橋梁工程的常見病害與施工處理技術(shù)

張煥雷

（廊坊市交通公路工程有限公司二公司，河北廊坊 065000）

0 引言

為了保障行人的安全，提升交通的便利性，不僅要強(qiáng)化橋梁建設(shè)中的頂層設(shè)計(jì)，還要注重運(yùn)營階段的維護(hù)工作，探析橋梁工程的常見病害，深挖其成因，才能對癥下藥，進(jìn)行相應(yīng)的防治，繼而不斷提升我國交通運(yùn)輸基本公共服務(wù)水平。

1 橋梁工程病害防治的意義

1.1 提升結(jié)構(gòu)穩(wěn)定性

如今，在橋梁建設(shè)過程中會大量使用鋼材鐵料，路面鋪設(shè)則使用瀝青、煤渣、混凝土等，在長期使用中，這些都會遭受雨水的侵蝕，或是重型貨車的反復(fù)碾壓，特別是車流量比較大的地段，常見病害更是突出，如若路政單位不夠重視，長久不處理，就會造成巨大的安全隱患。俗話說“千里之堤毀于蟻穴”，這些橋梁病害一點(diǎn)一點(diǎn)的侵蝕其質(zhì)量，當(dāng)影響到橋梁的穩(wěn)定結(jié)構(gòu)時(shí)，必將引發(fā)事故。因此，路政單位必須對橋梁進(jìn)行定期的巡檢，及時(shí)發(fā)現(xiàn)病害，并采取科學(xué)的手段進(jìn)行修復(fù)處理，才能提升橋梁結(jié)構(gòu)的穩(wěn)定性，防止重大事故發(fā)生。

1.2 滿足車輛通行需求

橋梁在長久承載高負(fù)荷交通運(yùn)輸重任之后，就會出現(xiàn)路面裂紋、坑洼、變形等病害，如若相關(guān)單位不進(jìn)行及時(shí)的修補(bǔ)，其路面破損將會越來越嚴(yán)重，這不僅會影響橋梁的外觀形象，也會給駕駛?cè)藛T帶來較差的行駛感受。因此，對于橋梁的路面整修是至關(guān)重要，特別是立交橋、高架橋，都能起到舒緩交通擁堵的作用，而且其限定的行駛速度比城市其他道路要高一些，俗稱“城市小高速”，橋梁路面的及時(shí)修補(bǔ)，必然會提升駕駛?cè)说臐M意度，從而滿足交通運(yùn)輸?shù)男枨骩1]。

1.3 保障道路運(yùn)輸安全

為了加快城市的交通運(yùn)輸，每個(gè)城市都會建立高架橋，以提升車輛在城市中的行駛速度。但是，伴隨而來的危險(xiǎn)性也將被放大，一個(gè)橋面小坑也可能會讓高速行駛的小汽車失去平衡而造成事故。這也對橋梁施工提出了更嚴(yán)格的要求，提升橋梁的質(zhì)量，保障道路運(yùn)輸?shù)陌踩訹2]。在橋梁施工中，施工人員要有一定的預(yù)見性，提升施工技藝，防治橋梁病害，從源頭上將其扼殺，延長橋梁的使用年限，在后期維護(hù)中，更是要注重病害的防治，保障來往車輛安全。

1.4 為地方經(jīng)濟(jì)發(fā)展提供契機(jī)

橋梁工程不僅促進(jìn)了當(dāng)?shù)亟煌ㄟ\(yùn)輸?shù)臅惩ǎ怯欣趦傻刂g的經(jīng)濟(jì)交流，如港珠澳大橋?qū)⒅楹！⑾愀邸拈T緊密地聯(lián)系起來，促進(jìn)三地的經(jīng)濟(jì)共同繁榮；武漢的河流湖泊眾多，將武漢三鎮(zhèn)割裂了，不利于地區(qū)經(jīng)濟(jì)的交流發(fā)展，而長江大橋正好解決了這個(gè)難題，將其連成一片，促進(jìn)了當(dāng)?shù)亟?jīng)濟(jì)的發(fā)展。如若橋梁經(jīng)常出現(xiàn)病害，必然會影響城市的交通發(fā)展，阻礙其經(jīng)濟(jì)發(fā)展。而現(xiàn)如今，大多數(shù)企業(yè)投資商都會關(guān)注當(dāng)?shù)亟煌ㄟ\(yùn)輸?shù)谋憷裕识鴺蛄汗こ痰慕ㄔO(shè)能夠?yàn)榈貐^(qū)經(jīng)濟(jì)發(fā)展提供契機(jī)。

2 橋梁工程常見病害

2.1 混凝土裂縫

混凝土裂縫在橋梁病害中最為常見，它的危害要根據(jù)實(shí)際情況而定，若是在橋梁的受力點(diǎn)出現(xiàn)裂縫，則會直接影響橋梁的整體結(jié)構(gòu)，而普通的橋面裂縫，則會影響到駕駛員的正常行駛。如今，混凝土在建筑行業(yè)有著廣泛的應(yīng)用，其結(jié)構(gòu)性質(zhì)會因使用環(huán)境的不同而出現(xiàn)差別。在住房類建筑中，混凝土的壽命可以70～100年，在使用的前十年基本上不會出現(xiàn)龜裂的情況。而在橋梁建筑中，由于外部因素的原因，如雨水侵蝕、高溫作用、承載力作用、車輛的碾壓、周圍地質(zhì)的變化、江水的沖擊等，都會縮減混凝土的使用壽命，或是改變其性質(zhì)，易出現(xiàn)裂縫。根據(jù)裂縫方向可分為縱向裂縫和橫向裂縫，裂縫越深、越寬，其對橋梁整體結(jié)構(gòu)的穩(wěn)定性的影響也就越大，同時(shí)也會威脅到行人的安全。對于普通的裂縫，只需要及時(shí)加固即可，而對于影響整體結(jié)構(gòu)性能的裂縫，則極有可能需要重新進(jìn)行施工建造[3]。根據(jù)其成因又可以分為結(jié)構(gòu)性因素和非結(jié)構(gòu)性因素，前者主要是由于彎矩和剪力所致形成，而彎矩和剪力則是由施工過程中橋梁受力不平衡所導(dǎo)致的，后者則是由施工手法和混凝土配比所導(dǎo)致的，然后因外部因素加速了橋梁裂縫，如環(huán)境溫度、雨水等，但是非結(jié)構(gòu)性裂縫對橋梁的質(zhì)量影響較小，主要影響車輛的正常駕駛。

2.2 變形病害

在橋梁使用年限的最后階段，其各方面的性能必然會明顯下降。橋梁路面在輪載壓力的作用下就會出現(xiàn)變形，一般會表現(xiàn)為車轍、擁包、沉陷等，其中沉陷則是大凹陷變形，同時(shí)兩側(cè)可能會隆起。當(dāng)橋梁的水文條件不達(dá)標(biāo)時(shí)，長期遭受車輪碾壓就會出現(xiàn)大豎直變形，從而形成路面沉陷。車轍的形成主要是由于瀝青混合料級配設(shè)計(jì)不合理，致使面層壓實(shí)質(zhì)量差，在大型載重車輛行駛過程中就會在輪跡帶處的面層產(chǎn)生剪切位移和固定變形，在當(dāng)溫度過高時(shí)，橋梁超負(fù)荷使用，也會造成變形的積累，最后形成車轍[4]。擁包其實(shí)是橋路面受到擠壓而形成的隆起現(xiàn)象，當(dāng)瀝青橋面的負(fù)荷過大時(shí)，其結(jié)構(gòu)層抗剪和抗拉強(qiáng)度已經(jīng)不足以應(yīng)對剪應(yīng)力和壓應(yīng)力，從而隆起形成擁包，另外，未能完全消解的半剛性基層石灰遇水發(fā)生作用也會隆起形成擁包。

2.3 剝蝕病害

在橋梁工程常見的病害中，剝蝕病害危害極大，它是指橋梁工程的表面結(jié)構(gòu)上出現(xiàn)疏松起皮的大面積脫落的現(xiàn)象，這不僅會影響橋梁的美觀，還會加快內(nèi)部結(jié)構(gòu)的腐蝕速度，一旦橋梁表面的抗氧化層脫落，就會受到雨水的侵蝕，橋梁的橫截面積慢慢變小，縱向應(yīng)力不斷增大，當(dāng)其危害擴(kuò)大到一定程度后，就會在其承重力的作用下，發(fā)生變形，直接影響橋梁的整體結(jié)構(gòu)性質(zhì)。一旦橋梁遭到剝蝕而沒有及時(shí)的發(fā)現(xiàn)和處理，在風(fēng)化的作用下，其墻體結(jié)構(gòu)將會逐漸變形，日益嚴(yán)重。

2.4 鉸縫病害

鉸縫病害一般是由于預(yù)制板梁之間的鉸縫松動(dòng)而產(chǎn)生，也是橋梁常見的病害之一。當(dāng)鉸縫松動(dòng)時(shí)，橋面就會產(chǎn)生橫向裂縫，松動(dòng)越厲害，其裂縫也就越深，甚至?xí)斐蓸蛎鏀嗔选ｃq縫病害成因可分為外部環(huán)境因素和人為因素，前者主要是由于巨大的壓力負(fù)荷連續(xù)沖擊而造成鉸縫松動(dòng)出現(xiàn)裂縫，同時(shí)受到雨雪影響，積水會由裂縫滲入橋梁內(nèi)部，造成鉸縫堿化，從而加深鉸縫松動(dòng)，形成惡性循環(huán)，最終造成橋梁坍塌[5]。而人為因素則是橋梁設(shè)計(jì)師工作經(jīng)驗(yàn)欠佳，鉸縫斷面大小的精準(zhǔn)性不夠，在施工時(shí)鉸縫就會難以結(jié)合，在后期的運(yùn)營過程中，鉸縫病害就會頻頻出現(xiàn)。此外，在橋梁施工過程中，混凝土的密實(shí)度也會造成鉸縫病害，當(dāng)其密度達(dá)不到標(biāo)準(zhǔn)時(shí)，鉸縫強(qiáng)度會有所欠缺，導(dǎo)致鉸縫病害的出現(xiàn)。

2.5 橋頭破損

橋頭破損也是橋梁工程常見的病害之一，它能影響橋梁的結(jié)構(gòu)穩(wěn)定，一般情況下，橋頭破損都會導(dǎo)致橋梁梁端出現(xiàn)變形，從而影響橋梁的應(yīng)力結(jié)構(gòu)，降低橋梁的安全性、穩(wěn)定性。如若橋頭破損非常厲害，就會造成車輛無法正常通行，導(dǎo)致交通擁堵，甚至?xí)斐蓸蛄菏鹿省Ｔ谑┕み^程中，所使用的的材料沒有達(dá)到橋梁設(shè)計(jì)標(biāo)準(zhǔn)，就可能會影響橋梁結(jié)構(gòu)的穩(wěn)定性，降低橋頭的抗沖擊力和承載力，當(dāng)橋梁遭受江水的沖擊，或是超負(fù)荷承載時(shí)，極有可能會斷裂，造成事故。

3 橋梁工程常見病害的施工處理技術(shù)

3.1 裂縫處理技術(shù)

在橋梁的設(shè)計(jì)初期，設(shè)計(jì)人員就要科學(xué)分析橋梁的受力點(diǎn)，讓橋梁受力達(dá)到平衡，防止后期出現(xiàn)裂縫。如若在施工過程中，受到橋梁拉力變化或是地基影響致使出現(xiàn)結(jié)構(gòu)性裂縫，則需要進(jìn)行加固，甚至是混凝土施工返工，以確保橋梁的整體結(jié)構(gòu)穩(wěn)定安全。對于非結(jié)構(gòu)性裂縫，可利用裂縫修補(bǔ)技術(shù)進(jìn)行修補(bǔ)，一般可分為三類：填充法、灌漿法、表面修補(bǔ)法，此技術(shù)在橋梁工程施工中的應(yīng)用越來越廣泛。裂縫填充法主要是針對裂縫面積較小的病害進(jìn)行修復(fù)，在裂縫修補(bǔ)過程中，向其填充樹脂膠結(jié)物或是水泥漿，并順著裂縫方向延伸固定，防止裂縫持續(xù)擴(kuò)大，最后將橡膠等高防水性的材料放入槽內(nèi)完成修復(fù)。裂縫灌漿法主要針對裂縫比較深的病害，即將環(huán)氧樹脂、水泥漿等材料灌入裂縫，發(fā)揮黏結(jié)裂縫的作用，在完成注漿后再進(jìn)行加固護(hù)理即可。表面修補(bǔ)法則是針對比較淺顯的混凝土裂縫，此方法處理裂縫比較便捷，只需要將環(huán)氧膠泥或水泥漿涂抹裂縫，然后用瀝青覆蓋其上，最后用實(shí)用性強(qiáng)的玻璃纖維覆蓋即可。在進(jìn)行橋梁裂縫修補(bǔ)過程中，施工人員要根據(jù)裂縫的實(shí)際情況，選擇合理的方法進(jìn)行修補(bǔ)，從而解決橋梁工程裂縫病害，以確保橋梁的質(zhì)量安全。

3.2 變形病害的施工處理技術(shù)

路面的沉陷一般都會受到路基性質(zhì)惡化以及車輛負(fù)荷影響，特別是橋頭部位由于其高填土模式極易發(fā)生沉降，這就需要在橋梁建造時(shí)進(jìn)行預(yù)防，在橋頭路面附近利用特制磚材建造，并在其沉降過程中逐漸加厚砂墊層，讓沉降趨于平穩(wěn)。應(yīng)對車轍的處理，一般采用銑刨處理，在基層進(jìn)行水穩(wěn)碎石鋪筑，在此過程中，一定要控制好厚度以及質(zhì)量，滿足要求后，才能進(jìn)行面層攤鋪，從而消除車轍的影響。在超齡的橋面上容易出現(xiàn)泛油的情況，甚至達(dá)到熱毀狀態(tài)，針對這種情況可以采用撒米砂輔以靜壓處理的方式，從而使橋面得到改善，如若泛油面積小，或是還在油包狀態(tài)，則可以進(jìn)行挖補(bǔ)處理，對于小油斑只需撒料即可。

3.3 剝蝕病害處理技術(shù)

橋梁工程的剝蝕處理對于其結(jié)構(gòu)的安全穩(wěn)定性具有重大的意義，因此，既要在橋梁建設(shè)過程中采用預(yù)防剝蝕病害的技術(shù)，也要在橋梁投入使用后進(jìn)行定期的檢測，及時(shí)發(fā)現(xiàn)剝蝕病害，并進(jìn)行針對性的補(bǔ)救，確保橋梁在使用過程中的安全性。在橋梁病害的發(fā)生一般都是由橋梁材料質(zhì)量引起的，后期維護(hù)人員也不注重剝蝕的處理，從而加快了橋梁剝蝕的速度。

第一，在橋梁施工工程中，橋梁建設(shè)單位一定要嚴(yán)格控制建設(shè)材料的質(zhì)量，從源頭上對剝蝕病害進(jìn)行控制，從而減少橋梁在長期使用過程中剝蝕病害頻發(fā)的問題。

第二，路政管理部門要注重對橋梁的維護(hù)工作，對橋梁進(jìn)行定期檢測，先對已遭受剝蝕的區(qū)域進(jìn)行標(biāo)記，然后讓施工人員對其進(jìn)行清理，最后利用混凝土進(jìn)行填充修補(bǔ)，從而延長橋梁的使用年限。對于鋼筋結(jié)構(gòu)的剝蝕，則需做好鑿毛處理，最后進(jìn)行環(huán)氧砂漿的封閉處理，從而保障橋梁的結(jié)構(gòu)穩(wěn)定。

3.4 鉸縫施工處理技術(shù)

鉸縫是連接兩塊板梁的基礎(chǔ)，一般在工程中，都是對兩塊預(yù)制板梁進(jìn)行澆筑混凝土，鉸縫病害都是在橋梁設(shè)計(jì)施工過程中埋下了隱患，致使在使用階段鉸縫病害頻頻發(fā)生。因此，在橋梁建設(shè)過程中，就要對鉸縫病害進(jìn)行防治，首先要審查鉸縫斷面尺寸設(shè)計(jì)是否科學(xué)，在進(jìn)行BIM 模擬后，符合橋梁設(shè)計(jì)要求，才能進(jìn)行后續(xù)的施工。其次，在施工過程中，要確保橋梁的質(zhì)量，在鉸縫強(qiáng)度檢測合格，方能進(jìn)行驗(yàn)收。最后，由于鉸縫病害的出現(xiàn)也是由于灌縫質(zhì)量問題所導(dǎo)致，錨噴施工技術(shù)可以強(qiáng)化鉸縫灌縫質(zhì)量，對其起到針對性的防治，但是該項(xiàng)技術(shù)成本較高，在工程中具有一定的限制，施工方可根據(jù)當(dāng)?shù)氐膶?shí)際情況，或是科學(xué)分析鉸縫發(fā)生的概率高低，決定是否采用該技術(shù)。

3.5 橋頭破損處理技術(shù)

橋梁端頭是指橋梁工程中橋梁與道路連接處，當(dāng)其出現(xiàn)破損時(shí)，橋梁就會逐漸變形，影響其結(jié)構(gòu)穩(wěn)定性。在橋梁建設(shè)過程中，由于橋頭破損造成的危害并不大，以至于建設(shè)方并不重視橋頭的建設(shè)，其施工技術(shù)也并不高明，雖然基本施工質(zhì)量可以得到保障，但是使用階段的橋頭破損無法預(yù)防。在橋梁端頭破損修復(fù)時(shí)，需要根據(jù)橋梁承壓與實(shí)際地理環(huán)境挑選修復(fù)材料，以確保其修復(fù)質(zhì)量，當(dāng)其破損嚴(yán)重時(shí)，則需在板梁上方重新進(jìn)行施工，并對橋面鋪設(shè)材料性能進(jìn)行優(yōu)化，保障端頭使用質(zhì)量，然后對端頭施工位置進(jìn)行外觀打磨，保障端頭與橋梁主體的外觀平整性。

4 結(jié)語

在現(xiàn)代城市發(fā)展中，橋梁不僅承載著城市交通的重?fù)?dān)，更促進(jìn)了各個(gè)地區(qū)的經(jīng)濟(jì)發(fā)展，將小區(qū)域連成大區(qū)域，大區(qū)域融成小圈子，實(shí)現(xiàn)互幫互助共同發(fā)展的友好氛圍。但是，橋梁的常見病害不僅影響行車舒適性和安全性，甚至?xí)璧K地區(qū)經(jīng)濟(jì)的友好交流。因此，橋梁病害的防治處理應(yīng)該引起重視，技術(shù)人員應(yīng)該積極研討針對性的施工處理技術(shù)，進(jìn)一步提升橋梁的穩(wěn)定性與耐久性。