公路桥梁工程的常见病害及治理研究

文 / 商河县公路事业发展中心 俎金勇

公路桥梁施工及运营期间，受自然环境、上部行车荷载作用、材料等多方面因素影响，常出现桥面铺装层与盖梁开裂、地基沉降、钢筋锈蚀等质量病害，影响桥梁结构性能与使用寿命，严重时还会威胁交通安全。为此，必须加强对质量病害问题的防治处理，明确其内部的安全隐患，应用相应的施工处理技术以保证道桥结构更为完整。

公路桥梁工程常见的质量病害

裂缝

裂缝是施工中常见的一类病害，也是危害较大的病害问题。裂缝的形状具有多样化，常见的有纵状、横状以及不规则状态，严重时会导致公路桥梁结构大面积破损，从而威胁公路桥梁结构安全，同时还会给交通带来严重的影响。常见的裂缝包括温度裂缝、收缩裂缝、沉降裂缝。造成温度裂缝的因素较多，混凝土入模温度过高、温度养护不到位、混凝土内表温差过大，在温度作用下形成超过混凝土极限抗拉强度的温度拉应力，最终形成温度裂缝。收缩裂缝一般多在混凝土浇注后，还处于塑性状态时，由于天气炎热、蒸发量大、大风或混凝土本身水化热高等原因，而产生的裂缝，这类裂缝常见于混凝土梁等部位。

沉降裂缝是因桥梁基础结构或地基出现不均匀沉降现象，且局部沉降量较大时引发的裂缝，桥梁构件内应力超过极限强度，从而在构件薄弱部位形成裂缝，裂缝程度会随着不均匀沉降量的增加而持续增大，在施工期间发现，这类裂缝常见于墩身、承台等部位，如在软土层固结时导致桩基受负摩阻力影响而出现桩基不均匀沉降问题，造成桥梁墩台、承台断裂。

路面沉陷

路面沉陷具有面积大、涉及的结构层次深等特征，这类病害主要出现在挖方段和填挖交界处。其产生的主要原因是：1.土质路堑排水不畅，路床下部路基过湿润而产生不均匀沉降，引起路面局部下沉。2.路面强度不能适应日益增长的交通量，易发生疲劳破坏。3.路基或基层强度不足或填挖路基强度不一致，在车辆荷载作用下，路基或基层结构遭破坏而引起沉陷。4.桥头路面沉降不均匀而引起沉陷并与桥面发生错位对于路基来说主要是水浸泡后很难压实，使路基不稳定。

钢筋锈蚀

钢筋锈蚀问题十分普遍，对工程结构的影响较大，引起钢筋锈蚀的因素较多，常见的如钢筋位置、钢筋直径、水泥品种、混凝土密实度、保护层厚度及完好性、外部环境变化等都会导致钢筋出现锈蚀问题。其中，桩基础、桥墩、柱墩盖梁等部位是钢筋锈蚀病害的高发区域，当钢筋所属构件的混凝土出现开裂、麻面现象时，会严重削弱构件的防水性能，内置钢筋直接与空气、水接触，与氧气发生还原反应，从而出现钢筋锈蚀问题，还会引发混凝土剥落、体积膨胀等一系列问题出现，加剧钢筋锈蚀程度。

公路桥梁工程质量病害的施工处理技术

裂缝修复技术

1.表面修补

表面修补法适用于细而浅的裂缝、不漏水的裂缝、不伸缩的裂缝以及不再运动的裂缝。处理时，清理裂缝表面的灰尘杂质，待表面恢复干燥状态后，均匀涂刷水泥浆或环氧树脂浆液，可多次涂刷，将单次涂刷时间控制在4min左右，涂层厚度控制在1mm左右。在裂缝表面覆盖沥青、油漆等具备良好防腐性能的材料，再粘贴覆盖玻璃纤维布即可，以此来避免裂缝延伸问题出现。

2.填充封堵

填充封堵法适用于处理小面积、缝宽在0.3mm内的裂缝，清理裂缝表面，沿裂缝方向开凿V型槽，清理槽内松散颗粒，在槽内填充膨胀水泥浆、树脂或水泥砂浆等胶结物。也可在槽内填充防水材料，如丁基橡胶，直至填充完全，即可完成裂缝修补作业。另外，根据施工要求，操作时必须严格按照粗集料级配范围，从源头上减少裂缝病害的产生

3.混凝土置换

混凝土置换是常见的病害修补方法，适用于蜂窝、孔洞、夹渣、疏松等病害位置，或是混凝土强度偏低的区域，可以通过优质的混凝土将存在病害位置的混凝土替换掉。在置换过程中要注意应在卸荷状态下操作，首先将存在问题的混凝土彻底剔除干净，对于外观质量完好的低强混凝土，除特殊情况外，一般仅置换受压区混凝土。但为恢复或提高结构应有的耐久性，可用高强度树脂砂浆对其余部分进行抹面封闭处理。

钢筋锈蚀处理技术

处理钢筋锈蚀问题，可先凿除钢筋锈蚀部位的破损混凝土，根据钢筋锈蚀情况采取相应处理方法，当生锈程度较轻时，可使用除锈剂反复刷洗钢筋表面锈迹，生锈程度严重时，应利用电动钢丝刷等工具对锈蚀钢筋进行打磨、喷砂、抛丸，去除残留锈迹后在表面均匀涂刷防锈漆层，并在混凝土表面先后涂刷覆盖层、封闭层和砂浆层，直至构件恢复原状。同时，为预防钢筋锈蚀问题，应保证混凝土配合比方案的准确性，可在混凝土搅拌期间掺入适量煤灰粉和矿渣来改善混凝土渗透性。另外，要规范钢筋预处理操作，严格按照施工流程，要注意的是，在钢筋绑扎、埋设前，采取人工除锈、机械除锈或是化学除锈方法去除钢筋表面残留锈迹。

桥梁结构加固技术

一方面，根据现场情况采取相应的软基处理措施，在施工期间观测各部位地基沉降量，在沉降量超限时及时采取处理措施。另一方面，针对已出现的地基沉降问题，考虑到对桥梁结构造成明显影响，需要采取结构加固增强技术，以恢复桥梁结构性能、维持结构稳定状态为首要处理目的，不同桥梁部位适用的加固增强技术存在差异，具体操作如下：

1.基础加固

常见的加固增强技术包括基础扩大法、增设桩基法和人工地基加固法。其中，基础扩大法是对桥梁基础底面积扩大处理，提前验算地基强度来确定底面积扩大值，在新老基础结构结合面设置锚固钢筋，依次开展施工准备、基础开挖、表面处理、钻孔植筋、立模浇筑和基坑回填作业。增设桩基法是在桥梁基础结构周边区域内设置一定数量的钢筋混凝土预制桩或钻孔灌注桩，将新设桩基纳入桥梁基础承台体系，起到控制基础沉降量的效果。该方法适用于墩台沉降、桩基外力、采取桩基础作为墩台、基底下方分布软弱下卧层的公路桥梁工程。人工地基加固法是对桥梁基础结构下方的天然地基进行注浆加固、砂桩加固或水泥土搅拌处理，从而强化天然地基承载力，使其有效承受上方基础结构向下传递的荷载作用。

2.盖梁加固

桥梁盖梁部位加固常用的加强技术包括粘贴钢板加固、增设支撑法和预应力拉筋法。其中，粘贴钢板加固多用于处理盖梁柱顶上缘负弯矩部位开裂问题，在盖梁侧面上缘部位均匀粘贴钢板条，提前清理表面灰尘污渍和涂刷胶粘剂，使钢板条与盖梁组成全新结构，起到强化盖梁承载性能、抗弯剪性能与限制裂缝发展的作用。增设支撑法是在立柱、盖梁部位额外设置支撑，通过增加盖梁支承点的方式来控制墩顶盖梁负弯矩值，预防负弯矩部位盖梁裂缝问题的出现。而预应力拉筋法是在盖梁侧面锚固预应力束，或是在盖梁内部打孔锚固安装体外预应力束，根据预应力钢索布置位置，分为体外/体内预应力束加固法，此项方法多用于盖梁部位空间有限的公路桥梁工程，可以显著强化盖梁抗裂性能。

3.桥墩加固

桥墩加固增强技术包括套箍加固与纤维增强塑料包裹加固。其中，套箍加固是在墩台身的上部、中部和下部分别加设一道带箍，保持相邻带箍间距和桥墩侧面宽度值一致，根据墩台开裂破损情况来确定各道带箍宽度值。一般情况下将带箍宽度设定为墩台身高度的10%即可，将厚度保持在10～20cm内，如果墩台破损严重，或出现风化、剥落等其他质量病害时，则围绕整个墩身布置钢筋混凝土护套。纤维增强塑料包裹加固也被称为FRP包裹加固法，沿着桥墩竖向或是横向包括纤维增强塑料材料，在竖向包裹时起到改善桥墩抗弯能力的效果，在横向包裹时起到约束核心混凝土、全面提升延性与抗剪强度的效果，此项方法具有材料轻质高强、操作简单的优势，应用范围较广。

4.桥台加固

桥台部位常用的加固增强技术包括减轻荷载法、辅助挡土墙加固法、钢筋混凝土圈梁法和预应力筋加固法。其中，减轻荷载法多用于处理因台背填土积水、软土塑性流动而引起的桥台滑移问题，使用EPS聚苯乙烯泡沫混凝土作为轻质材料对台背填土部位进行回填处理，这类材料具有侧向推挤作用小、吸水性小、整体性强的性能优势，可以有效控制桥台滑移力、路桥部位沉降差和解决桥台推挤严重问题。辅助挡土墙加固法是在桥台后侧施作挡土墙，由挡土墙负责抵御全部或是一部分台后填土压力，起到减少桥台承受水平滑移力、避免桥台向一侧滑移的作用。钢筋混凝土圈梁法是通过在桥台空腔、侧墙、前墙等部位加设钢筋混凝土圈梁，并在桥台设置倒角，起到减小桥台侧墙横桥向位移量、调整前侧墙交汇处最大主应力的作用。预应力筋加固法适用于宽度、台身高度较大的桥台，提前在桥台内部设置若干预应力拉筋，起到减少侧墙尾端变形、承担部分侧墙土压力、预防桥台开裂的作用。

结语

综上所述，为建设高质量的公路桥梁工程，有效解决施工期间常见的各类病害，保障桥梁结构稳定与交通安全，在施工期间，技术人员需严格化、规范化操作，认真观察和检验施工成果，总结常见的病害原因及特征，掌握其客观发展规律，对于公路桥梁施工中常见的病害及时做出处置，积极解决病害，防止其呈现出扩大发展趋势，保证公路桥梁结构性能，从而为交通行车创造安全稳定的环境。