舊橋常見病害及其養(yǎng)護(hù)維修對(duì)策
2013-04-24 來源：筑龍網(wǎng)
由于橋梁各自不同的結(jié)構(gòu)、使用狀況以及養(yǎng)護(hù)管理等原因，橋梁存在的病害不盡相同，雖然有的病害表現(xiàn)相同，但原因卻不同，所以針對(duì)每座橋梁各自的情況，需仔細(xì)檢查，慎密分析，然后對(duì)癥下藥，采取科學(xué)合理的養(yǎng)護(hù)維修或加固措施才是目前舊橋尤其是病害橋的當(dāng)務(wù)之急。本文對(duì)閔行區(qū)市政工程管理署的26座橋梁病害作一分析總結(jié)。
1、實(shí)例橋梁概述
2007年度閔行區(qū)進(jìn)行常規(guī)年檢的橋梁共26座，其中大橋2座、中橋2O座、小橋4座。從橋梁建成及使用年代來分，在2000年（含2000年）以后建成并投入使用的有22座， 占2007年定期檢查橋梁的85％；2000年以前建成并投入使用的有4座，占15％，最早的1座于1993年建成通車。從橋梁所在地理位置來分，位于七寶鎮(zhèn)、梅隴鎮(zhèn)和古美地區(qū)的各1座；位于莘莊地區(qū)的3座；位于虹橋地區(qū)的2座；其余18座均位于浦江鎮(zhèn)，占69％。上述橋梁中，歷年檢測(cè)或檢查過的橋梁共3座；除2座為拱橋（1座為雙曲拱橋、1座為鋼拱人行橋）外，其余均為粱橋。
經(jīng)過本次常規(guī)健康年檢，對(duì)這26座橋梁BCI進(jìn)行評(píng)分，結(jié)果均為A類，但各橋或多或少仍存在一些病害。
本文分別就橋面系、上部結(jié)構(gòu)、下部結(jié)構(gòu)、支座及附屬設(shè)施的一些常見病害及其維修工藝作一分析和總結(jié)。
2、舊橋常見病害及維修方法
2．1 橋面系
橋面系是橋梁上部結(jié)構(gòu)直接承受荷載的部分。伸縮縫堵塞、梁間橋面連續(xù)處橫縫是目前公路橋梁、城市橋梁中普遍存在的病害。
1）伸縮縫裝置。墩、臺(tái)處伸縮縫裝置堵塞、變形而失效，易導(dǎo)致周圍混凝土開裂，如本次檢查中的富強(qiáng)街橫瀝港橋和浦馳路友誼河橋伸縮縫就存在伸縮縫堵塞、失效，邊緣破損現(xiàn)象。
此類病害是由于梁端伸縮縫構(gòu)造被垃圾填塞而失效。當(dāng)環(huán)境溫度升高，橋面鋪裝縱向膨脹變形，但被已經(jīng)阻塞的伸縮縫約束，伸縮縫裝置附近鋪裝層應(yīng)力集中，引起縱向開裂。由于伸縮縫裝置失效而產(chǎn)生的約束令梁端鋪裝層上爬拱起，鋪裝層與空心板梁之間出現(xiàn)剝離脫開，經(jīng)過車輪碾壓而碎裂。同時(shí)伸縮縫裝置失效往往導(dǎo)致橋面水向下滲透，造成梁體及墩蓋梁和臺(tái)帽的鋼筋銹蝕，降低橋梁的使用耐久。如紅松路諸家浜橋橋臺(tái)表面存在明顯滲水痕跡。
對(duì)于該類病害的維修方法是更換已經(jīng)損壞的伸縮縫裝置，重新澆筑該處剛性鋪裝。對(duì)中小橋梁，目前較多是更換型鋼伸縮縫裝置。型鋼伸縮縫裝置具有止水功能，只要注意及時(shí)清理填塞的垃圾，可以保證該裝置完好地發(fā)揮功效。
2）橋面連續(xù)處橫縫。橋面連續(xù)處橫縫在中小橋普遍存在。一種是結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)支，橋面連續(xù)的情況下，這主要是由于該處鋪裝層混凝土結(jié)構(gòu)剛度不足，又施工時(shí)往往不能保證鋪裝層鋼筋布置在合理的位置；當(dāng)空心板梁受彎梁端發(fā)生轉(zhuǎn)角位移時(shí)，該處鋪裝層隨之發(fā)生強(qiáng)迫位移，鋪裝層頂面負(fù)彎矩開裂。由于這種負(fù)彎矩裂縫足以使橋面水從該處裂縫向下滲透至梁板和橋墩，加速梁板及下部結(jié)構(gòu)的損壞，不利于結(jié)構(gòu)使用耐久性。2006年檢查中的江川路沙港橋就存在這種現(xiàn)象。
另一種情況是橫縫位于整體結(jié)構(gòu)受力負(fù)彎矩處，而沒有考慮負(fù)彎矩裂縫滲水問題，僅僅按照規(guī)范中對(duì)受力安全提出的裂縫寬度要求設(shè)計(jì)，更有權(quán)威研究顯示寬度大于0．05 mm的裂縫就足以導(dǎo)致滲水，本次檢查的26座中尚未發(fā)現(xiàn)此類病害。
對(duì)于舊橋橋面連續(xù)處裂縫，最好的維修方法是增設(shè)伸縮裝置，一般跨度大于10 m梁選用新型型鋼伸縮裝置。
3）橋面縱縫。目前使用普通的空心板梁其剪力鉸剛度較小，實(shí)際施工時(shí)往往不能很好地澆筑剪力鉸結(jié)構(gòu)處混凝土，此處混凝土因?yàn)槭湛s開裂等原因失效，當(dāng)該處梁板受力下?lián)蠒r(shí)，其相鄰的梁板由于剪力鉸失效而不能有效傳遞荷載，兩板梁?jiǎn)柈a(chǎn)生相對(duì)位移，最終導(dǎo)致上部的橋面鋪裝層變形過大而開裂。這類病害破壞橋梁橫向整體性，使板梁處于少梁甚至單梁受力的不利狀態(tài)，嚴(yán)重者發(fā)展為結(jié)構(gòu)受力超出其承載能力，導(dǎo)致斷梁。本次檢查的廟徑路橋在去年整體加固前即存在這類缺陷。
對(duì)于橋面縱縫病害，若縱縫不多，通常對(duì)個(gè)別縱縫進(jìn)行專門維修，鑿除縱縫兩側(cè)混凝土，在原剪力鉸處重新種植橫向連接鋼筋，并用焊接連接，再澆筑}昆凝土。若縱縫較多，一般將原橋面鋪裝鑿除，修復(fù)損壞的剪力鉸，再鋪設(shè)鋼筋鋼纖維混凝土以加強(qiáng)板梁?jiǎn)柕穆?lián)系。
2．2 上部結(jié)構(gòu)常見病害
1）橫向裂縫。普通混凝土板梁跨中梁底經(jīng)常會(huì)出現(xiàn)較多橫向裂縫，裂縫寬度不等，有些橫縫還伴隨滲水、甚至結(jié)晶現(xiàn)象。這類裂縫往往是由于跨中正彎矩作用下出現(xiàn)的裂縫，而且由于空腔積水導(dǎo)致裂縫有滲水痕跡。
由于這類裂縫屬于荷載裂縫，若裂縫寬度細(xì)微（小于0．25 mm）且無滲水可用滲透結(jié)晶型漿料涂刷即可，若裂縫寬度超過0．25 nllTl，維修時(shí)則需把注漿材料予以封閉，如裂縫有滲水，則需在板梁較低一側(cè)底部設(shè)置泄水孔，以排除積水。若裂縫寬度較寬且有繼續(xù)增加的趨勢(shì)，則需查明原因；若系梁本身剛度不足，則使用粘貼碳纖維布或者鋼板等方法予以加固。
2）縱向裂縫。普通混凝土板梁梁底常會(huì)存在縱向裂縫，裂縫寬度不等，縱縫若貫通梁底至空腔部位，有時(shí)會(huì)有滲水痕跡。這類裂縫是由于空心板澆筑時(shí)，振搗不勻?qū)е录?xì)骨料較多，另外空腔底部混凝土最薄，此處混凝土水泥漿較多，混凝土收縮也就偏大，從而導(dǎo)致空腔下方混凝土開裂。若長(zhǎng)期受到滲水影響，板梁內(nèi)部鋼筋將提前銹蝕，混凝土也將加速碳化，導(dǎo)致梁底出現(xiàn)更多的銹脹開裂現(xiàn)象。有些縱向裂縫是由于保護(hù)層厚度不足，鋼筋銹蝕而產(chǎn)生脹裂裂縫。
由于這類裂縫并非荷載裂縫，對(duì)梁板承載能力沒有影響，但影響梁板的耐久性；一般采取封閉裂縫即可，封閉混凝土毛細(xì)孔，預(yù)防主筋銹蝕。
3、下部結(jié)構(gòu)的常見病害
下部結(jié)構(gòu)常見病害通常是由于長(zhǎng)期受滲水影響，蓋梁、立柱或臺(tái)帽存在箍筋銹蝕、裸露，混凝土保護(hù)層剝落現(xiàn)象，這是由于結(jié)構(gòu)混凝土保護(hù)層偏薄，有的甚至沒有保護(hù)層，尤其經(jīng)常受到滲水的部分，保護(hù)層碳化較快，導(dǎo)致箍筋銹脹，混凝土剝落。
本次檢查中未發(fā)現(xiàn)此類病害，但在全區(qū)的其他橋上仍有存在，需引起重視，因?yàn)榻Y(jié)構(gòu)混凝土保護(hù)層偏薄是舊橋普遍存在的問題，其直接影響結(jié)構(gòu)的耐久性。現(xiàn)在的規(guī)范中已經(jīng)注意到這個(gè)問題，在《公路鋼筋混凝土及預(yù)應(yīng)力橋涵設(shè)計(jì)規(guī)范》（JTG D62．2004） “構(gòu)造規(guī)定”中規(guī)定了橋梁各部分結(jié)構(gòu)，尤其明確提出箍筋和主筋的保護(hù)層最小值，并且考慮保護(hù)層過厚的情況下應(yīng)布置防裂鋼筋網(wǎng)。對(duì)比“85規(guī)范”中并沒有就此做出這樣的要求，可見現(xiàn)在已經(jīng)認(rèn)識(shí)到保護(hù)層厚度對(duì)橋梁結(jié)構(gòu)耐久影響的重要性。
對(duì)于該類病害通常做法是先將鋼筋除銹，再用修補(bǔ)砂漿修補(bǔ)，最后涂刷滲透結(jié)晶型漿料，以期提高表面混凝土抗碳化能力。
4、附屬結(jié)構(gòu)的常見病害
1）支座。通常每塊空心板下墊了4個(gè)支座，屬于超靜定性支撐，但經(jīng)常有1塊支座由于墩、臺(tái)帽頂面不平等原因較為松動(dòng)，由于車輛振動(dòng)使松動(dòng)支座移動(dòng)、脫空。梁底支座位移、脫空，使空心板擱置不穩(wěn)定產(chǎn)生移位，而且板下支座受力不勻，也會(huì)加速橡膠支座的疲勞損壞。
對(duì)于支座病害通常是用不銹鋼墊板墊實(shí)支座，確保支座正常傳力。
2）擋塊。擋塊的損壞也比較普遍，一種情況是由于梁體與擋塊之間沒有設(shè)置足夠的自由變形的空間，板梁因?yàn)樯郎貦M向膨脹而擠壞擋塊；另外一種情況是梁板于擋塊之間未設(shè)彈性介質(zhì)，當(dāng)梁因?yàn)楸蛔不蛘叩卣鸬仍蜃矒魮鯄K時(shí)，因無消能裝置而撞壞擋塊，可能造成落梁，或者使下部立柱受彎開裂；斜交橋常有向銳角方向移動(dòng)擠壓擋塊的情況。
對(duì)于擠壞的擋塊通常是敲掉破損的混凝土，重新布置鋼筋，重新澆筑擋塊，并用氯丁橡膠墊塊作為彈性體填塞。
5、常見病害維修工藝
對(duì)舊橋而言，其維修加固施工工藝質(zhì)量往往至關(guān)重要。選定合適的材料來維修病害，主要考慮采用合理的維修工藝以保證維修質(zhì)量得到保證。和新建橋梁相比，很多細(xì)節(jié)的處理與通常的施工方法差別很大。因此老橋的維修加固對(duì)施工人員的要求更加嚴(yán)格，應(yīng)具備相關(guān)經(jīng)驗(yàn)的施工員操作為好，甚至某些項(xiàng)目必須要求具備相應(yīng)專業(yè)操作資質(zhì)的人員。
1）梁底空洞修補(bǔ)。鑿除空洞周圍疏松混凝土，清洗掉浮塵及鋼筋銹蝕部分；表面部分潤(rùn)濕后，利用聚合物水泥修補(bǔ)砂漿抹平，待硬固后再涂刷兩遍XYPEXP（賽柏斯）防水材料。
2）非預(yù)應(yīng)力梁縱、橫縫修補(bǔ)。裂縫寬度小于0,2 mltl的情況直接在表層涂刷2遍XYPEX （賽柏斯）濃縮劑漿料；縱縫寬度大于0．2 mltl的情況須用注漿材料封閉裂縫，可選用Et本SHO．BOND公司生產(chǎn)的GROUT灌注予以封閉。若裂縫大大超過規(guī)范限值則需根據(jù)承載能力試驗(yàn)結(jié)論進(jìn)行加固或大修。
3）空心板梁底存在白區(qū)。在梁底空腔最薄處鉆洞，排除梁內(nèi)空腔積水，梁底涂刷XYPEX （賽柏斯）濃縮劑兩遍，以提高梁底混凝土耐久性。
4）邊角及梁底大面積露筋修補(bǔ)。在修補(bǔ)的部位鑿毛，去除鋼筋銹蝕部分，鑿除疏松的混凝土，然后在表面種植膨脹螺栓，布置鋼絲網(wǎng)，用高壓水清洗表層臟污后趕緊涂刷界面劑，待界面劑未干即用力抹上修補(bǔ)砂漿。為防止砂漿流淌，每層粉抹厚度約1 cm，30 min后再抹第2層修補(bǔ)砂漿，如此2-3次，厚度達(dá)到2～3 cm即可。最后用XYPEX（賽柏斯）做防水處理。
5）露筋銹蝕構(gòu)件修補(bǔ)保護(hù)層。鑿除表面疏松物質(zhì)，清洗掉油污、浮塵，磨去裸露鋼筋的銹蝕，結(jié)構(gòu)表面潤(rùn)濕，按上述相同方法及修補(bǔ)砂漿使用說明涂抹修補(bǔ)砂漿進(jìn)行維修，最后用XYPEX （賽柏斯）防水處理。
6）橋面貫通縱縫的處理。橋面簡(jiǎn)支跨出現(xiàn)縱縫，為空心板鉸縫損壞，剪力鉸裂縫反射到橋面鋪裝?？上辱彸龢蛎驿佈b，再鑿除板梁剪力鉸破損混凝土，重新灌澆C40鋼纖維混凝土為剪力鉸，并且在板梁頂面種植“幾”型巾10200 iTtrn的鉸縫鋼筋，與橋面鋪裝層內(nèi)橫向鋼筋焊接，重新澆筑橋面，使橋面鋪裝層與空心板梁良好連接。
7）支座復(fù)位。將檢查中發(fā)現(xiàn)松動(dòng)移位的支座置于原位，并用薄的不銹鋼板涂膠后塞緊。清理支座部位的垃圾，做好防水保護(hù)的工作。
8）橋臺(tái)擋塊的修復(fù)。鑿除開裂的擋塊混凝土，保留原有鋼筋，增加擋塊鋼筋重新澆筑擋塊，然后在板梁和擋塊之間填塞氯丁橡膠板，作為橫向頂推力消能裝置。
6、結(jié)束語(yǔ)
通過對(duì)區(qū)內(nèi)橋梁的長(zhǎng)期健康監(jiān)測(cè)，我們發(fā)現(xiàn)橋梁在設(shè)計(jì)、施工及養(yǎng)護(hù)中存在一些考慮不周的地方。在橋梁設(shè)計(jì)和養(yǎng)護(hù)中更關(guān)心的是結(jié)構(gòu)安全、經(jīng)濟(jì)、美觀，而結(jié)構(gòu)的耐久性考慮常常不夠多。但從大量橋梁存在的問題分析，出現(xiàn)問題的根本原因往往在于耐久性不良。考慮好耐久性設(shè)計(jì)，并提高施工和養(yǎng)護(hù)工藝可以提高橋梁正常使用的年限，避免過早出現(xiàn)病害，甚至危及安全。換個(gè)角度講，耐久性關(guān)系到安全和經(jīng)濟(jì)兩大重要因素，設(shè)計(jì)、施工和養(yǎng)護(hù)管理單位必須予以高度重視。
