中小跨徑混凝土橋梁常見病害及處理策略

華東東

（京珠高速公路廣珠段有限公司，廣東中山 528445）

1 引用

隨著國內(nèi)交通事業(yè)的持續(xù)發(fā)展，交通運(yùn)輸壓力與日俱增，在此背景下，國家加大了對橋梁項(xiàng)目建設(shè)的投入力度。而在橋梁項(xiàng)目中，中小跨徑混凝土橋梁是1 種應(yīng)用較廣的類型。此類橋梁在長期使用過程中，會(huì)出現(xiàn)較為明顯的老化現(xiàn)象，從而使得橋梁的安全性、穩(wěn)定性與性能受到較大影響。基于此，為了更好地發(fā)揮橋梁工程的價(jià)值，保障橋梁工程的安全使用，需要對橋梁的常見病害加以深入分析，同時(shí)采取合理措施予以處理。

2 中小跨徑混凝土橋梁的常見病害

2.1 裂縫

混凝土裂縫是1 種較常發(fā)生的橋梁病害，特別是在中小跨徑橋梁路面中，時(shí)常會(huì)出現(xiàn)裂縫?；炷亮芽p的存在會(huì)給橋梁的整體安全性帶來一定影響，如果施工單位對于裂縫問題了解不夠充分，未能及時(shí)采取有效措施予以處理，就會(huì)導(dǎo)致裂縫發(fā)展加劇，使得橋梁承載能力大幅下降。在橋梁出現(xiàn)裂縫問題以后，橋梁結(jié)構(gòu)穩(wěn)定性與功能的發(fā)揮受到限制[1]。

2.2 混凝土脫落

對于中小跨徑混凝土橋梁而言，混凝土脫落也較常發(fā)生。這一問題的出現(xiàn)會(huì)影響橋梁的外部觀感，使得整體美觀性下降，并且還會(huì)引發(fā)一系列更加嚴(yán)重的病害問題，例如混凝土起皮、麻面以及露筋等，橋梁承重性能也會(huì)嚴(yán)重下降。再加上腐蝕性物體滲入橋梁結(jié)構(gòu)內(nèi)部以后，混凝土脫落問題會(huì)變得愈發(fā)嚴(yán)重，從而引發(fā)內(nèi)部侵蝕現(xiàn)象，使得橋梁結(jié)構(gòu)受到嚴(yán)重?fù)p壞。

2.3 鋼筋銹蝕病害

中小跨徑混凝土橋梁建設(shè)中，會(huì)使用大量的鋼筋材料。鋼筋的質(zhì)量優(yōu)劣既會(huì)影響橋梁工程的承載性能，還會(huì)影響橋梁的穩(wěn)定性。鋼筋發(fā)生銹蝕主要表現(xiàn)為：（1）鋼筋彎矩受力作用無法充分發(fā)揮；（2）鋼筋銹蝕以后，鋼筋的體積變大，從而導(dǎo)致混凝土結(jié)構(gòu)開裂，使得橋梁無法正常使用[2]。

2.4 支座病害

當(dāng)前，國內(nèi)中小跨徑混凝土橋梁建設(shè)時(shí)，普遍采用2 種類型橡膠支座——板式支座和盆式支座。由于其主要構(gòu)成材料為橡膠，在使用一定時(shí)間之后，其性能便會(huì)減退。若是橡膠質(zhì)量較差，甚至可能發(fā)生變形，橋梁支座也會(huì)因此失去應(yīng)有的效用。

2.5 凍融病害

凍融現(xiàn)象是形成橋梁病害并導(dǎo)致橋梁承載性能與使用壽命下降的關(guān)鍵性因素之一。在我國東北地區(qū)，由于氣候的影響容易出現(xiàn)凍融現(xiàn)象，從而導(dǎo)致混凝土結(jié)構(gòu)形成裂縫。部分橋梁在做加固處理時(shí)，先后澆筑的混凝土之間如果結(jié)合不佳會(huì)容易形成裂縫，并且在凍融作用的影響下會(huì)使得裂縫問題進(jìn)一步惡化。中小跨徑混凝土橋梁建設(shè)中，凍融現(xiàn)象的反復(fù)出現(xiàn)是裂縫問題惡化的主要因素。

3 中小跨徑混凝土橋梁病害原因

3.1 裂縫、脫落原因

首先，隨著車流量的逐年增加，中小跨徑混凝土橋梁綜合承載壓力也隨之增大，橋梁路面經(jīng)受車輛的長期碾壓，混凝土結(jié)構(gòu)受損嚴(yán)重，裂縫問題便會(huì)時(shí)常出現(xiàn)；其次，在我國北方地區(qū)冬季氣溫較低，存在凍融現(xiàn)象，混凝土在受其長期作用影響下也會(huì)產(chǎn)生裂縫，再加上橋梁的排水設(shè)計(jì)不夠合理，則會(huì)使得混凝土裂縫更為嚴(yán)重。并且，混凝土開裂后如果不能及時(shí)采取有效的處理措施，便會(huì)引發(fā)混凝土脫落問題，造成更為嚴(yán)重的問題。

3.2 鋼筋銹蝕原因

中小跨徑混凝土橋梁內(nèi)的鋼筋發(fā)生銹蝕，其主要原因在于鋼筋和空氣接觸之后發(fā)生化學(xué)反應(yīng)，鋼筋外表會(huì)形成1 層氧化膜。該層膜能夠保護(hù)鋼筋不受外界環(huán)境的干擾?；炷翗O易發(fā)生碳化，環(huán)境中存在一定量的氯離子，使得混凝土的酸堿值顯著下降，當(dāng)鋼筋長期放置于酸性環(huán)境內(nèi)，即使已經(jīng)覆蓋了氧化膜也會(huì)進(jìn)一步發(fā)生腐蝕，最終導(dǎo)致鋼筋無法正常使用，使得混凝土結(jié)構(gòu)受到嚴(yán)重影響[3]。

3.3 橋梁的基礎(chǔ)設(shè)計(jì)不合理

中小跨徑混凝土橋梁在進(jìn)行基礎(chǔ)設(shè)計(jì)時(shí)，通常采用的是明挖擴(kuò)大型基礎(chǔ)，將漿砌石或是強(qiáng)度不高的混凝土基礎(chǔ)作為內(nèi)部基礎(chǔ)，這樣的設(shè)計(jì)方式為病害的形成埋下一定的隱患。此外，部分橋梁項(xiàng)目的地基可能建設(shè)在凍土之上，或者建設(shè)在季節(jié)性凍土最大凍深處。上述位置的土層在受到施工作業(yè)的干擾作用之后，其承載能力會(huì)急劇降低，伴隨著季節(jié)變換，地基會(huì)出現(xiàn)凍結(jié)或是下沉等問題，在經(jīng)歷反復(fù)循環(huán)之后便會(huì)給橋梁帶來較大危害。

3.4 凍融病害原因

中小跨徑混凝土橋梁建設(shè)施工時(shí)，大多會(huì)選擇在夏季進(jìn)行，基坑在開挖之后，凍土受到陽光的照射，溫度緩緩升高，在澆筑混凝土?xí)r也會(huì)產(chǎn)生較大的熱量，加之橋梁基礎(chǔ)的熱傳導(dǎo)作用較大，導(dǎo)致凍土原本維持的穩(wěn)定狀態(tài)被打破，從而使得多年凍土上限逐漸退化并漸漸發(fā)生下沉。另外，在橋梁建設(shè)完成投入使用數(shù)年之后，凍土熱熔會(huì)慢慢退化，使得地基發(fā)生下沉問題。在凍土層的人為上限再次趨于穩(wěn)定以后，處于凍土上限范圍以內(nèi)的基礎(chǔ)土層依然會(huì)受到季節(jié)交替的影響，同時(shí)，還會(huì)伴隨著季節(jié)的更迭而發(fā)生下沉等現(xiàn)象，且每年均會(huì)隨季節(jié)變化而重復(fù)出現(xiàn)[4]。

4 中小跨徑混凝土橋梁主要病害的處理措施

4.1 混凝土的裂縫和脫落的處理

在處理橋梁混凝土裂縫時(shí)，要通過有效措施提升混凝土的密實(shí)度，這是避免裂縫問題進(jìn)一步惡化和頻繁出現(xiàn)的關(guān)鍵措施。因此，在施工作業(yè)期間，要把混凝土開裂程度控制在可接受范圍內(nèi)（開裂寬度不得超過0.15 mm），從而防止空氣與水體對混凝土質(zhì)量帶來影響。對于混凝土結(jié)構(gòu)裂縫，可采取壓力注漿或者表面處理等措施來進(jìn)行處理，也可以通過在開裂部位表層貼上適量的碳素纖維，以此來提升混凝土結(jié)構(gòu)的密實(shí)性，同時(shí)，還可以在混凝土結(jié)構(gòu)內(nèi)部，合理應(yīng)用滲透性結(jié)晶材料，以此提升混凝土密實(shí)程度[5]。對于混凝土結(jié)構(gòu)已經(jīng)發(fā)生了脫落的現(xiàn)象，應(yīng)當(dāng)立刻采取相應(yīng)措施予以處理，可以先將脫落的混凝土清理干凈，再使用黏結(jié)性強(qiáng)、膨脹系數(shù)高的混凝土或砂漿作為補(bǔ)充物質(zhì)，從而更好地保障處理質(zhì)量，有效地提高橋梁整體的結(jié)構(gòu)強(qiáng)度與密實(shí)性。

4.2 鋼筋銹蝕的處理

鋼筋銹蝕問題的處理需要從其生銹的原因著手，主要分為自然因素影響與人為過失兩大類。其中，在自然因素方面可控性較小，人們往往只能通過對自然變化動(dòng)態(tài)進(jìn)行分析，從而在施工時(shí)做好每一階段的任務(wù)規(guī)劃，做出合理的調(diào)整。人為過失問題具有一定的可控性，因此，采取人為干預(yù)是1 種較為可行的手段。人為干預(yù)措施主要有：在鋼筋外表涂抹防銹防腐涂料，或是研發(fā)更為堅(jiān)固、耐腐、抗自然因素作用強(qiáng)的新型材料，將其與鋼筋混合用于橋梁建設(shè)中。上述措施均是針對鋼筋生銹的防治方面的，要想更好地降低鋼筋銹蝕問題的出現(xiàn)概率，還需科學(xué)研究人員持續(xù)不斷地對當(dāng)前鋼筋應(yīng)用狀況進(jìn)行深入分析，加強(qiáng)科研創(chuàng)新，盡早研發(fā)出新型材料與新技術(shù)。

4.3 橋梁橡膠支座病害的處理

中小跨徑混凝土橋梁的橡膠支座病害，通常是由于支座在使用期間發(fā)生了嚴(yán)重的變形或是出現(xiàn)了開裂、腐蝕等狀況。若是橡膠支座在橋梁投入使用時(shí)發(fā)生了嚴(yán)重的損壞，必須要及時(shí)采取合理措施進(jìn)行處理，且在處理時(shí)需要對橋梁做頂升處理，在處理完畢以后要替換全新的橡膠支座，如此方能徹底解決病害問題。

4.4 凍融病害的治理措施

凍融病害通常是下述幾點(diǎn)問題引發(fā)的：（1）自然因素的作用；（2） 橋梁混凝土結(jié)構(gòu)質(zhì)量存在問題，排水設(shè)施不夠完善；（3）后期養(yǎng)護(hù)不到位。由自然因素引發(fā)的凍融問題，當(dāng)前較難采取有效措施進(jìn)行規(guī)避，施工人員也僅僅只能在可預(yù)測范圍內(nèi)對自然因素的影響進(jìn)行觀察分析，從而采取一定措施盡量降低損失。若是混凝土存在質(zhì)量方面的問題，則要求有關(guān)部門針對質(zhì)量問題進(jìn)行督促糾正，確保投入工程建設(shè)的混凝土是滿足行業(yè)標(biāo)準(zhǔn)和工程要求的。后期養(yǎng)護(hù)工作處理不當(dāng)，需要設(shè)置專門的監(jiān)管養(yǎng)護(hù)小組，在發(fā)生凍融病害的初期階段就將詳細(xì)情況上報(bào)給技術(shù)人員，并詳細(xì)追查分析和登記相關(guān)信息，方便相關(guān)部門能夠迅速制定處理策略。凍融病害盡管無法徹底消除，但經(jīng)過全方位的、全過程的預(yù)防規(guī)避之后，凍融病害的出現(xiàn)可以獲得有效緩解抑制[6]。

4.5 做好質(zhì)檢工作

中小跨徑橋梁作為常見的橋梁類型，在施工期間需要先做好相應(yīng)的前期準(zhǔn)備工作。對施工建材與機(jī)械設(shè)備實(shí)行質(zhì)量檢查，并且還需要對施工設(shè)計(jì)方案加以審查檢驗(yàn)，確保設(shè)計(jì)圖紙的合理性、可行性、最優(yōu)性。在施工期間，施工作業(yè)人員應(yīng)當(dāng)具有較強(qiáng)的質(zhì)量意識(shí)，嚴(yán)格遵照設(shè)計(jì)圖紙與規(guī)范要求開展各項(xiàng)施工操作，做到按圖作業(yè)，不可隨意變更設(shè)計(jì)方案。在進(jìn)行建材選取時(shí)，應(yīng)當(dāng)根據(jù)工程項(xiàng)目的實(shí)際需求，保證材料性能可以滿足施工環(huán)境與條件要求，對于質(zhì)量不過關(guān)的材料，必須將其清出施工現(xiàn)場。施工方還需要對機(jī)械設(shè)備實(shí)行嚴(yán)格檢查，防止設(shè)備在施工作業(yè)期間發(fā)生故障而無法正常運(yùn)作，對施工進(jìn)程與質(zhì)量帶來影響。橋梁工程的全部施工建材均需具備質(zhì)檢報(bào)告，保證質(zhì)量符合工程需要，減少病害問題的出現(xiàn)，從而確保中小跨徑橋梁的整體質(zhì)量。

4.6 做好養(yǎng)護(hù)工作

橋梁養(yǎng)護(hù)工作是延長橋梁工程使用壽命的關(guān)鍵措施。在養(yǎng)護(hù)環(huán)節(jié)，需要嚴(yán)格遵照橋梁養(yǎng)護(hù)管理規(guī)范注明的措施開展各項(xiàng)操作，確保養(yǎng)護(hù)工作充分發(fā)揮效果，才能夠減少橋梁病害和安全事故發(fā)生的頻次。橋梁維護(hù)管理人員應(yīng)當(dāng)定期實(shí)行巡視檢查與質(zhì)量審查工作，安排專業(yè)的檢測評(píng)價(jià)人員對橋梁狀態(tài)進(jìn)行定期評(píng)定，詳細(xì)了解橋梁的使用狀況與技術(shù)情況。同時(shí)，要對投入使用之后發(fā)現(xiàn)病害的橋梁編制安全、經(jīng)濟(jì)、合理的維護(hù)加固計(jì)劃，并針對超載車輛實(shí)行嚴(yán)格管理，從而防止橋梁的安全使用受到影響，確保通行車輛的安全性，路橋管理部門也要嚴(yán)格遵守《公路安全保護(hù)條例》等有關(guān)法規(guī)條例，保證橋梁的安全使用。

5 結(jié)語

隨著國內(nèi)中小跨徑混凝土橋梁工程數(shù)量的不斷增多，橋梁在長期投入使用中難免會(huì)發(fā)生病害，這些病害的出現(xiàn)會(huì)導(dǎo)致橋梁整體穩(wěn)定性與安全性受到影響。因此，需要采取有效措施處理橋梁的常見病害，延長其使用壽命，提高橋梁工程的經(jīng)濟(jì)效益與社會(huì)效益，為交通運(yùn)輸事業(yè)的可持續(xù)發(fā)展保駕護(hù)航。