浅析公路桥梁常见病害与处理措施

一座桥梁从建成到使用，牵涉到设计、施工、监理、运营管理等各个方面。设计疏漏，施工低劣，监理不力，均可能使混凝士桥梁出现裂缝。而裂缝也有很多种，如主拱圈裂缝(主拱圈中波纵向裂缝、肋、波连接处裂缝、拱肋裂缝、横系梁裂缝)、主梁裂缝(多发生在锚跨中部梁的下缘及悬臀梁根部上缘)、墩台身裂缝(墩台网状裂缝、从基础向上发展至墩台上部的裂缝、墩台身的水平裂缝、翼墙和前墙断裂的裂缝、由支承垫石从下向上发展的裂缝，桥墩墩帽顺桥轴线横贯墩帽的水平裂缝、双柱式桥墩下承台的竖向裂缝、支承相邻不等高的墩盖梁、矮墙上的竖向裂缝、墩台盖梁自上而下的垂直裂缝、镶面石突出的裂缝、悬臂桥墩角隅处的裂缝等)。

(二)伸缩缝损坏严重

造成伸缩缝破坏的原因主要有以下几个：

1、由于设计不周引起的伸缩缝损坏;结构计算时荷载少算或部分漏算;结构受力假设与实际受力不符;内力与配筋计算错误;结构设计时与施工的脱节;设计断面不足;钢筋设置偏少或布置错误;结构刚度不足等。

2、由于选型不当引起的伸缩缝损坏;

3、由于桥墩台施工及梁(扳)预制尺寸误差导致实际板端预留间隙与设计间隙悬殊而引起的伸缩缝损坏;

4、设计与实际伸缩量不符引起的伸缩缝损坏

5、板式橡胶伸缩缝由于施工误差或橡胶板破坏引起的伸缩缝处严重跳车;

6、板式橡胶伸缩缝或钢板伸缩缝由于伸缩装置混凝土施工先于两端沥青混凝土路面面层而引起的伸缩缝尾端跳车;

7、施工操作时，因操作不当引起伸缩缝处跳车;

8、材料选用不当引起的伸缩缝损坏。

(三)钢筋锈蚀

由于混凝土质量较差或保护层厚度不足，混凝土保护层受二氧化碳侵蚀碳化至钢筋表面，使钢筋周围混凝土碱度降低，或由于氯化物介入，钢筋周围氯离子含量较高，均可引起钢筋表面氧化膜破坏钢筋中铁离子与侵入到混凝土中的氧气和水分发生锈蚀反应，其锈蚀物氢氧化铁体积比原来增长约2-4 倍，从而对周围混凝土产生膨胀应力，导致保护层混凝土开裂、剥离，沿钢筋纵向产生裂缝，并有锈蚀渗到混凝土表面。由于锈蚀，使得钢筋有效断面面积减小，钢筋与混凝土握裹力削弱，结构承载力下降，并将诱发其他形式的裂缝，加据钢筋锈蚀，使截面有效尺寸减小，导致结构承载能力下降。锈蚀的直接后果是钢筋断面面积减小，对于以钢筋作为抗弯能力。钢筋锈蚀还会降低混凝土对钢筋的握裹力，锈蚀物外流，在结构表面形成锈迹，影响结构美观。

(四)其他影响因素

桥梁结构中其他常见的病害包括：支座破坏，主拱圈轴线下降，牛腿裂缝，墩台基础损坏，桥面变形及破碎甚至脱落，混凝土碳化速度快，碳化深度达到钢筋表面，防震荡块损坏，桥面破损，栏杆断裂，伸缩缝损坏，桥头跳车，这些病害不仅影响桥梁的美观，也影响桥梁的使用。

二、公路桥梁的主要处理措施

(一)在原桥主梁基础上加固增强

1、可利用墩顶上两孔梁端空间设置现浇横向悬壁挑梁，其上安装预制的微弯板。

2、在挑梁悬壁部分架设预制的人行道梁，两边桥孔人行道梁较主梁长，一端支承在边墩挑梁上，一端支承在路堤上特设的支墩上，此举系为了避免加宽桥台。

3、在人行道梁内侧的凸缘与旧桥面板间，用混凝土浇筑桥面加宽部分，桥面铺装层混凝土同时浇筑形成行车道，在桥面铺筑装层及桥面加宽部分，均设置了钢筋网，使整体性能加强。

4、桥面伸缩缝设置在桥梁顶中心，将行车道铺装延伸搭架在挑梁上形成，挑梁上桥面铺装层下垫设二层油毡，使其能随温度收缩。收缩缝中充填聚氨脂材料。

(二)清理桥面

原桥面多缺乏稳定而坚实的基层，整体性差，有必要将原桥面彻底清除，并挖除部分砂砾垫层，再加铺水泥稳定砂砾基层。其上浇筑钢筋混凝土桥面。

(三)拓宽加固

1、就地改建方案。为了不中断交通，就地改建就必须搭便桥，但搭便桥费用较高，且改建需拆除原有上、下部结构物，又需一笔可观费用，但改建后，各桥孔跨径标准全部结构都是“新”的，在心理上感觉更美观、耐用、可靠。

2、拓宽加固方案。此方案可不需搭便桥，只需适当控制交通，边通车边拓宽加固。由于可以利用原有墩台，拓宽加固主要在上部构造上进行，因而可节约更多投资，只要拓宽加固方案得当，亦可满足设计荷载要求。但桥孔尺寸长短不一，原桥梁混凝土标号低，又有一定的病害，虽经拓宽加固，似乎感觉不如新桥。

(四)桥台后座加固

将桥台后座上路面除去，改成钢筋混凝土单向简支预制板，支承于两侧墙上。用直径 25mm 的锚固钢筋使之与侧墙相接，其上铺装混凝土桥面，钢筋混凝土板与后座填料间留有空隙，以使活载压力直接作用于侧墙上，从而减去了活载引起的对侧墙的压力，并增加侧墙抗剪能力和基底摩阻力。

(五)主拱圈加固

原横系梁尺寸偏小，横向联系差，属薄弱构件，针对这一病害，将原横系悬梁截面尺寸加大，把拱顶部分横系数改变为横隔板，以加强横向整体性，使全拱宽共同受力。由于主拱圈受力大，裂缝多，采用拱肋及拱波部分包钢筋网并喷射混凝土加固拱圈截面，以提高各孔的整体刚度和承载力。

(六)悬壁孔主梁及挂梁牛腿的加固

为此对牛腿加固可采取两种方案：(1) 凿除原牛腿的低标号混凝土，改为浇筑钢纤维混凝土。浇筑钢纤维混凝土时，在新老混凝土结合面上涂以环氧砂浆以增进两者粘结。(2)将挂梁从两个支点搁在主梁上改为以多支点搁在端横梁上，此种方案，可使原牛腿上受力减少，但牛腿的混凝土则因破碎开裂，仍需凿除后重浇新混凝土。

(七)主梁负弯矩的加固

根据检查，测试资料及计算成果，主梁负弯曲区在一般荷载下即产生大量裂缝，其上桥面铺装层亦产生大量网裂，此种裂缝不仅不美观，使人产生不安全感，在实际上也会因雨水渗入主梁和翼缘板中，导致锈蚀受力钢筋，影响桥梁使用寿命，在考虑加固方案时，根据计算资料增加了纵向受拉钢筋，置于原铺装层范围内，计算结果还表明，由于新设计标准的荷载负弯矩作用，桥面混凝土的拉应力将达到3.96MPa，采用钢纤维混凝土，其抗拉设计强度有可能大于此拉应力，从而保证桥面不出现裂缝。

(八)主梁及挂梁正弯曲区加固

在按承载能力极限状态计算时，在汽—20、挂—100荷载作用下主梁截面强度不满足，故需补强。补强的措施是在凿去原桥面铺装及油毛毡后，将原桥面打毛，用锚杆在原铺装层厚度范围内加一层钢筋网，然后浇筑补偿收缩自防水混凝土。使结构达到抗裂防渗的目的，即解决防水问题。

(九)主梁裂缝粘合

为改善主梁负弯矩区受力情况，并增加梁板耐久性能及刚度，同时为了在加固施工中需要将导梁移孔时，主梁及挂梁能安全承受在通过的导梁设备重。

三、对加固措施的几点看法

1、结构更加合理。大桥采用加固拓宽方法改造，不仅在总体上具有上、下部构造配合恰当之优点，而且给人们以轻巧、优美、安全之感，施工亦安全简便、质量易于保证、工期短。

2、满足要求，节约经费，桥梁经加固拓宽后，不仅可以满足公路桥梁设计要求，而且比新修桥梁节约经费，同时节约了大量的钢筋、水泥、木材等建筑材料。

3、社会效益好。桥梁采用锚喷钢筋混凝土加固和悬壁式拓宽的技术方法改造，不仅便于施工，确保质量，而且施工期间可不中断交通，因而社会效益显著。

四、结束语

总之，在实际工作中，我们应加强对桥梁的检查,如发现缺陷后,应结合观察到缺陷的种类、部位、范围及严重程度,从设计、施工及使用年限,使用状态记录出发,进行综合分析,使之得到切合实际的初步判断。对公路混凝土桥梁的一些病害进行分析,找出产生病害的原因,提出加固处理的具体办法,进而提高经济效益和社会效益，保证人民的生命财产安全。

参考文献：

【1】《公路钢筋混凝土及预应力混凝土桥涵设计规范》 (JT-GD62-2004) 及《公路桥涵设计通用规范》(JTGD60-2004)强制性条文。

【2】《公路桥涵施工技术规范》 (JTJ041-2000)