舊橋常見病害及其養(yǎng)護維修對策
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，所以針對每座橋梁各自的情況，需仔細檢查，慎密分析，然后對癥下藥，采取科學(xué)合理的養(yǎng)護維修或加固措施才是目前舊橋尤其是病害橋的當務(wù)之急。本文對閔行區(qū)市政工程管理署的26座橋梁病害作一分析總結(jié)。
1、實例橋梁概述
2007年度閔行區(qū)進行常規(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，對這26座橋梁BCI進行評分，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表面存在明顯滲水痕跡。
對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，又施工時往往不能保證鋪裝層鋼筋布置在合理的位置；當空心板梁受彎梁端發(fā)生轉(zhuǎn)角位移時，該處鋪裝層隨之發(fā)生強迫位移，鋪裝層頂面負彎矩開裂。由于這種負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)受力負彎矩處，而沒有考慮負彎矩裂縫滲水問題，僅僅按照規(guī)范中對受力安全提出的裂縫寬度要求設(shè)計，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，實際施工時往往不能很好地澆筑剪力鉸結(jié)構(gòu)處混凝土，此處混凝土因為收縮開裂等原因失效，當該處梁板受力下?lián)蠒r，其相鄰的梁板由于剪力鉸失效而不能有效傳遞荷載，兩板梁問產(chǎn)生相對位移，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。
對于橋面縱縫病害，若縱縫不多，通常對個別縱縫進行專門維修，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板梁問的聯(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，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，有時會有滲水痕跡。這類裂縫是由于空心板澆筑時，振搗不勻?qū)е录毠橇陷^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期受滲水影響，蓋梁、立柱或臺帽存在箍筋銹蝕、裸露，混凝土保護層剝落現(xiàn)象，這是由于結(jié)構(gòu)混凝土保護層偏薄，有的甚至沒有保護層，尤其經(jīng)常受到滲水的部分，保護層碳化較快，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，因為結(jié)構(gòu)混凝土保護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)注意到這個問題，在《公路鋼筋混凝土及預(yù)應(yīng)力橋涵設(shè)計規(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層最小值，并且考慮保護層過厚的情況下應(yīng)布置防裂鋼筋網(wǎng)。對比“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)認識到保護層厚度對橋梁結(jié)構(gòu)耐久影響的重要性。
對于該類病害通常做法是先將鋼筋除銹，再用修補砂漿修補，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個支座，屬于超靜定性支撐，但經(jīng)常有1塊支座由于墩、臺帽頂面不平等原因較為松動，由于車輛振動使松動支座移動、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，也會加速橡膠支座的疲勞損壞。
對于支座病害通常是用不銹鋼墊板墊實支座，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，板梁因為升溫橫向膨脹而擠壞擋塊；另外一種情況是梁板于擋塊之間未設(shè)彈性介質(zhì)，當梁因為被撞或者地震等原因撞擊擋塊時，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擠壓擋塊的情況。
對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施工人員的要求更加嚴格，應(yīng)具備相關(guān)經(jīng)驗的施工員操作為好，甚至某些項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。鑿除空洞周圍疏松混凝土，清洗掉浮塵及鋼筋銹蝕部分；表面部分潤濕后，利用聚合物水泥修補砂漿抹平，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。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)承載能力試驗結(jié)論進行加固或大修。
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。在修補的部位鑿毛，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層修補砂漿，如此2-3次，厚度達到2～3 cm即可。最后用XYPEX（賽柏斯）做防水處理。
5）露筋銹蝕構(gòu)件修補保護層。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)表面潤濕，按上述相同方法及修補砂漿使用說明涂抹修補砂漿進行維修，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。可先鑿除橋面鋪裝，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，做好防水保護的工作。
8）橋臺擋塊的修復(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
通過對區(qū)內(nèi)橋梁的長期健康監(jiān)測，我們發(fā)現(xiàn)橋梁在設(shè)計、施工及養(yǎng)護中存在一些考慮不周的地方。在橋梁設(shè)計和養(yǎng)護中更關(guān)心的是結(jié)構(gòu)安全、經(jīng)濟、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?？紤]好耐久性設(shè)計，并提高施工和養(yǎng)護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。換個角度講，耐久性關(guān)系到安全和經(jīng)濟兩大重要因素，設(shè)計、施工和養(yǎng)護管理單位必須予以高度重視。
