公路橋梁存在的缺陷及幾種修復(fù)加固技術(shù)
2011-09-13 來源：公路養(yǎng)護(hù)網(wǎng)
一、混凝土橋梁結(jié)構(gòu)表層缺陷及產(chǎn)生原因
1、蜂窩：施工不當(dāng)所致，混凝土灌注中缺乏應(yīng)有的振搗，分層灌注時(shí)違反操作規(guī)程，運(yùn)輸時(shí)混凝土產(chǎn)生離析，模板縫隙不嚴(yán)，水泥砂漿流失等。
2、露筋：施工質(zhì)量不好，如灌注時(shí)鋼筋保護(hù)層墊塊位移，鋼筋緊貼模板，保護(hù)層處混凝土漏振或振搗不實(shí)。
3、麻面：施工時(shí)采用模板表面不光滑，模板濕潤又不夠，致使構(gòu)件表面混凝土內(nèi)的水份被吸去。
4、空洞：結(jié)構(gòu)上鋼筋布置過密，施工時(shí)混凝土被卡住，又未充分振搗就繼續(xù)灌注上層混凝土，此外，嚴(yán)重漏漿亦能產(chǎn)生空洞。
5、磨損：混凝土強(qiáng)度不足，表層細(xì)骨料太多，車輪磨損，高速水流沖刷，水流中又夾雜大量砂石等推移質(zhì)或冰凌等漂浮物。
6、銹蝕、老化、剝落：保護(hù)層太薄，結(jié)構(gòu)出現(xiàn)裂縫，雨水浸入，鋼筋銹蝕膨脹引起剝落，嚴(yán)寒地區(qū)冰凍及干濕交替循環(huán)作用，有侵蝕性水的化學(xué)侵蝕作用。
7、表層成塊脫落：外界作用。
8、構(gòu)件變形、接縫不平：施工不善或荷載作用下形成的變形等。
以上可采用混凝土修補(bǔ)或水泥砂漿修補(bǔ)法。常用修補(bǔ)材料為環(huán)氧材料。
二、混凝土構(gòu)件裂縫缺陷及產(chǎn)生原因
鋼筋混凝土簡支梁橋常見裂縫有網(wǎng)狀裂縫、下緣受拉區(qū)的裂縫、腹板上的豎向裂縫、腹板上的斜向裂縫、運(yùn)梁不當(dāng)引起的上部裂縫、梁端上部裂縫、梁側(cè)水平裂縫、梁底縱向裂縫。
預(yù)應(yīng)力混凝土梁、懸臂梁和連接梁橋的常見裂縫有先張法梁梁端錨固處的裂縫、后張法梁梁端錨固處的裂縫、腹板收縮裂縫、懸臂梁剪切裂縫、懸臂箱梁錨固后接縫中的裂縫、底板裂縫、箱梁彎曲裂縫、連接梁彎曲裂縫、合攏澆筑段的裂縫、預(yù)應(yīng)力梁下翼緣的縱向裂縫。
構(gòu)件裂縫產(chǎn)生的主要原因有四方面：一是與材料性質(zhì)有關(guān)的因素，如水泥的反常凝固，混凝土的離析與泛漿，水泥的反常膨脹，骨料中含有泥土，使用了反應(yīng)性骨料或風(fēng)化巖、混凝土干燥收縮。二是與施工有關(guān)的因素，如混合料攪拌不均勻，攪拌時(shí)間過長，用泵壓送時(shí)水泥量及用水量的增加，灌注順序的差錯，灌注速度太快，振搗不充分，配筋混亂，保護(hù)層厚度不夠，施工縫處理不當(dāng)，模板變形，漏漿，支架下沉，脫模過早，硬化前受振動和荷載作用，初期養(yǎng)生中急劇干燥，養(yǎng)生初期凍害。三是與環(huán)境條件有關(guān)的因素，如周圍環(huán)境與濕度的變化，構(gòu)件內(nèi)外溫度的差異，反復(fù)凍融，內(nèi)部鋼筋銹蝕，因火災(zāi)而使混凝土表面受高溫熏烤，受鹽類的化學(xué)腐蝕。四是與構(gòu)造、外力有關(guān)的因素，如設(shè)計(jì)荷載以內(nèi)的荷載，設(shè)計(jì)荷載以外的荷載，以地震力為主的荷載，截面尺寸及鋼筋用量不足，結(jié)構(gòu)物不均勻下沉。
三、橋梁墩臺常見裂縫有：
1、墩臺網(wǎng)狀裂縫（由于混凝土收縮干燥引起或混凝土內(nèi)部水化熱和外部氣溫的溫差及日氣溫變化影響和日照影響而產(chǎn)生的溫度拉應(yīng)力）。
2、從基礎(chǔ)向上發(fā)展至墩臺上部的裂縫（基礎(chǔ)松軟產(chǎn)生不均勻沉降造成）。
3、墩臺身的水平裂縫（多為混凝土貫注不良所引起）
4、翼墻和前墻斷裂的裂縫（往往由于墻間的填土不良。凍脹或基層承載力不足，引起下沉或外傾而產(chǎn)生開裂）。
5、由支承墊石從下向上發(fā)展的裂縫（主要是由于墩臺帽在支承墊石下未布置鋼筋所致或可能受到較大的沖擊力）。
6、橋墩墩帽順橋軸線橫貫墩帽的水平裂縫（主要是局部應(yīng)力所致，因梁和活載的作用力集中地通過支座傳至橋墩，使其周圍墩頂其他部位產(chǎn)生拉應(yīng)力）。
7、雙柱式橋墩下承臺的豎向裂縫（由于樁基下沉不均勻或局部應(yīng)力所致）。
8、支承相鄰不等高的墩蓋梁、雉墻上的豎向裂縫（由于局部應(yīng)力所致）。
9、墩臺蓋梁自上而下的垂直裂縫（樁基下沉不均勻而引起蓋梁上的不均勻受力）。
10、鑲面石突出的裂縫（由于鑲面石與墩臺連接不良所引起）。
11、懸臂橋墩角隅處的裂縫（由于局部應(yīng)力引起）。
以上可采用刻槽封閉或鑿槽嵌補(bǔ)方法，加配鋼筋修補(bǔ)法，鋼板粘貼修補(bǔ)裂縫，表面噴漿修補(bǔ)裂縫，用柔性表面封閉法修補(bǔ)裂縫，灌漿封閉裂縫修補(bǔ)法等。
四、鋼筋混凝土橋面板缺陷及產(chǎn)生原因
混凝土開裂、混凝土剝離，斷面破損、鋼筋外露、銹蝕，混凝土質(zhì)量下降，異常變形等。這些是由于荷載增大（構(gòu)件承載力不足），構(gòu)造上的缺陷（橋面板端部等），支撐結(jié)構(gòu)不完整（主梁等構(gòu)件剛度不足等），施工上缺陷（保護(hù)層不夠、蜂窩麻面等），氣象作用（凍融作用、化學(xué)作用、鹽腐蝕等），災(zāi)害（地震、火災(zāi)、受落下物撞擊等），徐變及收縮過大等。
橋面板損壞的維修方法有修補(bǔ)施工法、加蓋板施工法，支架施工法等。
一般橋面補(bǔ)強(qiáng)層加固方法有底面加固和頂面加固。
底面加固主要是噴射鋼纖維砂漿，焊接鋼筋網(wǎng)并噴射鋼纖維混凝土或鋼纖維砂漿。頂面加固主要是采用鋼筋混凝土加厚或鋼纖維混凝土加厚、聚合物混凝土加厚、膨脹混凝土加厚等并在接合處鑿毛處理加錨固鋼筋。
目前國內(nèi)外許多大公司和科研結(jié)構(gòu)都投入很大力量對這一難題進(jìn)行研究，開發(fā)橋梁的養(yǎng)護(hù)、維修、加固及更換的系列技術(shù)，并相應(yīng)開發(fā)出一批新型修復(fù)材料，能夠有效的解決了上述“瓶頸”的難題。
五、介紹幾種新型的橋梁修復(fù)、加固技術(shù)和新材料：
1、“壁可”法：
采用橡膠管注入器，利用其持續(xù)的恒定壓力將樹脂材料自動注入到縫中，注入材料粘度極低，可深入到寬僅0.02mm的細(xì)縫末端，恢復(fù)結(jié)構(gòu)強(qiáng)度。
2、修補(bǔ)路面裂縫、坑洼、麻面：
采用不同粘度的樹脂材料對各種寬度的裂縫進(jìn)行灌注，可立即開放交通。對坑洼、麻面采用樹脂砂漿鏝抹，材料柔韌、耐磨、抗滑，與鋪層結(jié)合牢固。
3、路面防滑鋪裝方法：
在彎道、交叉路口等重要路段鋪設(shè)樹脂砂漿，可取得優(yōu)異的防滑效果，保證行車安全。
4、隧道、涵尚不滲漏水的治理方法：
摒棄傳統(tǒng)的堵水思想，采取引導(dǎo)的方法，對接縫、裂縫、襯砌面滲水均有對策。
5、橋梁結(jié)構(gòu)的維修、加固方法：
采用鋼板貼合、增設(shè)桁梁等方法恢復(fù)或提高構(gòu)件強(qiáng)度，增加承載力。對砼構(gòu)件的肅落、缺損，用聚合物改性材料修補(bǔ)，以防鋼筋銹蝕或進(jìn)一步損壞，美化外觀。
6、橋梁伸縮縫：
有九大類、數(shù)十個規(guī)格型號可供選擇，用柔性樹脂砂漿作為回填材料更能發(fā)揮其優(yōu)良性能。
7、砼及鋼構(gòu)件的涂裝防護(hù)方法：
用于防止構(gòu)件的破壞，對鹽害、堿骨料反應(yīng)、中性化、化學(xué)腐蝕、凍融破壞等均有相應(yīng)的對策，涂層美觀持久。
