旧桥常见病害及其养护维修对策
2013-04-24 来源：筑龙网
由于桥梁各自不同的结构、使用状况以及养护管理等原因，桥梁存在的病害不尽相同，虽然有的病害表现相同，但原因却不同，所以针对每座桥梁各自的情况，需仔细检查，慎密分析，然后对症下药，采取科学合理的养护维修或加固措施才是目前旧桥尤其是病害桥的当务之急。本文对闵行区市政工程管理署的26座桥梁病害作一分析总结。
1、实例桥梁概述
2007年度闵行区进行常规年检的桥梁共26座，其中大桥2座、中桥2O座、小桥4座。从桥梁建成及使用年代来分，在2000年（含2000年）以后建成并投入使用的有22座， 占2007年定期检查桥梁的85％；2000年以前建成并投入使用的有4座，占15％，最早的1座于1993年建成通车。从桥梁所在地理位置来分，位于七宝镇、梅陇镇和古美地区的各1座；位于莘庄地区的3座；位于虹桥地区的2座；其余18座均位于浦江镇，占69％。上述桥梁中，历年检测或检查过的桥梁共3座；除2座为拱桥（1座为双曲拱桥、1座为钢拱人行桥）外，其余均为粱桥。
经过本次常规健康年检，对这26座桥梁BCI进行评分，结果均为A类，但各桥或多或少仍存在一些病害。
本文分别就桥面系、上部结构、下部结构、支座及附属设施的一些常见病害及其维修工艺作一分析和总结。
2、旧桥常见病害及维修方法
2．1 桥面系
桥面系是桥梁上部结构直接承受荷载的部分。伸缩缝堵塞、梁间桥面连续处横缝是目前公路桥梁、城市桥梁中普遍存在的病害。
1）伸缩缝装置。墩、台处伸缩缝装置堵塞、变形而失效，易导致周围混凝土开裂，如本次检查中的富强街横沥港桥和浦驰路友谊河桥伸缩缝就存在伸缩缝堵塞、失效，边缘破损现象。
此类病害是由于梁端伸缩缝构造被垃圾填塞而失效。当环境温度升高，桥面铺装纵向膨胀变形，但被已经阻塞的伸缩缝约束，伸缩缝装置附近铺装层应力集中，引起纵向开裂。由于伸缩缝装置失效而产生的约束令梁端铺装层上爬拱起，铺装层与空心板梁之间出现剥离脱开，经过车轮碾压而碎裂。同时伸缩缝装置失效往往导致桥面水向下渗透，造成梁体及墩盖梁和台帽的钢筋锈蚀，降低桥梁的使用耐久。如红松路诸家浜桥桥台表面存在明显渗水痕迹。
对于该类病害的维修方法是更换已经损坏的伸缩缝装置，重新浇筑该处刚性铺装。对中小桥梁，目前较多是更换型钢伸缩缝装置。型钢伸缩缝装置具有止水功能，只要注意及时清理填塞的垃圾，可以保证该装置完好地发挥功效。
2）桥面连续处横缝。桥面连续处横缝在中小桥普遍存在。一种是结构简支，桥面连续的情况下，这主要是由于该处铺装层混凝土结构刚度不足，又施工时往往不能保证铺装层钢筋布置在合理的位置；当空心板梁受弯梁端发生转角位移时，该处铺装层随之发生强迫位移，铺装层顶面负弯矩开裂。由于这种负弯矩裂缝足以使桥面水从该处裂缝向下渗透至梁板和桥墩，加速梁板及下部结构的损坏，不利于结构使用耐久性。2006年检查中的江川路沙港桥就存在这种现象。
另一种情况是横缝位于整体结构受力负弯矩处，而没有考虑负弯矩裂缝渗水问题，仅仅按照规范中对受力安全提出的裂缝宽度要求设计，更有权威研究显示宽度大于0．05 mm的裂缝就足以导致渗水，本次检查的26座中尚未发现此类病害。
对于旧桥桥面连续处裂缝，最好的维修方法是增设伸缩装置，一般跨度大于10 m梁选用新型型钢伸缩装置。
3）桥面纵缝。目前使用普通的空心板梁其剪力铰刚度较小，实际施工时往往不能很好地浇筑剪力铰结构处混凝土，此处混凝土因为收缩开裂等原因失效，当该处梁板受力下挠时，其相邻的梁板由于剪力铰失效而不能有效传递荷载，两板梁问产生相对位移，最终导致上部的桥面铺装层变形过大而开裂。这类病害破坏桥梁横向整体性，使板梁处于少梁甚至单梁受力的不利状态，严重者发展为结构受力超出其承载能力，导致断梁。本次检查的庙径路桥在去年整体加固前即存在这类缺陷。
对于桥面纵缝病害，若纵缝不多，通常对个别纵缝进行专门维修，凿除纵缝两侧混凝土，在原剪力铰处重新种植横向连接钢筋，并用焊接连接，再浇筑}昆凝土。若纵缝较多，一般将原桥面铺装凿除，修复损坏的剪力铰，再铺设钢筋钢纤维混凝土以加强板梁问的联系。
2．2 上部结构常见病害
1）横向裂缝。普通混凝土板梁跨中梁底经常会出现较多横向裂缝，裂缝宽度不等，有些横缝还伴随渗水、甚至结晶现象。这类裂缝往往是由于跨中正弯矩作用下出现的裂缝，而且由于空腔积水导致裂缝有渗水痕迹。
由于这类裂缝属于荷载裂缝，若裂缝宽度细微（小于0．25 mm）且无渗水可用渗透结晶型浆料涂刷即可，若裂缝宽度超过0．25 nllTl，维修时则需把注浆材料予以封闭，如裂缝有渗水，则需在板梁较低一侧底部设置泄水孔，以排除积水。若裂缝宽度较宽且有继续增加的趋势，则需查明原因；若系梁本身刚度不足，则使用粘贴碳纤维布或者钢板等方法予以加固。
2）纵向裂缝。普通混凝土板梁梁底常会存在纵向裂缝，裂缝宽度不等，纵缝若贯通梁底至空腔部位，有时会有渗水痕迹。这类裂缝是由于空心板浇筑时，振捣不匀导致细骨料较多，另外空腔底部混凝土最薄，此处混凝土水泥浆较多，混凝土收缩也就偏大，从而导致空腔下方混凝土开裂。若长期受到渗水影响，板梁内部钢筋将提前锈蚀，混凝土也将加速碳化，导致梁底出现更多的锈胀开裂现象。有些纵向裂缝是由于保护层厚度不足，钢筋锈蚀而产生胀裂裂缝。
由于这类裂缝并非荷载裂缝，对梁板承载能力没有影响，但影响梁板的耐久性；一般采取封闭裂缝即可，封闭混凝土毛细孔，预防主筋锈蚀。
3、下部结构的常见病害
下部结构常见病害通常是由于长期受渗水影响，盖梁、立柱或台帽存在箍筋锈蚀、裸露，混凝土保护层剥落现象，这是由于结构混凝土保护层偏薄，有的甚至没有保护层，尤其经常受到渗水的部分，保护层碳化较快，导致箍筋锈胀，混凝土剥落。
本次检查中未发现此类病害，但在全区的其他桥上仍有存在，需引起重视，因为结构混凝土保护层偏薄是旧桥普遍存在的问题，其直接影响结构的耐久性。现在的规范中已经注意到这个问题，在《公路钢筋混凝土及预应力桥涵设计规范》（JTG D62．2004） “构造规定”中规定了桥梁各部分结构，尤其明确提出箍筋和主筋的保护层最小值，并且考虑保护层过厚的情况下应布置防裂钢筋网。对比“85规范”中并没有就此做出这样的要求，可见现在已经认识到保护层厚度对桥梁结构耐久影响的重要性。
对于该类病害通常做法是先将钢筋除锈，再用修补砂浆修补，最后涂刷渗透结晶型浆料，以期提高表面混凝土抗碳化能力。
4、附属结构的常见病害
1）支座。通常每块空心板下垫了4个支座，属于超静定性支撑，但经常有1块支座由于墩、台帽顶面不平等原因较为松动，由于车辆振动使松动支座移动、脱空。梁底支座位移、脱空，使空心板搁置不稳定产生移位，而且板下支座受力不匀，也会加速橡胶支座的疲劳损坏。
对于支座病害通常是用不锈钢垫板垫实支座，确保支座正常传力。
2）挡块。挡块的损坏也比较普遍，一种情况是由于梁体与挡块之间没有设置足够的自由变形的空间，板梁因为升温横向膨胀而挤坏挡块；另外一种情况是梁板于挡块之间未设弹性介质，当梁因为被撞或者地震等原因撞击挡块时，因无消能装置而撞坏挡块，可能造成落梁，或者使下部立柱受弯开裂；斜交桥常有向锐角方向移动挤压挡块的情况。
对于挤坏的挡块通常是敲掉破损的混凝土，重新布置钢筋，重新浇筑挡块，并用氯丁橡胶垫块作为弹性体填塞。
5、常见病害维修工艺
对旧桥而言，其维修加固施工工艺质量往往至关重要。选定合适的材料来维修病害，主要考虑采用合理的维修工艺以保证维修质量得到保证。和新建桥梁相比，很多细节的处理与通常的施工方法差别很大。因此老桥的维修加固对施工人员的要求更加严格，应具备相关经验的施工员操作为好，甚至某些项目必须要求具备相应专业操作资质的人员。
1）梁底空洞修补。凿除空洞周围疏松混凝土，清洗掉浮尘及钢筋锈蚀部分；表面部分润湿后，利用聚合物水泥修补砂浆抹平，待硬固后再涂刷两遍XYPEXP（赛柏斯）防水材料。
2）非预应力梁纵、横缝修补。裂缝宽度小于0,2 mltl的情况直接在表层涂刷2遍XYPEX （赛柏斯）浓缩剂浆料；纵缝宽度大于0．2 mltl的情况须用注浆材料封闭裂缝，可选用Et本SHO．BOND公司生产的GROUT灌注予以封闭。若裂缝大大超过规范限值则需根据承载能力试验结论进行加固或大修。
3）空心板梁底存在白区。在梁底空腔最薄处钻洞，排除梁内空腔积水，梁底涂刷XYPEX （赛柏斯）浓缩剂两遍，以提高梁底混凝土耐久性。
4）边角及梁底大面积露筋修补。在修补的部位凿毛，去除钢筋锈蚀部分，凿除疏松的混凝土，然后在表面种植膨胀螺栓，布置钢丝网，用高压水清洗表层脏污后赶紧涂刷界面剂，待界面剂未干即用力抹上修补砂浆。为防止砂浆流淌，每层粉抹厚度约1 cm，30 min后再抹第2层修补砂浆，如此2-3次，厚度达到2～3 cm即可。最后用XYPEX（赛柏斯）做防水处理。
5）露筋锈蚀构件修补保护层。凿除表面疏松物质，清洗掉油污、浮尘，磨去裸露钢筋的锈蚀，结构表面润湿，按上述相同方法及修补砂浆使用说明涂抹修补砂浆进行维修，最后用XYPEX （赛柏斯）防水处理。
6）桥面贯通纵缝的处理。桥面简支跨出现纵缝，为空心板铰缝损坏，剪力铰裂缝反射到桥面铺装。可先凿除桥面铺装，再凿除板梁剪力铰破损混凝土，重新灌浇C40钢纤维混凝土为剪力铰，并且在板梁顶面种植“几”型巾10200 iTtrn的铰缝钢筋，与桥面铺装层内横向钢筋焊接，重新浇筑桥面，使桥面铺装层与空心板梁良好连接。
7）支座复位。将检查中发现松动移位的支座置于原位，并用薄的不锈钢板涂胶后塞紧。清理支座部位的垃圾，做好防水保护的工作。
8）桥台挡块的修复。凿除开裂的挡块混凝土，保留原有钢筋，增加挡块钢筋重新浇筑挡块，然后在板梁和挡块之间填塞氯丁橡胶板，作为横向顶推力消能装置。
6、结束语
通过对区内桥梁的长期健康监测，我们发现桥梁在设计、施工及养护中存在一些考虑不周的地方。在桥梁设计和养护中更关心的是结构安全、经济、美观，而结构的耐久性考虑常常不够多。但从大量桥梁存在的问题分析，出现问题的根本原因往往在于耐久性不良。考虑好耐久性设计，并提高施工和养护工艺可以提高桥梁正常使用的年限，避免过早出现病害，甚至危及安全。换个角度讲，耐久性关系到安全和经济两大重要因素，设计、施工和养护管理单位必须予以高度重视。
