汪小平
(贵阳市投资控股集团建设管理有限公司,贵州贵阳 550081)
在国内交通系统当中市政道路桥梁是不能忽略一大组成部分,同时也直接关系到我国社会经济的健康稳定运行和发展。人们日常生活当中,市政道路桥梁发挥着重要作用,能够让交通更加方便快捷,同时也可以促进社会经济的向前发展。但是,我国还依然存在很多市政桥梁年代久远,或投入使用后缺乏后期管养等问题,导致桥梁使用寿命大大缩短,并且存在极大地安全隐患,影响到广大人民群众生命财产安全,这就需要进一步强化市政道路桥梁病害防治工作。在城市市政桥梁中,以钢筋混凝土结构桥梁为主,本文就城市钢筋混凝土结构桥梁常见病害分析和处理方式探讨,以期提高桥梁的安全性和耐久性。
裂缝是钢筋混凝土桥梁一种较为重大和常见的病害,直接影响到桥梁的整体质量。桥梁裂缝按形成时间可分为施工期裂缝和运营期裂缝,也可以按形成原因分为荷载(包括施工期和运营期)、温度变化、混凝土收缩徐变、地基基础变形、钢筋锈蚀、冻胀、施工工艺质量、施工材料质量均会引起的桥梁混凝土开裂。在桥梁建设和运营各个阶段的疏忽都会造成桥梁混凝土开裂,如设计阶段对桥梁荷载考虑不足、计算模型选择不合理或计算错误、对细部构件配筋不合理;在施工阶段由于对材料、工艺选择不合理或对质量把关不严,施工期荷载把控不严,随意开设孔洞又未按规范进行结构加强恢复,养护不规范不及时;运营阶段对超载车辆管理不严、桥梁伸缩缝和支座维护保养及更换不及时等各方面因素都会引发桥梁裂缝。当然,如桥梁建成后原有地基变化、地基冻胀、地质变化、温差过大也会导致裂缝的产生。
对于这些问题,需要相关工程技术人员和管养部门高度重视,并且要采取必要措施进行弥补和改善,如图1 所示。
图1 桥梁裂缝情况
根据相关研究资料显示,除了人为因素引起的桥梁病害,市政桥梁还存在剥蚀、破坏等不良现象,主要体现就是由于工程表面上出现了严重的破损。根据自然气候的差异性,可以分为三大类型,分别是冻融剥蚀、风化剥蚀以及侵蚀剥蚀等等,将会在很大程度上影响到市政桥梁健康稳定的运行。
在市政桥梁工程项目建设运营的过程当中,不均匀沉降也是值得引起深刻反思一大问题[1]。之所以导致桥梁地基不均匀沉降,可能由几方面原因造成:①在地质复杂地区,由于勘探技术的限制等原因可能导致勘察单位对地质情况没有全面掌握,导致设计阶段设计单位未能采取必要措施进行地基处理,或者直接将桥梁基础选在滑坡体、断层等位置;②在设计过程中,设计单位选择多种基础结构形式,或采取相同基础结构形式但因各墩台基底标高很大,导致各墩台地基土压缩量差异过大;③施工期未做好地基的加固处理工作,未严格按照规范施工、检测;④外部环境的影响。如地下水位急剧变化、桥梁墩台附近大量堆土产生偏压和水平推力、周边建筑深基坑开挖施工和降水、洪水冲刷基础等。地基不均匀沉降导致的桥梁结构性破坏是巨大的,如不及时处理将最终造成桥梁的整体报废。
钢筋腐蚀问题是当前较为常见一种病害问题,市政道路工程项目建设施工的过程中还需要高度重视钢筋腐蚀问题。钢筋提高了混凝土构件的抗弯拉强度,同时具备良好稳定性,是市政桥梁工程项目建设施工过程当中主要的建筑材料,但是特别容易由于自然环境因素影响出现锈蚀问题。由于施工质量把控不严,导致钢筋外露或混凝土保护层厚度不够导致表层混凝土碳化以后,钢筋表面氧化膜受氯元素侵蚀破坏后在氧气和水的作用下会出现化学反应,这样就会造成钢筋表面产生氧化物,氧化物不断累积之后,就会导致钢筋体积膨胀,周边混凝土出现松动开裂,在降低钢筋受力面积的同时也降低了混凝土与钢筋之间的握裹力,进而造成混凝土结构承载力下降,最终导致结构破坏,如图2 所示。
图2 桥梁钢筋腐蚀情况
针对桥梁裂缝的深度和对桥梁结构的影响程度,裂缝修补技术主要包括裂缝灌浆法、裂缝填充法以及表面修复法[2]。①对于混凝土表层裂缝,一般采取表面修复法,如:表面涂抹水泥砂浆、环氧胶泥、涂刷油漆、沥青、环氧粘贴玻璃布等处理方式;②对于对结构整体性有影响或有防渗漏要求的裂缝,一般采用灌浆法,通过压力泵对裂缝进行灌浆作业,对于裂缝宽度大于0.5mm 的一般采用水泥灌浆,裂缝宽度小于0.5mm 的一般采用化学灌浆;③对于桥梁裂缝比较宽,但仍在规范允许范围内,在经过结构检测评定的基础上可以采用填充修复的方式进行处理。填充法修补是在找到裂缝的位置后,针对裂缝开裂之处开挖出纵深沟槽,将环氧树脂胶以及水泥浆等根据相关比例进行必要调配,并且将其融入到裂缝当中,这样就可以使稳固性得到增强。最后,需要在填充材料当中添加一定量橡胶材料,通过利用橡胶材料的融入,有利于防止雨雪天气对于表面裂缝造成负面的影响。
通过进行裂缝处理,可以有效消除裂缝病害问题,同时也可以提高市政道路桥梁自身安全性和耐久性。
钢筋锈蚀问题是目前道路桥梁工程项目当中相对较为常见和普遍的一大问题,需要相关管理部门和技术人员引起高度的重视。由于钢筋本身失去了混凝土保护之后,特别容易与空气产生氧化还原反应而锈蚀,造成体积膨胀引起混凝土开裂,同时造成钢筋受力断面减小影响结构承载力,进而影响整体结构安全。
针对这一现象,在施工过程中要严格控制施工质量,可采用适当的材料配比或添加粉煤灰、矿渣等外加剂改良混凝土性能;加强钢筋安装精度和混凝土保护层厚度控制,避免发生漏筋和保护层厚度不足的同时,也要避免发生保护层厚度过大,造成拉应力不足最终导致混凝土开裂,引起钢筋锈蚀;加强混凝土的后期养护。另外,为了促使钢筋锈蚀问题得到妥善解决,可以在混凝土的表面涂刷油漆、封闭层涂刷覆盖层等,通过层层保护来保障混凝土性能。在运营期要按照养护规范要求,定期对混凝土桥梁进行检测和维护,对发现的裂缝及时进行处理,及时加强对桥梁钢筋的保护。
在桥梁病害中,桥梁地基不均匀沉降引起的病害是比较棘手的。如果不均匀沉降较小并且很快稳定,产生的影响较小,只需及时对产生的裂缝进行补强修补。如果不均匀沉降较大、持续时间长,可能导致桥面铺装层开裂,甚至桥梁结构性破坏。这就需要立即组织专业单位对不均匀原因进行分析研判,并针对性进行地基基础补强、结构补强等专业处理,避免造成更大的经济损失和不良的社会影响。
综上所述,在当前的时代背景下,需要城市建设者和管理者高度重视市政道路桥梁工程建设管理和管养维护工作。城市发展的过程当中修建了大量的市政桥梁,也经常会出现各种各样的问题,甚至会产生质量安全事故。这就需要相关的参建单位和管养维护单位能够对于桥梁病害问题引起高度重视,并且采取合理及科学的病害处理技术及时处理。