公路橋梁病害產生的原因及處理措施研究

【摘要】本文對路橋工程主要病害進行了分析，并提出一些相關的處理措施，希望對養護單位和施工、設計單位有一定的幫助。

【關鍵詞】公路橋梁；病害；原因；處理

近年來我國經濟快速發展，人們對出行的需求越來越多，由此也帶動了我國交通事業的快速發展。私人汽車數量的不斷增加，道路橋梁已出現超負荷運作，現在又加上超載車輛多、工程設計的缺陷和質量不達國家標準，道路橋梁已不堪重負。因此，如何采取措施對存在病害和缺陷的公路橋梁進行有效的處理，成為道路橋梁工程技術人員值得深思的問題。

一、橋梁常見的病害及原因分析

（一）橋梁裂縫

公路橋梁的裂縫主要包括主拱圈裂縫、主梁裂縫、墩臺裂縫以及牛腿裂縫等等。主拱圈裂縫是指在橋梁的主拱圈中波波頂處、拱肋處、拱波與拱肋連接處以及橫系梁處出現的裂縫，其形成原因多樣化、比較復雜；主梁裂縫是指在橋梁懸臂梁與錨跨梁上形成的裂縫。這類裂縫一般都是由于重型車輛的超載運輸，從而引起的主梁受拉區開裂；墩臺裂縫是指橋墩上出現的豎向裂縫，多是由于橋梁施工時混凝土澆筑不嚴格所致；牛腿裂縫是指在懸臂孔主梁牛腿上出現的裂縫，它一般是由于支座鋼板外移，使鋼筋混凝土結構外露導致。

（二）伸縮縫受損

伸縮縫作為設在梁端與橋臺背墻之間、兩相鄰梁之間的裝置，對于橋梁由于溫度變化、混凝土收縮、徐變以及荷載作用產生的梁端變位情況起到了緩沖作用。公路橋梁的伸縮縫出現損壞現實中比較常見，其出現損壞的原因一般有以下幾方面：

(1)隨著交通量的增加及重型載重車的增大，對伸縮縫的撞擊及反復荷載作用也增大，因材料的磨損和疲勞，以及混凝土面板或粱的結合強度不夠，造成伸縮裝置損壞。

(2)伸縮縫接頭為對接時，環氧樹脂砂漿的剝落、斷損、填縫材料硬化與部分脫落是伸縮縫全面破損的原因，所以必須徹底清潔伸縮縫的各種垃圾。

(3)大跨徑、斜橋、彎橋的伸縮縫因結構形式、固定方式與梁不吻合造成破壞。

(4)由于安裝不到位，伸縮裝置和橋面板或橋臺胸墻產生垂直錯位，增大了車輪的沖擊力破壞。

（三）鋼筋銹蝕

鋼筋銹蝕是影響橋梁結構壽命和安全的一個重要因素。鋼筋銹蝕主要是發生了電化學反映。鋼筋表面致密的氧化膜可以使鋼筋免受銹蝕氧化膜的破壞直接導致了銹蝕的發生。混凝土的“碳化”、大氣污染以及混凝土過高的C1含量都使得混凝土中PH值下降，鋼筋表面氧化膜處于酸性環境中，逐漸被腐蝕，導致氧化膜被破壞。同時，冬季普遍采用撒鹽的方法防止橋面冰凍，富含C1的鹽水滲入混凝土結構內，大大加速了鋼筋的銹蝕。鋼筋發生銹蝕時，銹蝕部分的體積可膨脹至原體積的10倍以上，從而對周圍混凝土形成擠壓，造成混凝土開裂、剝落，使截面有效尺寸減小，導致結構承載力下降。銹蝕的直接后果是鋼筋斷面積減小，對于以鋼筋作為抗拉材料的混凝土橋梁來說，斷面積的減小會直接影響結構的抗彎能力。鋼筋銹蝕還會降低混凝土對鋼筋的握裹力。銹蝕物外流，在結構表面形成銹跡，影響結構美觀。由此可見，鋼筋銹蝕對橋梁結構的危害是十分嚴重的，有時甚至是致命的。

（四）橋面鋪裝的損壞

橋面鋪裝病害是多種因素共同作用的結果鋪裝層直接承受高速行車的，中擊、剪切與磨耗，并直接受風霜雨雪及氣溫變化的作用、同時又受主梁的約束，因此其受力狀況十分復雜設計其合理的厚度和最佳組合方式以及采用何種材料施工都是有待研究的課題。在施工方面：一是高程控制不準或梁體拱度控制不準導致鋪裝層厚薄不均勻，混凝土鋪裝層內鋼筋網保護層厚薄不均使荷載作用下厚度不足部分首先破碎；二是鋪裝層施工前梁體頂面浮層處理不徹底，導致混凝土鋪裝層與梁體混凝土結合不密貼；三是防水層施作不精細出現漏水或滲水現象雨水、融雪劑和含有空氣中多種有害化學物質的水滲入混凝土鋪裝層內引起鋼筋銹蝕，導致混凝土開裂、破碎；四是泄水管、伸縮縫、施工縫等薄弱環節處理不當造成先局部破損然后擴展成大面破碎。在使用方面：有超載車輛的反復碾壓使得鋪裝層不堪重負，過早破碎維修養護不及時等其他許多偶然因素致使橋面鋪裝層破碎。橋面鋪裝破碎致使行車速度減慢、交通量減少，甚至可能中斷交通。

（五）橡膠支座變形受損

橡膠支座由于構造簡單、造價低廉、安裝方便、均勻分散水平力、幾乎無須養護的特點被廣泛用于各類公路橋梁中，成為聯系橋梁上部、下部的重要的部件。設計方面，每種橡膠支座都有抗壓容許應力當靜載與動載之和長期超過支座的抗壓容許應力上限時，支座就會表現為永久性非彈性變形直至嚴重損壞。施工方面主要是：①支撐墊石、梁體與支座結合部不平整或不水平，導致支座受力不均勻使得應力集中部位過早破壞，②梁體就位不準時本應吊離支座重新準確就位而只簡單前后挪動預制梁體來糾偏，使得支座還未使用就受損。當然也不排除有些支座本身質量存在問題。支座受損后造成梁體局部下沉、橋面破壞，及有可能造成重大交通事故。

（六）墩臺基礎病害

橋梁墩臺基礎在常年使用過程中，除了承受橋梁本身荷載外，還將承受土的壓力，流水壓力風力，浮力和冰壓力等等各種力的作用。另外，橋梁墩臺還受自然界各種因素的影響，以及由于過橋車輛重量的增加，墩臺基礎經常受到過重荷載的作用，因此，橋墩臺也會出現不同程度的損壞。

（七）橋頭跳車

高速公路橋頭處路基沉陷。路面出現凹陷，車輛行駛到橋頭處時發生明顯的顛簸。其主要原因：一是路橋結構剛度相差很大；二是路基施工沒有達到設計要求，臺后壓實度達不到標準，高填土路堤本身出現壓縮變形；三是路面水滲入路基，使路基軟化，水土流失造成橋頭路基下沉；四是橋頭路堤及錐坡范圍內地基填筑前清理不徹底，尤其是軟土路基處理不好；五是臺后填土材料采用不當，或填土含水量過大。

（八）泛油

粘結料或瀝青漿溢出路面形成局部黑而光亮的斑面。由于混合料中瀝青用量過大，在嚴重泛油路段瀝青面層發光發亮，或者高溫時下層結料上溢等，都會引起泛油，抗滑性能達不到行車要求是往往會造成交通事故。

（九）搓板

路面不是很平穩，斷斷續續有包隆起，雖然表面看上去不明顯，但是車輛在其上行走的過程中容易出現頻率較高的簸感。

二、病害處理措施

（一）裂縫的防治措施

一是要重視橋面層的設計和施工，橋面的鋪裝層直接承受著過往車輛的碾壓，如果對其不加以重視，就會為日后的早期損壞埋下隱患。二是要加強對過橋車輛載重的控制，堅決杜絕超載車輛上橋。三是要重視對橋梁的保養工作，一旦出現裂縫，要及時清理縫中雜物并予以修補，以免裂縫擴大造成更嚴重的破壞。

（二）鋼筋銹蝕的防治措施

在出現銹蝕的區域，首先清除所有銹蝕區域的混凝土，然后對鋼筋采用噴砂法和超高壓水槍進行噴射除銹處理，如果鋼筋嚴重銹蝕，根據驗算結果確定修復部位并增加鋼筋數量，然后澆注高強混凝土。當混凝土層較薄無法立模施工時，采用噴射混凝土澆注。同時，還可以采用物理方法防銹，即在鋼筋表面增加環氧樹脂涂層，在發達國家，帶有環氧樹脂涂層的鋼筋被廣泛應用于橋梁等工程建設中。良好的涂層能有效防止鋼筋銹蝕，大大延長結構使用壽命。

（三）伸縮縫損壞的防治

（1)安裝伸縮縫時要使主梁與伸縮縫連接牢固，這樣外力作用可以通過伸縮縫均勻的傳遞給主梁，有效地減小沖擊力；

（2)增火伸縮縫本身的剛度，使其與前后混凝土保護帶剛度大體相當，這樣可以有效地減少由于伸縮縫本身剛度不足而造成的前后混凝土保護帶開裂；

（3)養護管理要到位，及時清理伸縮縫內的雜物并更換損壞嚴重的伸縮縫。

（四）橋面鋪裝病害的防治措施

對于橋面鋪裝病害，可以采用新近開發的冷軋帶肋鋼筋和鋼纖維混凝土材料防護。冷軋帶肋鋼筋與普通鋼筋相比，設計強度大幅度提高，與混凝士粘結握裹力強。同時，冷軋帶肋鋼筋網有良好的整體剛度，不易變形，在橋面混凝土施工時不會出現局部鋼筋網陷落的情況。采用了鋼纖維混凝土這一新型高強復合材料來對橋面修理、補強，既可提高橋面的抗裂性、耐磨性、耐久性，又可延長橋梁的使用壽命和減少維修。

（五）支座病害的防治

對于支座出現橡膠老化鼓包、剪切變形等病害的，要及時的更換支座；支座出現脫空的，要用鋼板墊實、墊平，出現完全脫空的要更換支座；支座出現位移的要把支座移到初始位置。

（六）橋頭跳車的處理措施

一是對跳車較輕、沉陷面積不大、凹深小于4cm、路面基層沒有破壞的橋頭，可采用瀝青砼填補找平；二是對跳車較重、沉陷面積較大、路面基層出現破壞的橋頭，清除已破壞的舊基層，采用剛性、半剛性基層，重鋪瀝青砼(長度宜大些)；三是對路面基層未破壞、整體范圍下沉較大、變形較快的橋頭，經查確實是因橋頭路基地基軟弱的，可采用鋼花管注漿加固基底，然后面層找平；四是對因防護不當、水毀造成的基礎掏空等情況產生的沉陷，應視具體情況先將破壞根源處理好，采取相應的措施后，再處理基層和面層。

（七）墩臺基礎的加固

(1)基礎加固方法。包括水泥灌漿加固法；擴大基礎加固法；鋼筋混凝土套箍加固法；增補樁基加固(打入樁或鉆孔灌注樁)法和人工地基加固(改良地基)法等。

(2)墩臺加固方法。包括鋼筋混凝土套箍或護套加固貫通裂縫的墩臺法；用支撐法或增設擋土墻法處理墩臺滑移；用頂升法加固產生過大沉降的橋梁結構等。

（八）泛油的處理措施

(1)對于路表輕微泛油，表面石子仍外露的路段可不作處理。

(2)對于局部施工質量差引起水損壞且出現坑槽破壞的，宜按坑槽修補方法處治。

(3)對于大段泛油嚴重，磨擦系數降低較多，影響行車安全的可采用碎石壓入法處治或銑刨原路面重新攤鋪面層。

（九）搓板的補救方法

如果是因為上下面層的滑動所引起的搓板，或搓板面積較大、較嚴重時，應將面層全部鏟除，并低于原路面，其深度應大于用于修補瀝青混合料最大集料粒徑的2倍，槽壁與糟底垂直，清除下層表面的碎屑、雜物及粉塵后，噴灑0．5lg／m²左右的粘層瀝青，重新鋪筑瀝青面層。

參考文獻：

[1]李寶強.淺談道路橋梁病害原因及一般處理措施[J].山西建筑，2011（6）.

[2]馮興奎.道橋病害的成因及其處理方法[J].科技致富向導，2011（6）.