论桥梁工程质量病害及处理措施

潘天军

（贵州省公路工程集团有限公司,贵州 贵阳 550001）

0 引言

近年来，随着经济的高速发展，公路桥梁运营压力显著增大，部分现役桥梁产生了较为严重的质量病害，承载性能显著降低，威胁行车安全，缩短使用寿命。积极开展质量病害检测，采取针对性处治措施，对提高桥梁使用性能，保证桥梁安全稳定运营具有重要意义。为此，该文结合某桥梁实际情况，分析了桥梁病害形成原因，提出了科学有效的维修处理措施。

1 工程概况

某高速公路桥梁项目位于贵州省境内，为国省级公路干线的重要组成部分，是地区经济发展的命脉。道路全线包含桥梁220 座；其中：特大桥1 座、大桥57 座、中桥65 座、小桥97 座、总长40.992 km。公路全线按照全封闭、全立交、双向四车道标准布置，设计时速120 km/h，设计荷载为汽-超20、挂-120。

2 桥梁病害情况

2.1 裂缝病害

（1）K34+930、K35+990 地道桥顶部开裂。

（2）K35+616 桥梁0#桥台底部横向开裂。

（3）K35+116、K35+344、K35+906、K38+740、K38+923 等地道桥空心板底横向开裂。

2.2 伸缩缝病害

（1）K35+318桥梁、K35+825分离式大桥伸缩缝挤死。

（2）K50+930 桥梁伸缩缝局部损坏。

3 桥梁病害形式及成因

3.1 钢筋锈蚀

钢筋锈蚀是桥梁结构主要的病害形式之一。因混凝土碳化作用、环境污染、CL-侵入等各方面因素影响，使钢筋周围环境酸性增强，导致钢筋表面致密氧化膜被破坏，从而造成钢筋锈蚀。现阶段，随着工业化的高速发展，环境污染愈加严重，进一步加剧了桥梁钢筋锈蚀。钢筋生锈后，其截面积显著增大，高达原始截面的10 倍以上，对周边混凝土造成严重挤压，引发裂缝、剥离等质量病害，降低结构承载性能。同时，钢筋锈蚀后减小钢筋有效截面积，降低桥梁结构整体抗弯性能，影响结构承载能力，缩短使用寿命[1]。

3.2 收缩裂缝

收缩裂缝主要形成于混凝土固结阶段，由于混凝土内部水分散失速率增大，体积迅速减小，混凝土产生凝缩现象，从而引发收缩裂缝。通过对该项目所有桥梁的综合检测发现，约70%以上的桥梁收缩裂缝均是由于水分散失过快所致[2]。

3.3 温度裂缝

混凝土在热胀冷缩作用下，内部形成较大张应力，当其超出内部约束力后，便会引发结构裂缝。根据裂缝种类不同，可划分为截面上下温差裂缝、截面均匀温差裂缝、截面温差裂缝三种形式。当混凝土内部拉应力增大时，其截面裂缝受均匀温差影响，导致混凝土开裂加剧。如：温度突变时，桥梁结构伸缩缝将出现明显变化，约束桥梁变形，造成桥跨结构开裂，最终引发桥墩破坏[3]。

3.4 伸缩缝病害

伸缩缝是桥梁工程重要的结构组成部分。伸缩缝病害形式较多，主要包括伸缩缝过窄、高差、损坏、挤死失效、锚固区破损等。其中，伸缩缝过窄导致预留伸缩量不足，容易形成伸缩缝挤死现象，导致桥面产生坑槽等质量问题。伸缩缝高差主要是因桥台沉降、工艺偏差、垫石损坏等因素所致，容易形成路面沉陷，引发桥头跳车问题。伸缩缝损坏是由于桥梁运营过程中，伸缩缝出现铆钉松动、橡胶垫老化、断裂等病害，导致伸缩缝损坏。伸缩缝锚固区破损主要是由于后期浇筑混凝土强度不达标，导致锚固部位形成薄弱环节，经交通荷载反复作用，使伸缩缝构件产生破坏。

4 修复处理技术

4.1 混凝土裂缝修补

4.1.1 表面封闭法

（1）混凝土裂缝修复前，应先对裂缝表面实施清理，清理范围为裂缝周边5 cm 范围，确保洁净、干燥、无杂质、油污等；当裂缝面积较大时，应适当增加清理范围。

（2）清表完毕，采用电锤凿除裂缝周边松散混凝土，直至露出坚硬基面。

（3）采用铁钩将裂缝内杂质清除，并采用钢丝刷清除裂缝周边浮浆，通过高压气泵清除缝内浮尘，然后采用丙酮对裂缝位置实施清洁。

（4）裂缝清理完毕，并经干燥处理后，采用毛刷分层涂刷结构修复胶，每层涂刷应间隔3~5 min，涂刷厚度不得低于1 mm。

（5）当裂缝面积较大时，需对裂缝区域实施全面喷涂，以有效保证裂缝修复质量。

4.1.2 压力灌浆法

（1）施工流程：基底处理→设置灌浆、出浆嘴→裂缝密封处理→气密性检验→灌浆→检查验收。

（2）采用专用切割机清除裂缝两侧2~3 cm 范围内的混凝土浮浆，并采用高压空气泵将缝内杂质清除干净，然后采用丙酮进行清洁处理。

（3）设置灌浆嘴：根据裂缝实际情况，合理设置灌浆嘴，缝宽较大处应少设，缝宽较小处应多设，布设间距不得超过30 cm。

（4）胶水封堵裂缝时，厚度不得小于2 mm，宽度不得小于5 cm。裂缝封堵完成，应进行严密性检测，避免产生漏气。检测方法如下：在裂缝表面均匀涂抹肥皂液，然后通过灌浆口向缝内通入空气，若无气泡产生，则表明封堵质量完好；若存在漏气现象，应重新进行密封处理[4]。

（5）根据裂缝面积大小，确定采取单孔注浆或分段注浆。注浆应由一端向另一端逐步推进。

（6）压力灌浆前，严格按照浆液性能合理确定注浆压力，以0.1~0.4 MPa 为宜；注浆时，持续均匀增压，严禁压力突增、突降现象，待浆液充满缝隙，保持压力稳定。当注浆管液面不再变化时，持续稳压30 min后，停止加压，及时拆除设备，并对管道实施全面清洗[5]。

（7）待裂缝内浆液初凝后，撤除注胶设备，并采用速凝胶水封堵灌浆口，确保平整、光滑。

（8）注浆完毕，及时进行养护，直至浆体完全凝固。具体养护时间应根据温度、季节等条件综合确定，通常为24 h。灌缝料完全凝固后，需对表面实施清理，确保洁净、光滑。

4.2 混凝土表面缺陷处理施工

（1）混凝土表面缺陷处治前，应先清除混凝土表面灰尘、油污、杂质，并进行凿毛处理。

（2）若存在钢筋外露，需先清除表面铁锈，然后进行防腐处理。处理完成后在裂缝部位涂刷防锈涂料，涂刷宽度为20 cm。

（3）聚合物灰浆涂刷前2 h，需对缺陷位置实施全面清洗，保持混凝土表面湿润，但不得存在积水。

（4）聚合物灰浆采用机械拌和，使用前，先静置5 min，并在规定时间内用完，具体时间需结合温度、湿度等条件综合确定。

（5）表面缺陷处理时，严格控制密实度，若修补厚度大于2 cm，需采用分层方式进行施工，且前、后两层时间间隔不得低于3~4 h[6]。

4.3 注浆加固施工

（1）结合现场实际情况，合理确定注浆孔位置，并采用微型钻孔设备进行钻孔，孔径为48 mm，严格控制钻孔深度和角度，确保满足要求。

（2）浆液采用水泥浆，水泥浆制备材料为P·032.5普通硅酸盐水泥，结合具体状况确定最佳配合比。根据实际需要可掺加适量的速凝剂、减水剂等材料。

（3）当存在地下水时，选用固结速度较快的注浆方法，由水位较高部位进行注浆。

（4）结合裂缝实际状况，合理确定注浆压力，以0.8~1.2 MPa 为宜。

（5）根据试验数据科学确定注浆强度及注浆孔位置。

（6）注浆时严格监控桥涵沉降、变形、裂缝变化情况，并采用多孔间隔注浆法，以有效缩短浆液固结时间。

（7）当浆液由注浆管端头溢出、注浆管破裂或液面持续10~15 min 内稳定不变时，立即停止注浆。

4.4 伸缩缝更换施工

（1）结合现场具体情况，对伸缩缝位置实施测量放样，沿裂缝混凝土带与桥面连接点画线，准确确定切割范围。实际切割时，严格按照放线线路进行切割，确保切面平顺，并合理控制切割深度，防止对桥梁构件造成破坏[7]。

（2）伸缩缝更换时，采用切割设备对旧伸缩缝实施锚固，严禁破坏预埋钢筋。

（3）伸缩缝拆除完毕，进行全面清洗，确保底部平整。

（4）开槽施工完成后，全面检查开槽尺寸，确保满足设计标准要求。

（5）预埋钢筋处理；先调直钢筋，并进行除锈处理，保证钢筋表面完整、洁净、无破损。若存在裂纹、断裂、扭曲等现象，需通过植筋方式进行更换。

（6）伸缩缝安装时，严格按照替换伸缩缝的长度确定具体位置，并科学控制梳齿板间距、槽口大小等指标，确保满足要求；同时，保证支架与梳齿板、不锈钢板相适应，合理调节锚固位置，避免出现错位，造成安装困难。

4.5 粘钢加固施工

（1）准备工作。按照原设计图纸确定加固钢板尺寸，在工厂制作成型后，运至施工现场。钢板应光滑、完整、无毛刺、性能完好。科学完成支架及相关设备的组装调试，确保注浆工作顺利进行[8]。

（2）混凝土基面处理。为有效提升黏接质量，粘钢加固施工前对混凝土缺陷部位实施抛光处理，然后利用高压空气泵清除表面灰尘。

（3）钢板黏结面处理。为保证钢板与混凝土表面黏结效果，需对钢板实施除锈、打毛、抛光处理，直至钢板表面露出金属光泽。钢筋除锈基本流程如下：①清除钢筋表面混凝土；②利用人工除锈方式去除钢筋表面铁锈，并进行防腐处理；③利用环氧树脂砂浆或修补料对缺陷部位进行修补；④按照标准要求对修复部位实施养护，至少应养护14 d，待强度满足规范及设计要求后，在其表面均匀涂刷阻锈剂；⑤阻锈剂涂刷需采取分层涂刷方式，每层喷涂完成后进行科学防护，防止污染；涂刷完成后，应养护24 h，待完全固化后对表面实施清理[9]。

（4）钻孔、设置锚栓。根据设计要求确定钢板和锚固位置，并通过植筋法完成锚固。为避免钻孔施工损坏原始结构内部钢筋，采用钢筋探测仪准确测出钢筋位置，并对钻孔进行合理调整，以有效躲避钢筋。钻孔完成后，先用毛刷清除杂质，然后用高压空气泵实施二次清孔，确保钻孔洁净、干燥。锚杆安装应根据《混凝土结构后锚固技术规程》（JGJ145—2013）实施。

（5）钢板配套打孔。结合混凝土表面锚栓实际情况，对加固钢板进行打孔。严格按照锚栓具体位置钻设锚栓孔，并根据胶体性能确定注胶孔，确保胶液填充完全。

（6）固定钢板。将螺栓全部锚固于钢板之上，并拧紧螺帽。为最大限度地保证注胶层厚度，在钢板与混凝土之间设置厚度为2.5 mm 的垫圈。

（7）预留排气孔。在黏贴面顶部位置，每间隔0.5设置1 根软管，同时在钢板顶部边角部位设置1 根排水管。

（8）密封处理。对钢板、锚栓、注胶口四周进行密封处理，确保严密性满足要求。

（9）压力注胶。采用注浆设备对混凝土与钢板体系实施压力注胶，并科学把控注胶压力，确保不超过0.4 MPa。注胶按照由下而上顺序依次进行，当相邻胶嘴流出胶液时，及时封堵现有胶嘴，然后在溢出胶液的胶嘴处继续注胶。当排气孔有胶液溢出时，封闭当前胶嘴。注胶过程中，采用木槌不断击打钢板，根据声音判定胶水流动情况及是否注满。利用最后一根排气管稳定注胶压力，避免胶液脱落。注胶过程中应严格控制注胶速率，防止形成气泡[10]。

（10）固化。注胶完成后，持续监控6 h，看是否存在漏胶现象，防止产生脱胶问题。当温度为25 ℃时，需保证不少于3 d 固化缓冲期。当温度下降时，固化时间延长。若温度低于5 ℃时，可通过加热设备进行升温，或通过低温固化手段实施改性处理，以有效提高黏结加固质量。但需特别注意，固化时，禁止扰动钢板。此外，为避免加固钢板产生应力滞后状况，胶液固化期间，需进行交通管制，降低干扰，最大限度地保证加固效果。

5 结语

综上所述，桥梁工程是交通运输行业不可或缺的关键组成部分，承担着区域经济与交通发展的重任，维持桥梁安全稳定运营具有十分重要的作用。桥梁维护保养能有效提升桥梁结构性能，提高桥梁运营能力，延长使用寿命。因此，桥梁结构运营过程中，应加强病害防治和养护工作。该文结合实际工程病害防治案例，制定了科学有效的维修加固方案。通过对该工程质量病害的加固处理，桥梁运营能力得到大幅度提升，保证了桥梁运营的安全性和稳定性，取得了显著成效。