市政桥梁中常见病害及施工处理技术

柯文尚

广东省基础工程集团有限公司，广东 广州 510700

在城市化推进的过程中，为了缓解城市交通压力，市政桥梁工程的建设也在逐渐增多。市政桥梁具有工期短、施工进度要求严格、施工区域人口密集、施工场地狭隘、施工动迁量大、地下管线错综复杂、施工难度大等特点。市政桥梁施工经常会面对多方面因素的影响，导致工程的施工质量出现不同程度的病害问题，给城市的发展造成负面的影响[1]。在分析市政桥梁的常见病害时，需要根据实际情况，因地制宜地选取分析方式，确保工程的每一个环节都能够得到妥善的处理。在对病害进行处理时，需要做出正确的判断，避免出现适得其反的效果。

1 市政桥梁常见的病害类型

1.1 地基下沉

地基沉降是市政桥梁最为常见的病害之一。地基的不均匀沉降使桥梁桩基的位移发生不同程度的变化，从而引起桥面发生损坏，甚至出现裂缝，严重影响车辆的正常行驶。引起地基不均匀沉降的原因较为复杂，主要包括在桥梁建设过程中所使用的建筑材料（如钢筋、混凝土等）质量不满足规范的要求，施工方法选择不合理，技术装备水平不高，施工人员的技术水平有限等。此外，施工人员在桥梁施工前期的工作不完善，所做的勘察不到位，使得实际的地质情况与勘察中所显示的地质情况有较大的出入，且存在边设计边施工的现象，导致设计图纸缺乏合理性和科学性[2]。在施工过程中，未将回填土进行分层压实处理，回填材料的质量未达到规范要求，回填完成后未能做好收敛工作便进行下一阶段的施工，也可能导致市政桥梁的地基沉降。

1.2 裂缝病害

裂缝问题同样是市政桥梁工程在施工和运营过程中常见的病害之一。混凝土材料具有较高的抗压特性，但其抗拉特性较弱，在受到拉力之后容易形成表面裂缝。桥梁出现裂缝的原因较多，主要包括混凝土的收缩、钢筋的锈蚀、温度的变化等。其中，温度因素是导致桥梁产生裂缝的主要因素，施工过程中出现较大的温度差将容易造成裂缝，尤其对于北方的低温区，桥面出现裂缝的概率更高。此外，车辆的超载、急刹等非正常的运行均会对路面产生挤压、磨损，进而导致出现裂缝。地基的不均匀沉降、混凝土的配比不合理等也将可能导致路面出现裂缝。

混凝土孔隙中的水，低温结冰膨胀，高温溶解。在结冰过程中产生的膨胀力将导致混凝土变形造成损伤，如此反复，经过多个循环，积累的损伤会降低混凝土的强度，进而发生混凝土的剥落，最终导致冻融循环破坏。混凝土的冻融循环破坏是一个过程，最初出现表面2～3mm的小区域剥落，随着使用年限的增加，混凝土的剥落量以及剥落的直径将不断增大，剥落的现象逐渐从混凝土的表面深入其内部。

位置不同裂缝产生的原因也不同，结构性的裂缝主要出现在跨中或者支座处，而其他部位的裂缝大多数属于非结构性裂缝。跨中处出现裂缝的主要原因在于粱跨度大、粱身高、钢筋稀疏等设计上的问题，同时受到施工、养护以及温度环境等方面的影响。支座两侧的裂缝主要是混凝土收缩使得梁产生一定大小的初拉应力，当拉应力过大时，便会出现裂缝。

1.3 混凝土碳化

混凝土发生中和化导致钢筋钝化膜破坏的根本原因是混凝土发生碳化。钢筋的表面存在电位差，在潮湿的环境下，水和氧气较为充足，极易发生电化学的腐蚀反应。随着反应的发展，钢筋不断失去电子氧化形成铁锈，铁锈体积的膨胀引起混凝土体积的变形，最终导致混凝土产生裂缝，而裂缝又会使氧气和水更容易进入裂缝，进而加剧钢筋的氧化，由此形成恶性循环。混凝土在发生碳化作用后，延展性降低，导致梁的屈服挠度和极限挠度变小，引发微细裂缝的产生[3]。

1.4 钢筋锈蚀

钢筋是混凝土结构桥梁最为主要的材料之一。钢筋自身的结构以及质量对整座桥梁的性能的影响至关重要，桥梁中的钢筋被腐蚀，会降低整座桥梁的稳定性，主要表现为限制钢筋自身的弯矩受力。此外，钢筋被锈蚀后，自身的体积也会出现明显的膨胀，进而造成混凝土体积的膨胀，形成裂缝，影响桥梁的整体性能[4]。

根据锈蚀的原理，可以将钢筋的腐蚀分为电化学腐蚀、应力腐蚀和氢脆腐蚀。其中，电化学腐蚀占比较大。钢筋自身存在不均匀性，例如钝化膜不连续、受力程度不同、晶格之间有差异等。混凝土的腐蚀与性能关系较大，如混凝土经过碳化作用降低了pH值，加速了氯离子的释放，加剧了钢筋的腐蚀。同时，混凝土的开裂导致钢筋与空气、水分直接接触，加剧了钢筋的腐蚀作用。

2 市政桥梁工程病害的有效处理对策

对于桥梁的病害防止，相关人员需要从病害产生的根本原因入手，精准处理每一项病害，针对性地制定相应策略，最终保证桥梁病害得到有效解决。

2.1 选用合适的混凝土

在混凝土的选取方面，工作人员应当选用强度较高的混凝土或者水泥砂浆，提高桥梁的整体承载力。在进行养护时应当清除已经松动的混凝土，补充具备较低的收缩性和良好弹性的混凝土或水泥砂浆，尽可能地保证混凝土不会开裂，满足整体的抗拉强度要求[4]。对于破坏比较严重的混凝土，应当在原有混凝土的基础上适当扩大结构尺寸，从而降低混凝土表面的腐蚀性。对于一些处于腐蚀性水中的路桥，工作人员需适当使用添加剂，防止水通过裂缝进入混凝土的内部。

2.2 在混凝土表面增添防护层

在混凝土表面设置防护层是一种较为有效的防护手段，尤其是对于气候潮湿的地区。在气候潮湿的地区，空气或者水分中氯离子的含量相对更高，而氯离子更容易和混凝土发生反应。因此，在混凝土的表面应当使用结晶型的混凝土保护材料，相当于在混凝土的表面设置了一道隔水屏障，同时降低了混凝土的渗透性，使水分难以渗入混凝土的内部结构[5-7]。

2.3 做好钢筋的防锈处理

钢筋的防锈处理主要遵循两点原则：提高钢筋的防锈蚀性能，减少侵蚀介质。提高钢筋防锈蚀性能的主要手段：采用耐腐蚀的钢筋，如合金钢；控制原材料中氯化物的含量；此外，还可以应用钢筋的防锈剂。对于钢筋自身锈蚀轻微的情况，可在施工过程中在混凝土结构表面涂抹防锈剂，让防锈剂进入混凝土结构的内部，附着在钢筋的表面，从而减少钢筋锈蚀的不良影响。对于钢筋腐蚀较为严重的情况，首先需要将钢筋表面的混凝土清理干净，然后在被腐蚀的钢筋处焊接相同型号的钢筋，焊接完毕后，还需要在钢筋表面刷一层防锈剂，再用混凝土和砂浆进行填补[8-10]。

2.4 重视解决地基沉降的问题

市政桥梁的沉降问题是除裂缝和腐蚀剥离外最常见的病害。同时，在对路基沉降修复的过程中应尽可能地缩短工期，减少对道路交通的影响。为此，如果桥梁发生沉降位置的土质较差，则需要安排施工人员采用换填法更换砂砾土或风化岩等粗骨料。对于已经出现了严重沉降的路段，则需要根据病害的特点针对性地进行加固和填充，通常采用泡沫轻质土、深层搅拌固定桩体等方法来处理[11-14]。

3 结束语

市政桥梁在城市的交通运营中起着关键性的作用。文章系统地阐述了市政桥梁工程中常见的地基下沉、裂缝、混凝土碳化和钢筋锈蚀等病害。同时，针对性地提出了重视混凝土的选用、在混凝土表面增添防护层、做好钢筋的防锈处理、解决地基沉降问题等措施。