簡支梁橋常見病害成因及修復措施

周慧文 季文昊 魯同昊

（北華航天工業學院建筑工程學院， 065000）

0 引言

近年來，社會的快速發展，帶動了我國基建行業的迅猛發展。我國建成了大量的橋梁，完善了我國的交通網。數目如此龐大的橋梁后期的養護成為問題。對簡支梁橋常見的病害及其處理方法進行了研究，可供后期的檢查養護工作提供參考。

1 常見病害

按照病害出現的位置可將病害分為三個部分：橋面系病害、上部結構病害、下部結構病害。簡支梁橋面系的病害主要分為三部分：橋面鋪裝層、伸縮縫、欄桿。橋面鋪裝層主要出現裂縫、擁包、跳車等病害。伸縮縫出現堵塞、變形、破損等病害（見圖一）。欄桿主要出現斷裂、剝落漏筋等病害。上部結構病害主要有混凝土梁底部出現橫縱向裂縫和左右兩側腹板出現豎向裂縫、水浸泛堿、梁之間絞縫砂漿剝落、支座系列等病害。下部病害主要包括橋臺臺帽橫豎向裂縫、臺帽梁銹脹剝離、臺帽水浸泛堿；墩柱存在局部脫皮、裂縫、和漏筋等病害；抗震橋臺擋板破損、防震錨栓銹蝕；擋土墻剝落等病害。

圖一伸縮縫破損Figure 1 Expansion joint is

2 病害成因

2.1 橋面系病害成因

橋面系主要出現的病害，大多數都是因為橋梁在使用期間日積月累的結果，比如在溫縮變形和動荷載的長期作用下會出現裂紋、擁包等病害。還有一些是因為施工問題出現的病害，比如不均勻沉降會導致橋頭出現跳車和伸縮縫變形的病害。[1]此外還有一些環境原因導致一些病害的出現：長期的風化會導致混凝土剝落從而進一步引起鋼筋銹蝕等問題。

2.2 上部結構病害成因

按照裂縫的成因可以分成兩大類：（1）梁底部的縱向裂縫。（2）梁底部的橫向裂縫和腹板左右側的豎向裂縫。梁底部出現的縱向裂縫的原因有可能是在梁的配筋過程中縱筋配置的合適，而橫向只配置了構造鋼筋，相比之下比較薄弱，在受到力的作用時，會產生縱向裂縫[2]。其次也有可能是在施工時沒有按照規范要求或是偷工減料等行為導致出現底部的縱向裂縫。梁底部的橫向裂縫和腹板左右側的豎向裂縫，是橋在使用期間在荷載的作用下正常開裂，屬于正常現象。

水浸泛堿通俗來講就是混凝土與水接觸發生了化學反應。出現這種病害是因為梁體不能正常的將積水排出，例如排水管堵塞、或梁體出現裂縫導致水流入等因素[2]。水浸泛堿會外部混凝土失去承載能力，或導致保護層脫落使鋼筋外漏。

造成梁之間絞縫砂漿脫落的原因：（1）是梁在長期的使用過程中發生了輕微的撓曲變形或者發生了轉動變形導致絞縫增大，從而使砂漿脫落。（2）是因為砂漿的粘結力不好，在動荷載的作用下，導致砂漿脫落（見圖二）。

（2）支座在使用期間遭到了破壞，例如在荷載作用下發生變形、支座上橡膠老化等。（3）支座在施工期間安裝問題，例如支座安裝偏位等問題。

2.3 下部結構病害成因

水浸泛堿、銹脹剝離等病害在上文已經詳細講解了，在此將不再贅述。

臺帽產生豎向裂縫的原因有兩種。一種是受力產生的裂縫，即在荷載作用下產生的裂縫，如在動荷載下臺帽受力不均勻而產生裂縫。另一種是由于變形引起的裂縫，比如說在溫度變化的作用下，混凝土結構的變形受到約束而產生的自應力，自應力達到混凝土的最大抗拉強度時就會產生裂縫。

擋土墻剝落在于排水系統的損壞，水流直接對護坡產生沖刷，或是護坡內部排水不暢導致內部積水使土體失去承載力而導致的擋土墻剝落。

圖二 絞縫砂漿脫落Fig.2 Caulk mortar falling off

支座病害的主要成因包括三方面：（1）支座自身問題，例如支座的質量問題。

3 病害修復措施

本文研究了簡支梁橋的三種主要病害：裂縫、水浸泛堿、銹脹開裂。下面為各類病害的修復措施。

對于裂縫類病害，裂縫分為結構性裂縫和非結構性裂縫。結構性裂縫是由于結構應力達到極限，造成承載力不足，這類裂縫比較危險，必須進一步的對裂縫進行分析。造成這類裂縫出現的原因一般是設計或施工問題，這就要求設計是一定要符合規范，施工時一定要嚴格按照規范執行。對于非結構性裂縫，當裂縫

0.15 mm 可采用灌漿法，將砂漿灌入裂縫恢復完整性。當裂縫 0.15mm，可在裂縫外表涂抹環氧類縫膠和張貼碳纖維布。當裂縫損壞嚴重時，可將損壞的混凝土除去置換成新的混凝土或其他材料。

水浸泛堿從根源上分析是橋梁的排水系統出現了問題，應檢查排水孔是否通暢，梁板內是否有積水，在日常的養護過程中及時疏通堵塞的排水管，及時更換破損構件。

銹脹開裂，當破壞比較嚴重已經漏筋，應先對漏筋區進行除銹，并用比原材料高一級的細骨料混凝土進行修補，使之達到保護層厚度。當破壞不嚴重時，應先把破壞的混凝土除去，在進行人工除銹和防腐處理，最后結構修補劑對表面進行修補。

其他病害修復措施參考表二。

4 BIM 技術與橋梁病害的結合

對于橋梁病害的預防和治理，可以利用現在比較熱門的BIM技術，利用建模軟件（例如revit）建立一個1：1的模型，然后利用dynamo工具建立三維坐標，將實物與虛擬模型的點位坐標一一對應，并用excel對收集來的數據進行整理，接著數據反應到三維模型當中，可以直接在模型中看到病害的位置以及病害相應參數。可以幫助技術人員在病害檢測過程中，減少空間想象的工作量，避免繁瑣的數據搜索與整理，可大大的提高工作效率。

5 結束語

橋梁病害的存在，影響著橋梁的正常使用，給行車安全帶來了極大的隱害。在橋梁的后期使用過程中，要加強對橋梁的檢查，及時發現并解決橋梁存在的病害，提高橋梁的安全性和可靠性。要加強橋梁后期的養護，使橋梁更好的為社會主義建設服務。