浅析桥梁工程混凝土病害处理措施

摘要：本文结合工程实践及施工经验，介绍了桥梁工程施工中混凝土的病害处理方法，分析裂缝封闭、压浆和粘贴钢板的加固等施工技术措施，供同行参考。

关键词：混凝土桥梁；病害处理；加固；探讨

1、混凝土桥梁病害现象及产生原因

1.1混凝土桥梁病害现象

常见的病害现象有裂缝、撞损、剥落、蜂窝、冲刷、钢筋锈蚀等，其中，裂缝是混凝土桥梁最常见的病害现象。混凝土桥梁病害主要表现：①裂缝是影响桥梁的承载力和耐久性的重要因素，混凝土裂缝引起钢筋保护层破坏，致使空气侵入，导致钢筋锈蚀现象；②钢筋锈蚀是钢筋混凝土构件破坏的主要原因，钢筋锈蚀产生的体积膨胀使混凝土承受拉力而开裂剥落，造成钢筋混凝土构件的病害；③混凝土的剥落与剥离，减少了构件的截面积，增大了应力，并使得有害化学物质更容易向内侵蚀；④车辆、船只等对桥梁的撞击，造成桥或桥墩开裂、破坏；⑤河水的冲刷会导致桥梁桩基外露，降低基桩的承载力，影响桥梁的稳定性和抗震能力。

1.2混凝土桥梁病害产生原因

在桥梁的建造过程中，设计不合理、截面尺寸和钢筋配置不符合力学要求、施工质量问题达不到设计要求、建筑材料使用不当、品质不良等问题都会使桥梁在使用开始就存在质量隐患。桥梁在使用过程中，混凝土的干缩、徐变现象以及预应力构件的预应力损失不可避免，造成构件强度降低；同时，环境中有害的化学物质会对结构造成侵蚀，导致混凝土强度降低，钢筋产生锈蚀。此外，交通超载、车辆与船舶的撞击损坏、桥面磨损等人为因素的破坏也是产生裂缝的原因；严寒酷暑的温度影响、洪水的冲击、地震造成的破坏也是不可避免的。

2、混凝土桥梁病害处理方法

1）加大截面加固法。增大截面加固法是在原结构基础上再浇筑一定厚度的钢筋混凝土，这是对钢筋混凝土桥加固的一种常用的改造技术。增大混凝土截面一般采用两种方式：一种是加厚桥面板；另一种是加大主梁梁肋的高度和宽度。该法施工工艺简单、适应性强，并具有成熟的设计和施工经验，适用于较小跨径的T梁桥或板桥的加固。采用此法加固后桥梁刚度明显提高，承载能力也能取得较好的效果。

2）粘贴钢板加固法。以树脂粘接钢板与混凝土的结构加固法，主要用于建筑、工厂、桥梁等土木工程中。该法施工快速、现场无湿作业或仅有抹灰等少量湿作业，对生产和生活影响较小，且加固后对原结构外观和原有净空无显著影响，但加固效果在很大程度上取决于胶粘工艺与操作水平。

3）粘贴碳纤维增强塑料加固法。粘贴碳纤维加固技术是采用专门的树脂将碳纤维粘贴于混凝土结构受拉表面时碳纤维与原结构形成新的受力整体，碳纤维与钢筋共同承受荷载，降低了钢筋应力，从而使结构达到了加固和补强效果。粘贴碳纤维加固技术的主要特点是：几乎不增加结构自重和截面尺寸，不改变净空高度，施工方便，对原结构几乎不会造成新的损伤，具有良好的耐腐蚀性、耐久性和抗疲劳性能，根据受力分析可进行多层粘贴并进行补强，其方向性也可以灵活掌握。

4）体外预应力加固法。体外预应力加固法是指对布置于承载结构主体之外的钢束张拉而产生预应力的后张法。体外预应力体系由体外预应力孔管、浆体、锚固体系和转向块等部件组成。体外预应力技术能大大缩短施工工期。

5）喷凝土加固法。喷凝土加固法是在原有结构上喷涂一层高品质的混凝土，以恢复对钢筋的保护，提高已剥离或变质的混凝土强度，提供美观表面的功能，是目前常用的维修加固方法。

6）置换混凝土加固法。该法的优点与加大截面法相近，且加固后不影响建筑物的净空，但同样存在施工湿作业时间较长的缺点。适用于受压区混凝土强度偏低或有严重缺陷的梁、柱等混凝土承重构件加固。

7）有粘结外包型钢加固法。该法也称湿式外包钢加固法，特点是受力可靠、施工简便、现场工作量较小。适用于使用上不允许显著增大原构件截面尺寸，但又要求大幅度提高其承载能力的混凝土结构加固。

8）锚栓锚固法。该法适用于混凝土强度等级为C20～C60的混凝土承重结构的改造、加固，不适用于已严重风化的上述结构及轻质结构。

3、裂缝处治措施

3.1裂缝表面封闭处理工艺

裂缝表面封闭处理工艺过程：①用切割机（锯片厚度1.8mm）沿裂缝方向开出深5～10mm的小槽；②用钢丝刷清除裂缝周边的松动物质，再用高压空气将裂缝清吹干净，最后用丙酮清洗一遍；③用毛刷将裂缝表面涂一层环氧浆液，待浆液半干后用刮刀将环氧胶泥刮涂在小槽内，并压实、处理平整。

3.2裂缝压力灌浆工艺

裂缝压力灌浆工艺过程：①用切割机沿裂缝方向开出深5～10mm的小槽；②用刮刀将粘在裂缝周边的灰浆及缝内异物清除干净，再用压缩空气清吹并用丙酮清洗裂缝表面；③粘贴压浆咀，将压浆咀底板粘贴面用砂布擦亮，用丙酮清洗干净后，再用502胶将压浆咀骑缝粘贴在裂缝表面，每隔15～50cm布置1个压浆咀；④将胶带贴在裂缝表面，用配制好的环氧胶泥将压浆咀四周及裂缝封闭密实；⑤待环氧胶泥固化后，在封缝处涂肥皂水，用压缩空气检验封缝效果，确保压浆不泄漏，同时，检查每相邻的2个压浆咀间是否畅通，并作好记录，如有泄漏清况，再补刮环氧胶泥；⑥配制压浆液。根据现场气温和裂缝的情况，每次配浆不宜过多，以免短时间内使用不完，胶液粘度增高而无法施工；⑦压力灌浆。将压浆液倒入压浆罐，盖上盖子，用板手拧紧螺栓，不得漏气。先打开空气压缩机送气阀，再打开出浆阀门进行压浆。在压浆过程中，始终注意观察浆液是否流动及流速大小。终压时罐内压力要达到0.2MPa以上，并保持3～5min。压浆从低位向高位依次进行，水平缝不可以从两端同时进行，应从一端开始依次进行。⑧待浆液固化后，敲掉压浆咀，用环氧胶泥对粘贴压浆咀处抹平。

3.3钢板粘贴工艺

①根据裂缝情况，确定钢板尺寸，并按该尺寸下料；②用打磨机将待粘的混凝土表面磨出新鲜表层，凸出的地方要磨平，若表面潮湿，则用碘钨灯烘干；③用电钻在钢板上钻孔，孔径为Φ12mm，孔位呈梅花型布置，相邻孔间距为20～30mm；④将钢板上的孔位锚在待粘的混凝土表面，再用电锤在确定的孔位上钻Φ14mm的孔，孔的深度约7cm；⑤用打磨机在钢板待粘面上打磨，直到露出金属光泽，要求打磨粗糙，打磨纹路应与钢板受力方向一致；⑥用压缩空气将混凝土粘贴面清吹干净，再用丙酮清洗一遍，同时也将钢板待粘面洗干净；⑦将Φ10mm膨胀螺栓安装在Φ14mm的混凝土孔中；⑧用毛刷在混凝土和钢板待粘面上分别涂上一层环氧浆液，待浆液半干时，再用刮刀将配制的环氧胶泥刮涂在己处理好的钢板粘贴面上。紧固螺帽时要从中间的螺栓向两端依次进行，并以胶泥刚从钢板边缘挤出为度；⑨用手锤轻轻敲击钢板，如发现空洞声则应拿下钢板，补刮胶泥后重新固定；⑩贴好钢板后，若钢板周边存在缝隙，则用胶泥抹实。

4、结束语

对于大量存在质量安全隐患的桥梁，如果拆除重建，不仅资金耗费巨大，而且会造成长时间交通封闭。如能采取有效的加固维修措施，恢复和提高它们的承载能力，消除质量隐患，使其能够继续服役，将会带来巨大的社会和经济效益。旧桥的补强加固比新建桥梁难度更大，因为旧桥的补强加固没有现成的设计规范，又没有现成的施工验收标准，需要广大技术人员通过对旧桥的实际情况进行评估。因此，应高度重视公路旧桥的管理工作，加大资金投入，使其保持良好的工作状态，确保公路运输的安全。

参考文献

[1]JTGD6022004公路桥涵设计通用规范[S].北京：人民交通出版社，2004.

[2]黄福伟.桥梁抗震加固技术现状及发展趋势[J].公路交通技术，2003

[3]崔国喜.混凝土桥梁补强加固技术[J].华北水利水电学院学报，2002