广东省常规桥梁病害分析及维修加固方案

许国龙 黄乐康

（1.新疆维吾尔自治区交通规划勘察设计研究院，新疆 乌鲁木齐 830000；2.中交第二航务工程勘察设计院有限公司，湖北 武汉 430000）

一、概述

进入21世纪以来，我国桥梁建设规模出现了指数型增长，每年开工建设的桥梁约1万余座，如此惊人的建设速度离不开我国在桥梁建设技术、材料性能、装备水平等方面投入的精力，但在桥梁养护加固方面，我国与欧美等桥梁强国仍有较大差距。如今，车辆逐渐大型化、重型化，公路交通流量日益增长，超限超载问题日益突出，致使现役大部分桥梁出现了不同程度的病害，严重威胁了人民群众和国家的财产安全，制约了地区经济发展。

因此，本文对广东省某高速公路桥梁的病害类型、病害成因、维修加固方案进行了研究，可为同类型工程提供参考与借鉴。

二、工程概况

广东省某高速公路由珠海段、新会段、台山段及阳江段组成，2002年4月28日，一期正式通车，2005年底，二期珠海段通车实现全线贯通。其中，台山段（K50+585～K137+392）起点位于金星农场，终点位于台山市北斗镇，全长86.807公里，全线共有桥梁173座，其中特大桥1座、大桥5座、中桥49座、小桥118座。经检查后发现，该路段所有桥梁结构均存在不同程度的裂缝、横向连接损伤与裂缝、桥面铺装破损、混凝土局部剥落与漏筋、支座脱空等病害。

三、桥梁病害类型及成因分析

（一）空心板病害及成因分析

常见的空心板病害包括：混凝土局部剥落、漏筋，桥面铺装破损，铰缝损伤，支座脱空等。

形成原因如下：支座脱空造成其他支座反力增大，超过支座承载能力，从而导致支座损坏；支座脱空增加板梁横向弯矩，引起板底纵裂；支座脱空加剧铰缝损坏程度，进而形成单板受力，最终损伤板梁。

本文选取了实验路段某一简支通道桥进行分析计算，该通道桥主梁采用长10m、高50cm的空心板，底板多处存在纵向裂缝，支座未脱空，计算时考虑了恒载、梯度温度、汽车荷载等不利工况，该桥的持久状况承载能力极限状态弯矩包络图如图1所示：

图1.持久状况承载能力极限状态弯矩包络图

由上图可知，空心板的承载能力满足设计要求。由此可见，空心板产生纵向裂缝并非都是承载力不足导致，多数与施工质量有关,由于空心板梁底的钢筋较密，粗骨料不易进入空腔最低处，也不易振捣，由此导致空心板空腔最低处易产生纵向裂缝。

（二）T梁病害及成因分析

常见的T梁病害包括：腹板裂缝，湿接缝裂缝，横隔板裂缝，混凝土局部剥落、漏筋等。

形成原因如下：T梁腹板裂缝一般分为结构性裂缝和非结构性裂缝，结构性裂缝一般与外荷载关系密切，当外荷载引起腹板底部拉应力超过混凝土极限拉应力值时，裂缝将从梁底向上延伸，出现竖向或倾斜的裂缝。此外，也有部分T梁由于腹板横向刚度不足，引起侧弯效应裂缝，这是一种结构性裂缝，应该引起重视，这类裂缝主要呈枣核形，两端细、中间宽，裂缝仅出现于腹板，腹板出现明显的侧弯现象；非结构性裂缝一般是由于混凝土收缩或施工工艺所造成的，裂缝仅存在于腹板位置，多为不规则形状；湿接缝若出现较长的不规则纵向裂缝，多半为结构性裂缝，这种裂缝是在荷载的反复作用下产生的，若不及时处理，则会在桥面铺装对应位置处形成贯通的裂缝；横隔板裂缝主要存在于主梁间距偏大、腹板偏薄的T梁中，多为竖向或倾斜裂缝，主要是主梁整体刚度不足，横向联系薄弱所致；混凝土局部剥落、漏筋主要表现为剥落、掉块、缺陷、凹陷、钢筋锈蚀外露等，此类病害一般是因为施工不当造成，如保护层过薄，在荷载的反复作用下，混凝土开裂，空气中的水汽渗入裂缝，与钢筋发生化学反应，导致钢筋出现锈蚀现象，此时钢筋体积膨胀，大面积保护层被胀裂。

（三）箱梁病害及成因分析

常见的小箱梁病害包括：腹板斜裂缝、梗腋处纵向裂缝、湿接缝纵向裂缝、底板纵向裂缝等。

形成原因如下：腹板斜裂缝是由腹板厚度偏小，箍筋配筋率偏低，小箱梁抗剪承载力储备不足所致；梗腋处纵向裂缝与施工质量、荷载反复作用有密切的关系；湿接缝纵向裂缝是在荷载的反复作用下产生，随着交通流量的增加，此类裂缝在小箱梁中日益增多；梁底裂缝主要表现为梁底面出现纵向裂缝、腹板和底板相交处出现纵向裂缝，这类裂缝为非结构性病害，多数与施工质量有关。

四、桥涵结构维修加固方案

维修是保持桥梁正常使用而采取的处治措施，针对的是非结构性病害，加固是桥梁结构因局部损坏或其他原因导致承载力不足时，进行的补强措施。若梁体损伤已经影响了结构承载能力，则需要对其进行加固，如底板出现横向裂缝、小箱梁腹板出现超过限值的结构性裂缝，常采用增大截面法、粘贴钢板法、体外预应力法等加固方式。

空心板铰缝损坏应按以下两个原则进行处治：一是若仅铰缝脱落渗水，可在铰缝渗水位置灌注Ⅰ级环氧类聚合物改性水泥砂浆；二是若空心板铰缝已失效，或存在单板受力现象，桥面铺装存在反射纵向裂缝时，则须重做铰缝。

对于湿接缝、横隔板、梗腋处等非结构性裂缝，如果裂缝宽度δ＜0.15mm且为裂缝深度较浅的细小裂缝，可采用表面封闭法处治；如果裂缝宽度δ≥0.15mm，可采用压力注浆法封闭处治。

混凝土局部剥落、漏筋应按以下两个原则进行处治：一是发现表观质量破损时，应及时凿除破损部位松散混凝土，并采用Ⅰ级环氧类聚合物改性水泥砂浆处治混凝土疏松和较浅区的病害；对孔洞及深度超过3cm的疏松区，采用Ⅰ级环氧类聚合物细石子混凝土进行修补。二是出现钢筋外露时，应及时凿除露筋部位的剥落、疏松、腐蚀等劣质混凝土，对外露钢筋进行除锈处理，并涂抹阻锈剂。对于单根主筋锈蚀至截面减少20%以上的，必须将其完全凿出，进行除锈、阻锈处理后，再补焊同等直径钢筋，并用Ⅰ级环氧类聚合物改性细石子混凝土进行修补。

支座脱空时，可采用塞填钢板的方法进行处治，根据现场实测脱空高度、厚度，将耐候钢（Q355NHC）加工成楔形钢板，确保钢板高度高于脱空高度0.4mm，且打入后钢板外露宽度不小于5cm；此外，应适当打磨钢板楔入端边缘，使其边缘略小于正常厚度，以便钢板楔入支座与梁（板）间隙。

五、结语

在养护加固桥梁设计时，要明确维修与加固的概念，除了收集相应资料，如竣工图、历年维修或加固施工图、检测报告外，还应该进行现场勘探，详细分析桥梁病害原因，再给出具体可行的施工设计图，具体问题具体分析。本文介绍了广东地区桥梁的一些常见病害，也给出了相应的处治方案，为我国桥梁建设及养护工作提出了可行性的建议，可为同类型工程提供参考与借鉴。