿管長度方向每100mm開5mm水孔，根據(jù)底板表面濕潤情況向管內(nèi)注水，養(yǎng)護過程設(shè)專人負責(zé)。

2 簡支梁橋梁體常見病害的維修與預(yù)控

2.1 簡支梁橋梁體常見病害的維修

梁（板）體砼的空洞、蜂窩、麻面、表面風(fēng)化、剝落等應(yīng)先將松散部分清除，再根據(jù)情況用高標(biāo)號砼或水泥砂漿填補。

梁體若出現(xiàn)漏筋或保護層剝落等現(xiàn)象，應(yīng)先將松動的保護層鑿去，并將鋼筋銹跡清除，如損壞面積不大可用環(huán)氧砂漿修補，如損壞面積過大，可噴射高標(biāo)號水泥砂漿修補。

鋼筋砼簡支梁產(chǎn)生裂縫時，按下列方法進行處理：①當(dāng)裂縫寬度大于限值規(guī)定時，應(yīng)采用壓力灌漿法灌注環(huán)氧樹脂膠；②如裂縫發(fā)展嚴(yán)重時，應(yīng)查明原因，按照不同情況采取加固措施，并加強觀測。

2.2 橋梁病害的預(yù)控

一座橋梁的病害成因涉及到許多方面的因素，諸如設(shè)計、施工、監(jiān)理以及養(yǎng)護等，因此，要使得病害的減輕就需要從以下幾個方面入手。

2.2.1 緊抓設(shè)計環(huán)節(jié)，好的設(shè)計是橋梁是否成功的基本保證，沒有好的設(shè)計方案，就不可能高水平的現(xiàn)代化的橋梁。

2.2.2 組織和管理好施工的各個環(huán)節(jié)，因為橋梁質(zhì)量的好壞不是靠一時的好壞來衡量，而是環(huán)環(huán)緊扣的，只要一個環(huán)節(jié)出現(xiàn)問題，則引起其他環(huán)節(jié)病害的發(fā)生，因此，施工單位要具有良好的施工水平和職業(yè)道德，同時，監(jiān)理單位要做好監(jiān)督管理，認真管理施工單位。

2.2.3 加強養(yǎng)護和維修

要積極做好養(yǎng)護工作，及時發(fā)現(xiàn)橋梁的病害，并分析其可能成因，在了解成因的基礎(chǔ)上采用有效的維修措施，減輕或消除病害。