中小跨径国省道桥梁典型病害的防治措施

付建虎

（上海市城市建设设计研究总院（集团）有限公司 青岛分公司，山东 青岛266011）

1 典型病害及病害成因分析

1.1 空心板典型病害分析

1.1.1 钢筋混凝土空心板横向裂缝

钢筋混凝土空心板板底常出现横向裂缝，一般情况在1/4～1/2跨比较常见。多雨地区裂缝处伴有渗水泛白、钢筋锈胀、混凝土脱落等病害。影响结构耐久性，病害严重时影响结构安全性。

病害成因：

1）钢筋混凝土结构本身带裂缝工作，但裂缝形成后，钢筋丧失了混凝土的保护，易锈蚀膨胀，使裂缝加剧。

2）施工时板底钢筋保护层厚度不足，沥青摊铺采用振动压路机导致板底出现横向裂缝。

3）运营期间的超载影响。

4）运营期间桥面铺装破损，空心板渗水侵蚀，钢筋锈蚀，桥面铺装的破损导致车辆冲击力增大，铺装层破坏使刚度变小，进而使梁板受力不均。

1.1.2 预应力混凝土空心板纵向裂缝

预应力混凝土空心板板底常出现纵向裂缝，多雨地区常伴有板底渗水泛白、钙化等病害。纵向裂缝通常在通车5a左右出现，随着时间的增长，裂缝长度、裂缝宽度、裂缝数量都有增大趋势，影响桥梁结构的耐久性。

病害成因：

1）设计时箍筋直径偏小、间距过大等造成板底横向抗弯能力不足。

2）空心板内外温度差引起板底横向拉应力过大。

3）施工时板底混凝土保护层厚度不足。

4）空心板横向支座安装不平整，空心板受力模式改变。

5）后期运营车辆超载等。

1.1.3 铰缝病害

预应力混凝土空心板和钢筋混凝土空心板铰缝处易破损失效，导致主梁间的横向连接降低或失效，严重时造成单板受力，空心板横向裂缝、桥面铺装破损，桥面防水性能降低，空心板渗水侵蚀。

病害成因：

1）设计时铰缝尺寸狭窄，不便于设置更多钢筋，铰缝钢筋连接不好，传力效果较差。

2）施工时空心板侧面凿毛不充分，浇筑混凝土前未对空心板侧面进行浇水湿润，导致新老混凝土黏结不良。

3）施工时铰缝钢筋与梁板预埋钢筋连接不足，铰缝混凝土强度不足、振捣不密实、养护措施不当等。

4）后期运营期间超载车辆，导致板间铰缝被剪断，造成单板受力【1】。

1.2 桥面铺装及桥面附属工程典型病害分析

1.2.1 桥面铺装纵向裂缝

预制装配式空心板桥桥面经常出现通长的纵向裂缝，重车轮迹线位置尤为明显。桥面纵向裂缝一旦产生，发展速度很快，桥面混凝土现浇层破损后，空心板之间的铰缝随之破损，主梁之间的横向联系被削弱，车辆横向力分布集中，降低横桥向整体性，进而造成主梁单板受力。而且桥面产生裂缝后，雨水渗入混凝土现浇层及空心板内，加速桥面铺装及梁板的破损，影响桥梁结构安全性及耐久性，缩短桥梁使用寿命。

病害原因：

1）混凝土自身收缩产生裂缝，随着使用年限增长，桥面防水效果降低，雨水渗入桥面铺装，导致纵向裂缝不断发展。

2）桥面混凝土现浇层厚度偏小，桥梁横桥向刚度不足，铰缝构造不合理，不能充分发挥主梁间的抗剪作用。

3）铰缝及桥面混凝土铺装浇筑质量差，普遍出现蜂窝、麻面，桥面现浇层混凝土抗渗性差。

4）运营期间车辆超载，铰缝及桥面现浇层受车辆集中荷载作用发生剪切破坏。

1.2.2 墩顶横向裂缝

为满足车辆行车舒适性，多跨简支装配式空心板桥墩顶一般采用桥面连续。墩顶位置桥面连续处易产生横向裂缝，导致桥面行车舒适性降低，墩顶位置汽车冲击力增大，影响桥梁结构安全性及耐久性。

病害原因：

1）桥面连续结构在顺桥向位于墩顶负弯矩区，在荷载作用下产生较大的拉应力，由于空心板为简支结构，墩顶负弯矩主要靠桥面铺装混凝土和钢筋承担，桥面连续钢筋不足导致桥面连续开裂。

2）车辆荷载冲击力导致桥面连续破损。

1.2.3 伸缩缝病害及桥面排水问题

伸缩缝位于空心板端构造的薄弱部位，直接承受车轮荷载的反复作用，而且长期暴露在自然环境中，是桥梁结构最易遭到破坏而又较难修复的部位之一。伸缩缝混凝土在车轮荷载的频繁冲击作用下易破损开裂，使伸缩缝变形破坏，行车舒适性降低，甚至影响车辆通行安全。伸缩缝破损后，雨水通过伸缩缝渗入梁体，造成结构水侵害。

2 养护维修及加固措施

2.1 空心板板底纵向裂缝维修及加固措施

裂缝较少且未超限时，一般采用裂缝封闭胶进行封闭处理。裂缝较多且超限时，一般采用压力注浆封闭裂缝。如有条件，可横向粘贴高强复合纤维（如碳纤维布）等材料，进一步确保空心板的耐久性，同时更好地限制裂缝发展。建议在板底距离梁端1m左右位置设置排水孔，排出空心板腔内积水。

2.2 空心板板底横向裂缝维修及加固措施

1）空心板裂缝较少且未超限时，一般采用裂缝封闭胶进行封闭处理。裂缝较多且超限时，一般先采用压力注浆封闭裂缝，然后采取如下措施提高梁板承载能力：（1）粘贴钢板或粘贴高强复合纤维材料（如碳纤维布、高强预应力纤维碳板）。（2）有黏结预应力加固技术（SP-AP），采用锚固与空心板底的高强钢丝、2～3股钢绞线或小直径高强钢筋对梁体施加预应力，然后喷注高强复合砂浆，将预应力筋与空心板黏结为一体，提高结构承载能力和耐久性【2】。

2）空心板裂缝较多且超限，混凝土强度降低明显，梁板承载能力不足且变形超过允许值后宜采用更换梁板的处理方案。

2.3 铰缝病害的维修及加固措施

1）铰缝病害较轻，只出现局部渗水等现象，铰缝对应桥面位置无纵向裂缝时，一般采用对铰缝采取灌浆处理，进行预防性养护的方式。

2）铰缝破坏严重，且铰缝对应桥面位置纵向开裂，空心板接近或完全单板受力时，一般凿除铰缝两侧一定范围的桥面铺装，将破损的铰缝混凝土清理干净，通过植骑马筋、粘贴横向加强钢板等手段加强空心板间的横向联系，重新浇筑铰缝混凝土和桥面铺装混凝土。

3）整幅桥普遍存在铰缝破损病害时，应将整幅桥桥面铺装凿除重做，同时采用植筋或粘贴钢板等措施加强空心板间的横向联系。重新浇筑的铰缝和桥面铺装混凝土强度不低于C40，建议采用掺加纤维的防水混凝土，提高混凝土的抗裂性及抗渗性，桥面铺装混凝土厚度不宜小于12cm。

2.4 桥面连续及桥面附属工程维修及加固措施

1）桥面连续维修及加固措施：桥面连续病害轻微时，桥面连续处沥青混凝土存在单一的横向裂缝时，一般采用灌注热沥青处理；桥面连续处沥青混凝土存在多条横向裂缝时，凿除桥面连续附近沥青混凝土铺装，重新铺筑掺有聚酯纤维或其他改性剂的沥青混凝土，提高桥面连续处沥青混凝土的抗变形能力。

桥面连续病害较重时，应凿除桥面连续附近沥青铺装及混凝土铺装，可将桥面连续两端的钢筋采用植筋工艺锚于空心板顶板内，加强墩顶桥面连续。

2）伸缩缝维修及加固措施：异型钢伸缩缝橡胶条老化、开裂、变形严重时，应及时更换处理保证桥梁耐久性；及时清理伸缩缝中的杂物、泥沙【3】。

若伸缩缝混凝土破损开裂，应及时进行维修处理，一般采用C50及C50以上的混凝土修补，混凝土中宜掺入纤维，提高混凝土的抗裂性及抗冲击性。若对中断交通有严格的时间限制，宜采用快硬高强混凝土，缩短混凝土的养护时间，快速开放交通。

若伸缩缝混凝土破损开裂、异型钢变形严重，应将伸缩缝进行拆除更换。

3 结语

通过研究近年来国省道桥梁维修加固处理实例，总结归纳国省道中小跨径桥梁的常见病害，分析桥梁病害产生原因并制定相应的维修加固措施，便于桥梁后期管养的规范化、合理化，提升桥梁管养效率，提高桥梁耐久性。