浅谈桥梁工程的常见病害及施工处理技术

摘要：作为重要的市政工程，桥梁在整个城市交通发展中起到关键作用。修复后的市政桥梁，可适应不断增加的交通需要，又可排除其安全隐患，还可美化市容。对市政道路进行养护，尤其是处理好病害问题，不仅可以获得较好的社会效益，而且可以改善道路交通状况，优化交通条件。基于此，文章针对桥梁工程的常见病害及施工处理技术展开分析。

关键词：桥梁工程；桥梁病害；病害处理；施工技术

道桥结构病害是指道桥结构由初始微小变形逐步演变为结构损伤，进而影响结构的承载能力，并对其性能产生影响。如功能型病害是公路桥梁在长期遭受各种外部自然力、人为力的腐蚀与损伤后，不可避免地会对其使用功能造成一定程度的损害，产生油体上泛、裂缝、坑槽等各种功能缺陷，严重地降低了公路的品质［1］。

一、桥梁工程的病害概述

桥梁是我国道路运输的生命线和咽喉工程，也是百年大计。我国目前拥有全球最多的桥梁，90%以上为水泥结构，每隔30年就要进行一次大修或改建。近几年来，绝大部分的问题是未进行早期检测和处理，虽然这与我国的养护维修技术存在一定的关系，但更重要的原因在于人们对病害的认知和对病害的危害了解不够。

由于环境影响、交通量大、超载、结构自身缺陷以及维修保养不当或不能及时维修等原因，导致了桥梁结构的损坏。比如，过载时产生的裂缝就是最直接的反映，尤其是在受力最不利部位产生的裂缝，更应该予以关注。过载开裂会引起钢筋锈蚀，锈蚀生成的体积膨胀，会沿着钢筋的方向产生裂缝，严重时会造成混凝土保护层的整体剥落，从而降低构件的耐久性。另外，普通的桥梁病害还表现为构件表面的蜂窝、孔洞和破损、钢材腐蚀、支座脱落和破坏等。

二、桥梁工程的常见病害及施工处理技术

（一）桥梁结构中常见裂缝及处置方式

1.混凝土自身应力形成的裂缝

（1）收缩裂缝：砼的干燥进程是从表层逐渐向深层发展，表现为水分迁移。

在混凝土的干燥过程中，出现表面收缩大、内部收缩小的非均衡收缩，从而导致表层混凝土受到拉伸，而内部的混凝土受到挤压，在混凝土所受的拉力超过其抗拉强度时，会出现开裂，如图1所示。

（2）温差开裂：当温度荷载大于砼的承载能力时，就会出现温差开裂。

比如浇筑完的大体积混凝土，其内部的温度非常高，如果没有适当的散热方法，就会因为外部和内部的温差过大而产生裂缝；在蒸养和冬季施工时，如果采取的技术措施不正确，则会导致混凝土忽冷忽暖，内部和外部的温差不均匀，也容易产生开裂；在钢筋混凝土结构中，构件长度越大，其内部的环境温度越高，其内部的温度应力就越大［2］。

2.荷载作用下产生的裂缝

（1）弯裂缝：当弯矩作用于荷载上时，会出现弯折裂缝。无论是受弯构件还是压弯构件，其弯折裂缝最先产生于弯矩值最大处的混凝土拉压区。同时，随着荷载的增大，裂缝的扩展范围也随之扩大，裂缝数目也随之增加。

（2）剪切裂缝：有些情况下，剪切裂缝又称为斜裂缝。首先产生于剪切力最大处。对于受弯构件和压弯构件，多出现在靠近支撑的部位，且从底部起，沿距轴心25°～50°的方向发展，两边分开。当载荷增加时，裂缝会继续扩展到受压区，裂缝数目会越来越多，裂缝区也会从跨度中扩展开来。

（3）断开裂缝：当加固后的混凝土结构受到拉伸时，在横断面上产生的裂缝被称作断开裂缝。受拉构件在加载时出现的裂缝都是沿着竖向断面扩展的，且裂缝之间的间隔具有某种规律；受拉构件在内拉力较小时，混凝土与钢筋均受拉，拉应力最大不超出混凝土的抗拉强度，即为正常工作条件；当内部荷载增加时，内部拉应力到达最大值，发生开裂，而所有的荷载都由钢筋来承受，这就是允许出现裂缝的构件的工作状态。随着荷载的不断增加，混凝土中的钢筋受拉强度逐渐增加，而混凝土中的钢筋伸长率也越来越高，超出了设计规定的容许范围，此时已不能满足使用要求，或者已经濒临失效。

（4）扭曲裂缝：在混凝土构件受扭转与弯曲共同影响下，在混凝土中形成的裂缝就是扭曲裂缝，断裂倾向为45°。

（5）由局部应力诱发的开裂：由局部应力诱发的开裂，其特点是：桥墩的支撑部位承受很大的局部荷载，使结构产生突发性撞击荷载；在荷载作用下，梁端锚固端部在荷载作用下产生了很大的局部应力，产生了开裂。

从实践来看，要不要对裂缝进行修复，要综合多种因素来判断和考量：

（1）当混凝土开裂超出设计规定标准时，为保证混凝土的耐久性和强度，必须对其进行修复。

（2）如果裂缝很小（宽度低于0.15mm），数量很少，没有持续发展，对梁的刚性等没有显著影响，以及在钢筋未被腐蚀的条件下，可以暂时不用修复。

（3）如果裂缝的宽度有增大趋势，并且超出了相关标准规定，则需要进行修补处理。

（4）对于裂缝数目增加而不增大的情况，需要进行修复。

一般来说，对于各种结构裂缝，要根据裂缝的具体状况，首先要依据裂缝的成因来进行加固，从源头上遏制裂缝的发展，随后，按照裂缝的严重程度，采用有效的修补方法，以修复结构的整体性，保持结构的强度、刚度、耐久性、抗渗性和外观的完整性为目标。

现在普遍采用的方法是：

（1）表层闭合修复法：采用补浆、凿槽嵌补、喷浆、填缝等措施对结构表层进行封堵［3］。

（2）高压注浆修复方法：通过水泥注浆或化学注浆，在结构的缝隙处填充注浆。

（3）表面粘贴玻璃布或钢板等材料，不仅可以有效地密封裂缝，而且可以改善构件的强度、刚性。

（二）混凝土结构常见缺陷及处理方法

混凝土结构的常见缺陷主要包括：

（1）结构自身固有的质量问题，例如，混凝土内部出现孔洞、蜂窝等；

（2）钢筋，钢绞线和锚固件的腐蚀；

（3）由于表层风化和钢筋锈蚀，导致了钢筋的剥离；

（4）构造接头处出现诸如开裂或断裂的损坏；

（5）在多个因素的作用下，该结构出现了裂缝；

（6）因车辆撞击或刮擦而造成结构倾斜、缺边、混凝土脱落等损坏。

对病害的修复处理，应从以下方面进行：

（1）清理工件表面的污物，要用水冲洗，避免使用具有强腐蚀性的化学物。

（2）对混凝土空洞、破损、剥落或表面风化进行修补，必须将疏松部位清理干净，然后用高强度混凝土、高分子混凝土、改性环氧混凝土、高分子砂浆或改性环氧砂浆来修补。新浇筑的砼或灰浆应浇注或涂刷，并填塞密实，与原有结构黏结牢固，表面平整。

（3）梁出现漏浆或保护层脱落，须将保护层削掉，去除锈蚀，再进行保护层修补。如果损伤较小，可以使用环氧树脂砂浆进行修复，如果损伤太大，可以喷涂高强度级别的水泥砂浆进行修复。

（4）在空气、雨水、河水中含有腐蚀混凝土和钢筋化学物质的情况下，应当采取保护措施［4］。

（5）对损坏程度较大的部件，应立即进行补强或替换。

需要说明的事项：

（1）在日均温度小于5℃的情况下进行养护时，养护后的砼部件要进行保温处理，以确保修复物的硬化。

（2）修补所使用的混凝土、灰浆等，其强度及其他品质要求均不小于原料。修复用的混凝土和砂浆强度等级要高于原来的强度等级。

（3）受拉区的修复采用环氧树脂，受压区的修复采用膨胀水泥；对采用水泥砼或灰浆进行修复的部件，要强化养护措施，如有可能，可采用蒸汽养护或密闭养护。

（三）支座常见病害及处理方法

常见支座的主要病害：

（1）板式橡胶支座：主要的病害有支座自身老化开裂、钢板暴露、钢板锈蚀、不均匀鼓起和脱落，支座局部脱空，支座剪切变形，甚至超限，支座位置串动，支座垫块有缺陷，如图2所示，为某桥梁支座典型病害。

（2）盆式支座：常见的病害有板开裂变形，钢结构脱落，钢构件锈蚀，聚乙烯板磨损，支座位移超限，支座转角超限，螺栓变形或断裂，锚固螺栓被切断或拔出，支座垫板有缺损。

（3）铸钢支座：常见的病害有钢材开裂变形等损坏，锚固件和定位件损坏等，活动支座不活动，转角超限，支座垫板有缺陷等。

支座的病害处理：

（1）替换支座：如果超载支座发生失效，使其不能正常工作，或者存在下列缺点，要对造成这种情况的成因及造成的后果进行全面分析，并进行替换：支座上的固定螺栓被切断，滚动表面不平坦，轴承出现裂缝或缺口，滚轮轴尺寸不当，混凝土摆杆严重开裂、倾斜，需要进行替换；当底座板发生弯曲，变形或断裂时，应及时替换；当板式橡胶支座受压变形较大或剪切变形太大，中间钢板外露，橡胶开裂，老化变质时，要立即更换；小跨度（板桥式）桥面油毡垫面破损、脱落、老化，需予以替换；由于盆形支座已破损，影响其日常工作，需予以替换；滑板支座表面磨耗较大，并引起其他零件的损坏，需予以替换；由于固定支座螺栓数量过多，导致其他部件发生了损坏，需要进行更换；钢支架的主要受力部位发生脱焊，钢构件因磨损而产生凹陷，或者有较大的裂缝，牙板断裂，支座卡死等情况，必须予以替换；其他可能会对桥梁使用和结构受力、安全性产生不利影响的病害，需要进行更换。

（2）支座的维修：当板型橡胶支座出现部分空隙时，可用楔形钢板进行修补；辊轴支座的实际纵向位移，要符合理论上的标准变形量；如果梁的变形超过允许的范围，或者存在侧向变形，则需要进行校正。若辊轴有不容许的爬行、歪斜，则需修正其定位。

（四）桥面铺装常见病害及处置措施

（1）当超载混凝土面板出现泛油、鼓泡、开裂、波浪形、坑槽车辙等损坏时，要立即进行处理。如果损伤范围不大，可以进行局部修复；当破损范围很大时，可以将整个桥面铺装拆除，进行新的桥面铺装。

（2）对于由于潮湿环境导致的铺装层脱8IpFIcYn4MhQkShum8aeM+A2jEVTH7EMnMO1Xm3eGjo=落和鼓包现象，在进行表面修复前，必须对其进行有效的排水处理。

（3）对于已过负荷的旧路，建议采用铣刨修补，不宜在原有的桥面板上再铺设沥青砼构造物来加固。在此基础上，加铺厚度应根据沥青面层设计需要和桥梁结构承载能力计算结论共同确定。

（4）在进行沥青砼路面或面层维修的过程中，不能将伸缩缝遮盖住。

（5）按照《公路沥青超载养护技术规范》中的有关标准，对沥青砼桥面板进行养护、病害处理及维修。

水泥混凝土桥面铺装层的常见病害及维修措施：

（1）对于出现裂缝、拱鼓、错台、脱落、骨料外露等问题，要进行相应的治理。破损严重时，需将原有路面整体或整个桥面凿掉，重新铺设新路面。

（2）路面出现大面积剥落、麻面现象时，可以在桥面上增设沥青砼构造层，或者在桥面受力许可时，采用沥青混凝土结构层。

（3）对于桥面上超过3mm的裂缝，要查明产生裂缝的成因。在确认没有结构性损伤且继续发展的前提下，灌缝施工才能进行。

（4）路面铺装的部分破损，如超载或Ⅰ类道路桥梁桥面松散，其桥面坑洞面积不能超过0.2m2，且厚度不能超过20mm；其他路桥不能超过0.3m2，而深度不能超过30mm。如果铺装破损超出以上要求，必须修补。

（5）水泥砼面板的修复必须按照以下要求进行：

①对修复区域进行划分，按顺桥向进行切割，且在不干扰完好部位的前提下进行施工。在保证施工质量的前提下，切割的深度要比水泥砼的铺设厚度要小，而且要保证施工过程中的防水层不受损伤。

②对破损的防水卷材，按制度规定予以修复。

③新老砼界面黏结较好。

④桥梁的养护可以采取半幅作业半幅通行的方式。

⑤当对受损结构进行清拆时，必须先将清障切断，方可继续进行清拆工作。清理工作要彻底，不能留下任何隐患。其他完整部件要尽量不要受到干扰。

⑥在清除钢筋网结构的防水混凝土层作业时，必须保证原有的加固结构不受破坏。

⑦在进行新的砼浇注之前，工作表面（含周边）必须清洗干净，粗糙面的不平度不得少于6mm。

结语

综上所述，近年来，我国城镇道路交通快速发展，机动车超载现象日益突出，而我国桥梁又因年久失修，出现了大量的病害，给正常交通运行造成极大的安全风险。作为重要的交通枢纽，许多市政大桥位于繁华地段，是重要的交通枢纽，其维护是保证城市道路交通的稳定和安全的重要手段。因此本文对桥梁工程的常见病害及施工处理技术进行了分析。

参考文献：

［1］张莉.桥梁工程的常见病害与施工处理技术［J］.散装水泥，2023（05）：143145.

［2］李昂.道路桥梁工程的常见病害及施工处理技术研究［J］.运输经理世界，2023（21）：142144.

［3］高琦.桥梁工程的常见病害及施工处理技术研究［J］.工程建设与设计，2023（13）：210212.

［4］吕会杰.公路桥梁工程的常见病害及施工处理技术分析［J］.工程建设与设计，2023（11）：177179.

作者简介：郭乐乐（1989—），男，汉族，河南洛阳人，本科，工程师，研究方向：市政桥梁。