高速馬路混凝土橋梁病害及其成因分析 孫樹利

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XX省高速馬路京滬管理處孫樹利

摘要：基于對高速馬路混凝土橋梁的養(yǎng)護檢查，對混凝土橋梁的缺陷及損傷狀況按不同部位進行了分類，并對病害產(chǎn)生的原因進行了分析研究。

在高速馬路橋梁養(yǎng)護檢查過程中，發(fā)現(xiàn)服役中的混凝土橋梁，由于建設(shè)和使用等方面的因素，不同程度的存在各種病害及損傷。全面了解和把握橋梁的缺陷和損傷狀況，客觀判別其對橋梁結(jié)構(gòu)的影響，對橋梁使用功能的發(fā)揮和行車安全具有十分重要的意義。

根據(jù)高速馬路混凝土橋梁自身結(jié)構(gòu)特點，其缺陷及損傷狀況按橋面系、上部結(jié)構(gòu)、支座、下部結(jié)構(gòu)四個部位進行歸類。1橋面系1．1橋面鋪裝

橋面鋪裝的病害主要為橫向裂縫、縱向裂縫、局部坑槽、修補后二次破損、橋頭跳車、橋頭與路堤連接處開裂等病害。經(jīng)綜合各方面的因素分析主要有以下幾個方面的原因：

（1）橋面鋪裝病害產(chǎn)生的原因與車流量的日益增加有直接的關(guān)系。特別是連續(xù)梁橋的橋面橫向裂縫大都位于聯(lián)間結(jié)合部，且主要出現(xiàn)在行車道，超車道較少，說明與活載作用有直接的關(guān)系。其原因是由于橋面鋪裝與路基段存在剛度差異，造成通行車輛在此形成沖擊荷載，剛性鋪裝層無法有效地減弱荷載的沖擊作用，在荷載的長期作用下造成橫向裂縫的形成和橋面混凝土鋪裝層的破損。

（2）水泥混凝土橋面鋪裝，混凝土澆筑后，水泥水化反應(yīng)猛烈，分子鏈逐漸形成，出現(xiàn)泌水和水分急劇蒸發(fā)現(xiàn)象，引起失水收縮，是

在初凝過程中發(fā)生的收縮，也稱之為凝縮，此時骨料與膠合料之間也產(chǎn)生不均與的沉縮變形，假使混凝土養(yǎng)護不良就會出現(xiàn)龜裂及收縮裂縫。

（3）橋面鋪裝混凝土面板下不密實，在重載車的作用下，混凝土面板產(chǎn)生斷裂。

（4）搭板下的路基與橋臺存在不均勻的沉降，導(dǎo)致搭板底部出現(xiàn)脫空現(xiàn)象，在重載車的作用下，搭板混凝土產(chǎn)生斷裂。

（5）鋪裝層與橋面板和主體結(jié)構(gòu)變形不協(xié)調(diào)，產(chǎn)生附加內(nèi)力從而引起橋面裂縫。

（6）由于目前高速馬路的橋面病害治理施工是不斷交施工，在施工過程中接縫位置的混凝土初凝階段受車輛震動影響，對后期的混凝土強度產(chǎn)生不利影響，在縱向的施工接縫位置簡單產(chǎn)生啃邊或破損。

1．2排水設(shè)施

高速馬路橋面排水系統(tǒng)存在的主要病害是泄水孔的堵塞、泄水管銹蝕損壞，經(jīng)分析主要有以下幾個方面的原因：

（1）橋面雜物未及時清理、在下雨、雪后，雜物隨著水流至泄水孔部位造成堵塞；

（2）泄水孔疏通不及時，在雜物不斷的填充下導(dǎo)致泄水孔完全堵塞；

（3）橋面鋪裝改建或橋面瀝青罩面時忽視泄水孔收水口的處理，導(dǎo)致泄水孔表面粗糙不利排水，還簡單掛攔雜物引起堵塞；

（4）橋面鋪裝改建施工時忽略原有的泄水孔而直接加鋪橋面，導(dǎo)致橋面水無法排除，橋面積水在護欄基座與橋面附近，水從護欄基座與梁板接縫位置滲出，這也在一定程度上增加了梁板混凝土的鋼筋銹脹破壞。

1．3護欄、防撞墻、欄桿

護欄存在的病害主要是基座存在大面積的剝裂、剝落、麻面或鋼筋銹蝕；波形梁護欄鋼管立柱、防阻塊缺失；鋼筋混凝土防撞墻護欄混凝土表層的剝裂脫落、鋼筋銹蝕等。

混凝土表層剝落、露筋，是由于鋼筋保護層較薄，鋼筋在外部環(huán)境的侵蝕下產(chǎn)生銹蝕，鋼筋銹蝕膨脹導(dǎo)致混凝土剝落、露筋。波形梁鋼護欄立柱、防阻塊缺失主要是由于立柱與基座套筒或護欄板與防阻塊之間的連接不牢，在車輛刮蹭過后出現(xiàn)松動而被人為的盜取。1．4伸縮裝置

伸縮縫的病害主要是存在砂石等雜物堵塞，錨固混凝土破損和橫橋向裂縫，防水橡膠條老化、開裂、滲漏等病害，個別伸縮縫出現(xiàn)抵攏，型鋼斷裂，鋼梁擠死等。產(chǎn)生病害的原因主要有以下幾個方面：

（1）交通量增加、重車增多、甚至超限車輛的運行是伸縮縫產(chǎn)生上述病害的主要原因。特別是橋臺位置的伸縮縫，橋面鋪裝與路基段存在剛度差異，在車輛荷載的反復(fù)沖擊作用下，最易遭到破壞。

（2）伸縮縫的安裝質(zhì)量也是誘發(fā)上述病害產(chǎn)生的一個十分重要的方面，如伸縮縫出現(xiàn)抵攏現(xiàn)象就是由于設(shè)計值偏小或施工中定位不準造成的。

（3）落入伸縮裝置的砂土、雜物未能及時認真地清掃，使伸縮量不能保證。2上部結(jié)構(gòu)

2．1鋼筋混凝土空心板

鋼筋混凝土空心板主要病害為底板橫橋向裂縫、堿蝕、鉸縫勾縫砂漿脫落、鉸縫滲水、梁板混凝土剝裂鋼筋銹蝕等。鋼筋混凝土空心板病害分析主要有以下幾點：

（1）鋼筋混凝土空心板底板產(chǎn)生橫橋向裂縫，是不可避免的，是正常的，也是規(guī)范允許的。縫寬較小的橫橋向裂縫對板的整體承載能力影響不大，但會降低底板的抗裂能力。加上底板開裂后，會加速鋼筋的銹蝕速度，降低結(jié)構(gòu)的耐久性，隨著時間的延長，會降低空心板的承載能力。

（2）鋼筋混凝土空心板鉸縫勾縫脫落、鉸縫開裂滲水也是促使空心板橫橋向裂縫產(chǎn)生的另一個重要原因?？招陌宀捎闷罂阢q縫，鉸縫本身的傳力性能差、變形大，各板間橫向連接弱，單板分派的力比理論計算大。加上交通量日益增大，超限車輛增多，活載的增加造成板底開裂和鉸縫破壞。

（3）橋面及空心板內(nèi)積水不能順利排出，致使板底部鋼筋出現(xiàn)銹蝕，引起混凝土的銹脹破壞，在板底表現(xiàn)為混凝土表層的剝裂或裂縫，同時板底出現(xiàn)大面積的堿蝕滲水痕跡。

（4）預(yù)制板在預(yù)制施工期間養(yǎng)生不當也會在梁板底面產(chǎn)生裂縫。（5）混凝土表層剝落、露筋，是由于鋼筋保護層較薄，鋼筋在

外部環(huán)境的侵蝕下產(chǎn)生銹蝕，鋼筋銹蝕膨脹導(dǎo)致混凝土剝落、露筋，鋼筋混凝土結(jié)構(gòu)一旦出現(xiàn)鋼筋銹脹破壞以后，病害的發(fā)展將十分迅速，這對鋼筋混凝土構(gòu)件的耐久性是十分不利的。病害的持續(xù)發(fā)展將會對對結(jié)構(gòu)承載能力及使用功能產(chǎn)生較大影響。

2．2預(yù)應(yīng)力混凝土空心板

預(yù)應(yīng)力混凝土空心板主要病害為縱向裂縫，其他病害如板底堿蝕滲水、橫向裂縫縫、混凝土表層剝裂鋼筋銹蝕等病害原因同鋼筋混凝土空心板。據(jù)調(diào)查，全國不同省份的大量先張法預(yù)應(yīng)力混凝土空心板底板均不同程度的出現(xiàn)縱向裂縫，是較為普遍的現(xiàn)象。分析其原因，主要有構(gòu)造原因、施工原因、縱向預(yù)應(yīng)力產(chǎn)生的橫向應(yīng)變等。3支座

支座的病害主要是老化開裂、剪切變形、脫空、固定支座銷釘剪斷、活動支座鋼板銹蝕等。經(jīng)分析病害產(chǎn)生的主要原因有以下幾個方面：

（1）支座質(zhì)量低劣。主要表現(xiàn)為原材料不規(guī)范、橡膠層厚度不夠或不均勻、橡膠與鋼板粘結(jié)力不夠等。

（2）施工質(zhì)量不達標，由于施工單位技術(shù)或質(zhì)量控制不嚴，支座脫空、安裝位置不確切等現(xiàn)象普遍存在，四氟滑板支座采用普通鋼板或鋼板表面砂漿未清除清白等現(xiàn)象也屢見不鮮，從而造成個別支座受力集中或不能正?；瑒?。

（3）在設(shè)計過程中，計算考慮不周，支座選用失誤，造成個別支座無法承受過大的車輛偏載作用或無法抵消梁體過大的伸縮變形。

（4）橋面水沿伸縮縫或臺頂裂縫經(jīng)臺頂流出時造成支座鋼板銹蝕的主要原因，另外部分橋梁在進行伸縮縫改建施工時，將鑿除的施工垃圾直接堆積于臺頂，支座周邊被垃圾掩埋，在外部水進入后很難及時的排出增加了支座老化、鋼板銹蝕的速度。4下部結(jié)構(gòu)

下部結(jié)構(gòu)主要病害形式為臺身豎向、斜向及橫向裂縫，柱式臺、肋板臺臺帽裂縫，墩臺混凝土剝落、麻面及鋼筋銹蝕等。分析其原因主要有以下幾方面：

（1）勘測、設(shè)計原因

橋涵地質(zhì)勘察資料可能不確鑿，地基承載能力降低進而地基下沉引起臺身裂縫。

（2）施工原因

依照《馬路橋涵施工規(guī)范》，輕臺必需在安裝梁板后才可以進行臺背填土，且在梁板安裝前振動壓路機不得靠近臺身位置，但是在施工中由于某種原因在梁板未安裝時，就進行臺背填土，用振動壓路機靠近臺身碾壓，并且填土達到1~2m后才進行梁板安裝。這種違規(guī)操作消弱臺身抗爭填土及振動壓路機產(chǎn)生的荷載效應(yīng)的能力，已給臺身留下隱患。

（3）活載原因

隨著經(jīng)濟發(fā)展，交通流量增大，大型超載、超限車輛增多，遠遠大于設(shè)計荷載，活載引起豎向壓力、沖擊力及臺后土壓力增大，從而引起臺身開裂。

（4）基礎(chǔ)或地基產(chǎn)生了不均勻沉降，臺帽及墻體水平鋼筋不能有效地抑制地基不均勻沉降，從而導(dǎo)致了橋臺開裂。另外，從裂縫的發(fā)展方向看，樁柱式橋臺中樁上部和兩樁之間的裂縫分別是因墻體的抗拉強度、剪切強度不足所引起。

（5）橋臺混凝土表層剝落、露筋，是由于鋼筋保護層較薄，鋼筋在外部環(huán)境