道路橋梁養護中常見病害與維護措施

張文彪

(山西省公路局忻州分局，山西 忻州 034000)

1 道路橋梁常見病害

道路橋梁病害以裂縫最為常見，裂縫的產生原因包括水化熱的影響及支架下沉影響。在20 ℃的環境溫度條件下，熱源中心，也就是后澆筑部分的橋墩和蓋梁，其核心溫度為35 ℃，可見，核心混凝土的實際溫升可以達到15 ℃。由于受到水泥水化熱的持續作用和影響，在蓋梁當中會產生很大拉應力，這一應力主要集中于蓋梁中部與和上部想靠近的部位。當越靠近蓋梁的核心部位時，由水化熱引起的Z向拉應力不斷增大。最大拉應力產生于蓋梁和Y形墩之間的結合處，可以達到4.93 MPa，雖然超過了混凝土在Y向的初凝強度，但主要由配置在這一部位的鋼筋網片來承擔，所以在表面通常不會產生裂縫；而Y形墩和蓋梁相結合的部位向蓋梁內延伸處的應力可以達到3.70 MPa，這說明在這一部位將極有可能產生水平橫橋向的裂縫。為了對Z向裂縫是否會產生進行分析，需對水平橫橋向的正應力進行計算。蓋梁在橫橋向上的正應力相對較大，特別是蓋梁中部和靠近上部的表面應力，可以達到更大，且分布十分復雜，應力的數值處在2.53～3.30 MPa范圍內，已經超出了混凝土自身初凝強度，這說明有很大的可能會在蓋梁當中產生豎向裂縫。如果混凝土中的主拉應力大于混凝土自身強度，則會使混凝土開裂，如圖1所示。在圖1中，主應力最大處集中于C區與D區。其中，C區為淡黃色，這一區域中的應力在2.9～3.2 MPa范圍內，超出混凝土自身初凝強度，除外表面以外，這一部位無鋼筋布置，受水泥水化熱作用后將很有可能產生裂縫。盡管D區的應力可以達到最大，但這一區域處在布置了很多鋼筋的表面，所以水化熱并不容易引起開裂，開裂現象產生的可能性較小。

圖1 第一主應力

由于受到混凝土自身重量和施工荷載等因素的持續影響，模板會產生一定程度的沉降現象。如果支架沉降滿足線性分布，則在蓋梁端施加豎向的強迫位移，其位移量為10 mm，則各節點的實際位移情況如圖2所示。

圖2 由支架下沉引起的整體位移

受支架下沉持續作用和影響，橫橋向的正應力與第一主應力都產生與蓋梁頂部，當支架下沉10 mm時，橫橋向的最大正應力為4.89 MPa。可見，如果支架的下沉較大，則會在這一部位產生豎向裂縫。根據分析可知，如果支架只下沉了1 mm，則橫橋向上的最大正應力將降低至0.49 MPa，基于此，單個因素不足以產生裂縫。

水化熱與支架下沉兩種工況條件下蓋梁和Y形墩應力值如表1所示。

表1 水化熱與支架下沉兩種工況條件下

對于C40混凝土，其抗拉強度的標準值為2.40 MPa，可見，受水化熱與支架下沉因素的影響，都有可能導致蓋梁產生裂縫，主要表現在以下幾個方面：受水化熱作用和影響，蓋梁除了可能產生水平橫橋向的裂縫，也有可能產生豎向裂縫；受支架下沉因素的影響，蓋梁上部可能產生貫穿至Y形墩墩頂處的豎向裂縫；在產生可能性方面，水化熱是導致裂縫產生的主要原因之一。

2 道路橋梁病害處治

2.1 裂縫預處理

利用壓縮空氣對每個孔眼進行吹掃，防止孔眼被灰渣阻塞，然后沿裂縫的走向按照從上到下的方向對裂縫兩側進行處理，清除灰塵、浮渣與松散部位，然后將構件的表層整平，將突出的地方鑿除，再用蘸取丙酮的棉布進行擦洗，清除裂縫及其周圍附著的油污，在清洗過程中應注意防止施裂縫堵塞，對之后的施工造成影響。

2.2 埋設灌膠嘴

在裂縫延伸方向上進行灌膠嘴的騎縫設置，在其中一個灌膠嘴進行灌膠的過程中，其他灌膠嘴可充當排氣嘴。所有灌膠嘴都必須固定于預定位置，灌膠嘴就位后，需在其四周和外表面使用厚度為5 mm左右的結構膠進行密封與粘貼。

2.3 封縫與檢查

封縫隙的主要目的是使裂縫變成一個完全封閉的空腔體，封縫一般需要根據其大小，并結合灌膠的基本要求實施。對于細小的裂縫，可使用環氧膠泥或者是環氧樹脂漿液貼脫脂玻璃絲布直接進行封閉。當檢查發現滲漏時，應使用水泥與水玻璃進行封堵。實際的封縫質量在很大程度上影響后續的灌膠處理質量，所以必須引起重視，并認真操作。

為了使封閉完成后形成的空腔有良好承受能力，需要在封縫完成后對其密封效果進行檢查。檢查方法為：在封縫是使用的砂漿或膠泥達到固化以后，在裂縫的表面均勻涂抹一層皂液，然后通過灌膠嘴向空腔內連續通入壓縮氣體，如果裂縫表面的皂液沒有產生氣泡，則說明封縫合格，可開始下一道工序的施工，否則要進行修補。

2.4 灌膠

灌膠開始前，連接好管路并將灌膠嘴閥門開啟，然后用壓縮氣體進行二次吹掃，并對灌膠所用設備實施檢查，經試運轉確認合格后方可開始正式灌膠。對于灌膠的方法，需要以裂縫所在位置和大小為依據確定，一般分為單孔灌漿與分區群孔灌膠。對每條裂縫進行的灌膠，都必須從其中一端開始，直到另外一端。灌膠壓力一般采用0.2～0.4 MPa，開始灌膠時，壓力不能太大，之后逐漸升高，注意不可突然加壓。在達到要求的規格后，仍要保持穩定，使灌膠質量達到預期要求。

對于水平方向的裂縫，應按照從較低的一端從較高的一端盡心灌膠；對于豎向腹板上的裂縫，應按照從下到上的順序灌膠。在其中一端開始灌膠之后，當另外一端排出和灌膠端濃度相同的膠液后，方可停止灌膠，但要保持壓力，對灌膠嘴進行封堵。

對于貫通裂縫，若單面灌膠開始后另外一端表面沒有冒出膠液，則需要在另外一端再進行一次灌膠。而對于沒有貫通的裂縫，在鄰近的灌膠嘴開始噴漿后方可。

灌膠完成的標準為停止吸漿，吸漿率不超過0.1 L/min，此時繼續灌注一段時間后方可停止。在灌膠完成且經檢查確認合格后，盡快拆除灌膠管路，并對其進行沖洗，防止時間太長導致管路中的膠液凝固，影響下次正常使用。

2.5 封口

在裂縫中灌入的膠液達到初凝后，將灌膠嘴拆除，并利用固化速度較快的膠液對灌膠嘴部位進行抹平。

2.6 質量檢驗

灌膠結束并封口完成后開始質量檢驗，檢驗方法為通入壓縮空氣(其壓力按照灌膠時采用的壓力的70%～80%)，必要時也可采用鉆芯取樣的方法檢驗。若檢驗中發現曲線，應立即予以補救。

3 結 語

綜上所述，道路橋梁經過長時間的使用，難免產生一些病害，輕則影響道路橋梁整體外觀，給人以不安全的感覺，嚴重時將影響到行車安全。以上就裂縫這一道路橋梁最為常見的病害類型，對其產生原因及處治方法進行分析，旨在為實際的養護工作提供依據。