公路桥梁典型病害成因与防治措施分析

  摘 要：随着桥梁服役时间的增长，桥梁病害问题也慢慢变得突出，为提早发觉桥梁病害，以北方地区某公路桥梁为依靠，分析了桥面铺装病害、上部结构受力裂缝、支座病害、墩台身裂缝以及桥台护坡病害等典型病害的成因，并提出对应的防治措施，可为类似桥梁工程养护提供参考。

  随着交通运输事业的迅猛进展，我国桥梁总量持续不断的增加，在社会经济生活中发挥及其重要的作用。同时，随着桥梁服役年限的增长，病害问题越来越突出，我们应对此格外的重视，并采取合理措施加以解决，切实保证工程运营安全、保证工程质量符合标准要求[1,2,3]。

  以公路桥梁桥面铺装不平整、上部结构受力裂缝、支座病害、墩台身裂缝等典型病害为例，综述其病害表现形式、成因以及防治措施。

  桥面铺装常见的病害主要有:桥面开裂(包括轻微裂缝和严峻裂缝)、磨损严峻、局部坑槽、起皮以及车辙等。桥面的损伤较为一般，并且成为了影响桥梁使用性、耐久性的重要因素。

  以北方某大跨度预应力混凝土箱梁桥为例，常见的受力裂缝主要可大致分为五类，分别为跨中区段受弯裂缝、底板接缝附近的横向裂缝、齿块的横向裂缝、箱梁纵向裂缝以及腹板弯剪斜裂缝。几种裂缝形式见图1～图4。

  以板式橡胶支座为例，典型的病害包括支座位置串动、脱空，支座老化、底板变形以及垫石的破碎、钢板的锈蚀等[4]。

  此类裂缝多发生在常水位以上桥梁墩身的向阳位置，裂缝宽范畴为0.1～lmm，深范畴为1～1.5cm，长度不均等。

  此类裂缝进展趋势以下宽上窄的形态为主，自基础向上进展至桥梁墩(台)上部，裂缝长度不均等。

  此类裂缝多围绕桥墩(台)身呈现，分布不平均，裂缝宽范畴为0.1～2mm。

  桥台护坡是保证桥头路堤稳定的重要构筑物[5]，在运营期间常常会出现护坡填土塌陷、砌石散落、护坡土壤外露等病害。

  (1)施工原因:桥面铺装材料的品质和实施工程质量较差，在运营若干年后，桥面极易出现开裂、甚至局部塌陷等病害。

  (2)重车反复作用:随着交通量、车辆荷载的增加，部分地区所采纳的桥梁设计荷载等级已经不能够满足交通进展的需求，进而从根本上导致桥面的破旧。

  (3)基础不平均沉降:由于雨、水的冲刷致使部分桥梁基础被局部掏空、产生不平均沉降现象，进而导致桥面的开裂。

  (1)对于箱梁，尤其是节段施工的箱梁，节段之间的接缝通常是结构薄弱环节[6]，在车辆荷载等作用下，跨中极易产生弯曲裂缝，此类裂缝主要体现在箱梁腹板下部边缘，裂缝宽度范畴为0.1～0.2mm。

  (1)对于节段施工的预应力混凝土连续箱梁，若使用柔性金属波纹管道且固定其位置的构造措施不力，或由于正在浇注箱梁混凝土引起下挠，则管道在接缝处将有折角或尖弯点。在预应力钢束的径向力作用下极易引起箱梁底板的横向裂缝。

  (2)底板接缝实施工程质量较差，加之底板尤其是跨中部位应力安全储备不足，造成开裂。

  若在设计阶段，对混凝土齿板的非预应力钢筋配置不足，箱梁混凝土底板混凝土极易产生横向裂缝，裂缝自下向上部腹板扩展，会导致腹板混凝土斜裂缝。

  (1)施工阶段，现场作业人员浇注混凝土不规范，从梁的一端单向浇注，致使混凝土凝聚不一致，从而使梁体支架在混凝土自重的作用下发生不平均沉降，导致箱梁纵向开裂。

  (2)设计阶段，箱梁顶宽度较大，梁体横向预应力或横向配筋偏弱，在车辆荷载作用下产生纵向裂缝。

  (1)梁体腹板厚度、截面高度尺寸偏小，在运营期间箱梁混凝土抗裂富余量偏小。

  (2)紧邻边跨支座处梁体受到较大的剪力作用，加之箱梁截面弯矩作用，在两者应力共同作用下，前期表现为弯曲竖向裂缝，随着裂缝继续斜向进展，最终产生了弯剪斜裂缝。

  (3)在预应力混凝土连续箱梁的纵向预应力钢束布置上，仅布置了底板束和顶板束，缺失了弯起钢束。由于箱梁竖向预应力筋长度偏小，加之施工操纵的专项预防的方法不到位，使得本身长度已经偏短的螺纹钢筋有效预应力逐步降低，达不到设计的基本要求的竖向预应力作用，最后导致箱梁腹板混凝土斜裂缝的产生。

  (1)设计方面:设计过于“粗糙”或纵坡、超高等指标取值偏大，使得支座安装后上下支承面接触不紧密、甚至较大幅度的脱空，导致桥梁支座受力不平均，积年累月后造成支座损坏。

  (2)施工方面:支座上、下支承面施工不规范。没有针对盖梁垫石几何尺寸、标高以及表面平整度等参数进行事先计算与校核，致使盖梁垫石产生几何尺寸偏差、标高不匹配、表面不平整等通病，最终造成支座密贴性差、脱空。

  (3)养护方面:支座滚动面、滑动面夹杂异物;桥梁防排水装置存在缺陷，支座处发生渗漏水，致使支座发生锈蚀等运营期相关缺陷，没有及时得到维修处理。

  (1)施工期间，浇注桥墩混凝土后拆除模板过早或未能及时采取养护措施，由于混凝土的水化热温度和外部气温的温差过大而产生的表面裂缝。

  (2)桥梁墩台身混凝土因养护期不足或养护措施不到位，致使混凝土干燥收缩，引起开裂。

  (2)桥址区气候原因，例如北方季节性冻胀力，容易使自身强度不足的墩台出现被剪断或被拔断的现象，进而相伴着表现出水平裂缝。

  (1)当主梁纵向裂缝宽度范畴在0.15mm以内时，推举采纳封闭处理;当裂缝宽度大于0.15mm时，推举采纳加压注浆加固处理。

  (2)当箱梁梁体出现局部混凝土剥落、露筋现象时，应凿除原“起皮”的混凝土，并对钢筋进行除锈，使用环氧混凝土来修补，在修补过程中应注意新旧混凝土的结合。

  (1)当盖梁、墩柱以及墩台帽混凝土存在剥落、破旧、露筋等病害时，应做加固处理，以保证结构的耐久性。若结构钢筋外露且锈蚀，第一应除锈，并采纳聚合物砂浆来修补处理。

  (2)当墩台身裂缝(竖向、斜向裂缝)超过0.20mm时，应加强对墩台身裂缝宽度进展情况的观测，若无继续进展扩大的迹象，可仅进行加压注浆封闭处理。如继续进展扩大，应查明原因后及时做加固处理。

  (3)对桥墩基础受水冲刷严峻的，应对桩柱进行套箍加固处理。如河流上下游有采挖砂的，建议对河流修建堤坝，以防止河床冲刷加剧。

  (2)对于桥面铺装补丁处破旧的应凿除补丁沥青混凝土层，重做防水，摊铺沥青混凝土修补，维修时严禁破坏原桥面铺装钢筋。

  综上所述，当前公路桥梁工程建设运营过程中，应格外的重视桥梁各类病害问题，加强工程治理，及早发觉病害，并及时采取一定的措施做修复，从而切实保证公路桥梁工程建设项目的可靠性以及安全性。

  [2] 唐杨，任荣．中、小公路桥梁病害与加固方法综述[J]．长江工程职业技术学院学报，2020(2):19-25.

  [4] 王振吉．沈海高速辽宁段混凝土桥梁耐久性研究[D]．大连:大连理工大学，2016.

  [5] 施新欣．轻型桥台护坡病害分析及治理措施[J]．上海公路，2013(2):51-53.

  [6] 谭晋．预应力混凝土连续刚构桥病害分析及加固研究[D]．哈尔滨:哈尔滨工业大学，2016.