公路桥梁上部结构病害成因及养护对策分析

杨超、肖城

（江西省天驰高速科技发展有限公司，江西南昌330000）

0 引言

高速公路桥梁在养护管理环节，很多已投入运营的桥梁项目因为建设施工、运营维护不当等问题，导致上部结构存在严重损坏的问题，影响公路桥梁整体效果。及时采取措施分析各种养护措施，保障桥梁的正常运行，达到行车安全性的要求，促进交通领域的发展和进步。

1 桥梁养护意义

针对桥梁工程项目而言，在运营的阶段中经常会受到车辆荷载以及环境因素的影响，从而出现桥梁病害问题。通过采取科学有效的养护方式，加以及时、周详的养护策略，可以减少裂缝危害的出现。同时，在养护的阶段针对出现的裂缝问题以及相关磨损问题，通过及时的采用材料进行更换处理，能够提高桥梁结构的稳定性，对延长公路桥梁的使用年限有着积极的作用。

2 上部结构病害

2.1 板（梁）裂缝

上部结构的板（梁）裂缝有主要包含纵向与横向裂缝，还有腹板结构的裂缝，并且存在比较严重的腐蚀性问题。

2.1.1 板（梁）纵向裂缝

一是，纵向走向位置沿着预应力钢束方向运行，和施工中的预应力钢束位置、张拉、压浆等存在直接的关系，比如结构强度性能不足、钢束发生变形等；二是，空心板结构的存在，造成纵向裂缝发生，比如在圆孔下部或者方孔边角等部位上出现裂缝的问题；三是，整体浇筑作业形成的空心板结构，结构配筋出现纵向过大的情况，导致结构钢筋出现损坏的情况，特别是在高等级的公路桥梁宽度较大的情况下，因为温度应力、横向弯矩等持续作用，导致结构出现裂缝的病害问题[1]。

2.1.2 板（梁）底横向裂缝和腹板竖向裂缝

这是目前比较普遍存在的裂缝问题，是普通混凝土结构部件常见病害，因为并未产生预应力的作用，在恒载、活载等影响之下，结构发生裂缝的问题，这是较为常见的受力裂缝的形式，一般来说桥梁运行较长时间都会产生开裂的问题。有些预应力结构的腹板形式，混凝土保护层结构厚度较小，竖向钢筋锈蚀问题的出现也会导致竖向裂缝的存在，但是一般不会延伸到底板的结构上，也不会出现下宽上窄的形式，所以并不是受力裂缝的问题。

2.2 板（梁）底渗水、泛白

空心板底部因为进入大量的水而导致结构损坏，这主要是由于空心板结构损坏而导致的，主要形成原因有如下几种：其一，梁体的排水孔位置上并不是最低位置，所以导致很多部位上存在积水严重的情况，且水泥混凝土还有部分透水性，梁体中有一定量的存水，逐渐地进入到水泥结构内部，发生泛白的问题。有些桥涵结构设计为普通混凝土结构形式，在正常运行的过程中，底部会发生细微横向裂缝的问题，这种情况下水会从裂缝的位置上直接渗出，造成底部发生泛白的问题。其二，有些桥面结构排水效果比较差，且水泥混凝土损坏较为严重，雨水、雪水渗入到内部的情况比较严重，且冬季融雪剂的加入也会造成钢筋腐蚀严重，结构性能变差，严重地影响总体的施工效果[2]。

2.3 剥落、露筋

造成剥落、露筋的原因：一是，混凝土结构长期受到自然环境的侵蚀和影响，比如雨淋、日晒等，存在表面严重风化损失的问题，还有渗水、冻融等综合性影响，出现钢筋锈蚀严重、混凝土表面结构剥落、露筋等问题；二是，交通事故的发生，因为车辆碰撞而导致的剥落、露筋。

2.4 板底刮痕

造成板底刮痕的原因有：其一，有超出限高标准的车辆进入到内部行驶，或者超载、私自改装的车辆行驶，从而引发板底刮痕的问题出现；其二，公路桥梁管理单位未及时采取必要的养护管理措施，有些交通路段内行驶较多的砂石料运输车，洒落的材料未能及时清理，长久堆积导致路面标高比较大，最终出现车辆撞击桥梁的事故问题，严重影响桥梁运行的安全性[3]。

2.5 铰缝渗水碱蚀、勾缝砂浆脱落

因素一，勾缝施工中其结构和梁体结构联合的性能比较差，车辆运行时导致桥梁发生振动的危害，造成勾缝砂浆脱落的问题发生；因素二，梁板间在传输车辆剪力的条件下，铰缝也会存在有较大的外部作用力，而勾缝砂浆厚度较小，结构性能相对较低，所以是最先损坏的结构；因素三，桥面排水效果非常差，积水会逐渐地渗入到结构内部，导致出现碱蚀的问题。

2.6 支座脱空

因为支座底部垫石开裂，或者出现了墩台顶面平整度不足而产生底部脱空。

2.7 支座老化、开裂

一是，橡胶支座在运行中因为环境的侵蚀影响、外部荷载的持续性作用，导致其老化比较严重，结构性能下降，而发生老化开裂的质量问题；二是，伸缩缝或桥面连续缝出现结构损坏的问题，导致漏水、漏油的问题，给支座橡胶产生严重的侵蚀影响而发生损坏的问题；三是，墩顶存在有部分的垃圾或者散落的材料，支座结构出现变形的情况，从而引发结构损坏的问题。

2.8 支座剪切变形

一般情况下，橡胶支座并不会和梁体结构同时进行滑动，且温度的作用之下会出现收缩变形，再加上外部荷载持续性的作用，进而出现了剪切变形的问题。

3 养护对策

3.1 梁体裂缝对策

一方面，当裂缝宽度W＜0.15mm 时，需要选择使用涂刷环氧树脂浆液的方式进行封闭处理；另一方面，当裂缝宽度W≥0.15mm 时，选择应用化学灌浆作业方式。受力裂缝一般需要通过在表面粘贴碳纤维布或者钢板等方法加固施工，但是要保证排水效果合格，确保排水孔达到通畅性的要求，符合运行标准和要求。

3.2 剥落、露筋对策

对策一，如果因为车辆碰撞所产生的损坏问题，及时做出相应的损坏结构修补处理，可根据需要一并设置限高标志，能够一定程度上预防此类事故发生。对策二，如果是因碱骨料的反应而导致发生剥落的问题，应该采取环氧砂浆填补的方式进行修复处理；对于钢筋外露锈蚀的问题，需将表面存在的杂物清除干净，裸露出光洁的部分，并且涂刷钢筋保护剂材料，最后再在表面使用环氧砂浆材料进行保护处理，提高结构性能。对策三，如果发生剥落的问题是因为混凝土锈蚀膨胀所导致的，将锈蚀物质清理干净，然后表面再涂刷一层保护剂，且使用环氧砂浆制作钢筋保护层，达到结构强度和性能的要求[4]。

3.3 板（梁）底渗水措施

对于板（梁）底渗水碱蚀，检查确定是否达到排水性的要求，满足通畅度的标准，及时排出积水，消除任何不利的影响。

3.4 板底刮痕对策

一方面，如果问题出现在公路桥梁等级较低的通道、涵洞等设施，因为偶然性发生的事故产生的撞击损坏问题，选择应用环氧混凝土材料实施修复处理，表面粘贴一层钢板或者碳纤维布增加结构强度，并且在现场布置限高标志牌或者门架，禁止超限车辆进入到现场内；另一方面，如果桥梁的净高比较小，比如下部有穿越经过的二级以上公路，则容易发生撞击事故问题，给梁体产生严重的损坏。此时应该采取措施加强梁体的维修加固处理，如有必要可以及时更换基础设施，降低撞击事故概率，也可以采用下部开挖坡道的形式，增加净高。对于净高不合格，且目前没有发生撞击事故，管理单位需要及时采取措施增加净高，以免后续运行中产生撞击问题[5]。

3.5 铰缝渗水碱蚀、勾缝砂浆脱落对策

对策一，渗水碱蚀的问题需要采取增加桥面与伸缩缝的方式达到防水性效果，避免病害更加严重；对策二，勾缝砂浆脱落问题出现后，可以通过使用标号更高的水泥砂浆材料实施修补处理。

3.6 支座脱空对策

针对上部桥梁结构出现支座脱空问题，在实践的阶段中，根据支座的现状，采取不同厚度的钢板进行垫实处理。同时在进行钢板垫实的阶段中，还需要做好钢板的固定以减少支座脱空问题二次出现。

3.7 支座开裂对策

在支座养护阶段，为了有效处理支座开裂问题，需要保障支座处于稳定的平衡状态，及时处理墩柱周围的残留垃圾。保证制作的开裂问题能够得到减少，同时针对开裂严重的需要及时的更换，另外在进行维修的阶段中需要加强平时的养护工作，及时地进行涂油保养，减少支座橡胶老化问题出现。

3.8 支座剪切变形对策

在控制的阶段中为了能够保证整体结构的强度满足实际要求，需要及时的针对橡胶支座的变形角度进行控制，使其能够控制在小于35o范围之内。此外一旦超过了该参数值，需要及时的更换支座。

4 结语

混凝土桥梁上部，容易因为各类因素的持续作用从而导致结构发生损伤等严重问题，威胁交通运行安全性。在公路桥梁养护实施环节，加强上部结构检查管理工作，了解缺陷发生的原因，进而采取必要的应对措施，切实提升公路桥梁的运行安全性和稳定性。