空心板桥的病害及处理对策研究

简俭 何国锋

【摘 要】作者结合自己多年工作经验对某大桥的病害情况、桥梁病害分析、桥梁治理措施等几个方面进行具体分析和探讨，并提出了相应的治理措施，从而较好地治理了桥梁病害，使桥梁的使用性能和耐久性得到改善与提高。

【关键词】桥梁；病害分析；治理措施

1.桥梁概况

近年来，随着我国路桥行业的不断发展，路桥中空心板桥存在较多问题，以下是对其问题进行分析。某大桥位于国道102线，全桥共20孔一联，单孔跨径20m。该桥上部结构采用先简支后连续部分预应力空心板， 下部结构采用双柱式墩、框架式台， 空心板混凝土为C40， 墩台混凝土均为C25， 基础为钻孔灌注桩。桥梁设计荷载： 汽车（20级，挂车） 100，人群3kN/m2， 桥面净宽为净）—9+ 2×1. 0m人行道，桥面横坡采用双向： 1. 5%，桥头引道按照平原微丘二级路标准设计， 路基宽度12m，路面宽度9m。

2.桥梁病害情况

2005年公路养护部门发现该桥大部分空心板板底出现了纵向裂缝， 个别空心板板底裂缝宽度超过了规范规定的限值（ 裂缝宽度不大于0. 2） ；部分盖梁及桥墩柱存在裂缝，且病害比较严重，个别部位的混凝土出现了严重的开裂，剥落，个别位置桥梁在外观上给人以严重的不安全感。详细病害情况如下。

1） 墩柱。桥墩柱的主要病害表现为大量的墩柱竖向、网状裂缝，大多数墩柱裂缝宽度位于0.1mm～ 0. 15mm之间，以竖向裂缝为主，个别墩柱裂缝宽度超过0.2mm。

2）盖梁。盖梁病害： 盖梁病害比较严重， 主要表现为竖向细小裂缝、沿盖梁底面纵向裂缝， 盖梁悬臂端病害严重的部位出现了开裂、酥裂， 开裂宽度达到2cm～ 3cm。

3） 空心板。板底病害：该桥大部分梁板底部均存在较多纵向裂缝，且裂缝宽度为0. 1mm～ 0. 4mm不等， 大部分纵向裂缝贯通整个梁板底部；部分梁板底面存在混凝土表面松散、麻面的现象，松散厚度在0.1cm～ 0.2cm之间；个别孔空心板底面存在钢筋保护层剥离、空鼓、开裂现象； 第5孔～7孔， 10孔，11孔板底铰缝开裂且伴有严重渗水、碱蚀。

3.桥梁病害分析

3.1 墩柱病害分析

在桥梁通车以后，伴随外界温度的变化、雨雪侵蚀、冻融循环、酸碱腐蚀、正常交通累积、超载车辆通行，以及桥梁本身的徐变和松弛，桥梁结构逐渐老化，原先一些不可见的微裂缝扩展成宏裂缝，可见的宏裂缝逐渐延长扩展。经分析该桥墩柱的裂缝病害形成主要有以下几个原因：1） 混凝土内部水化热和外部气温的温差，或日气温变化影响和日照影响而产生的温度拉应力导致的温度裂缝。2） 混凝土干燥收缩而形成裂缝。3） 外部水汽的侵入加速了裂缝的发展，该桥桥下有两三孔长期流水，雨季期间过水孔多为3孔～ 6孔， 从墩柱病害外观上看，过水孔的病害程度明显高于不过水孔。

3.2 盖梁病害分析

查阅了该桥的相关资料后，盖梁病害原因主要有以下几个方面：1） 部分盖梁、墩柱采取冬季施工， 可能由于养护措施不完善而造成的冻胀破坏， 渗入混凝土中的水在低温下结冰膨胀， 从而破坏了混凝土的微观结构， 经多次冻融循环后，损伤积累使混凝土剥落酥裂， 强度降低， 随着使用年限的增加， 病害进一步加剧。2） 盖梁开裂的主要原因是水损坏。桥面排水设施的损坏，泄水孔内的排水管出现松动或者丢失， 进水口位置出现缝隙， 导致桥面水沿着梁体漫流， 外部水进入裂缝以后引起钢筋的锈胀，加速了混凝土的破坏，以致盖梁端部混凝土出现了严重的酥裂现象。3） 混凝土长期干燥收缩也会造成裂缝的进一步发展。

3.3 空心板病害分析

1） 预应力钢束位置集中， 且偏向两边，导致底板钢束在混凝土内部产生较大的压应力且横向级差较大。2） 预应力孔道采用的橡胶抽拔管成孔， 在混凝土浇筑过程中易变形， 抽拔的孔道有弯曲， 导致预应力沿孔道方向形成上、下或左、右的径向分力，形成沿底板混凝土下表面的纵向裂缝。3） 普通钢筋由钢筋与混凝土的粘结机理分析可以得出： 如果钢筋外围混凝土较薄（ 如保护层厚度不足或钢筋净间距过小） 时， 钢筋外围的混凝土在环向拉应力的影响下，形成径向裂缝。径向裂缝很容易发展到混凝土表面形成沿纵向钢筋的裂缝。4） 边板板底混凝土的开裂剥离形成的主要原因是水损坏引起的混凝土锈胀， 从该处的梁板情况来看， 其桥面的排水设施已经损坏， 泄水孔内的排水管出现松动或者丢失，进水口位置出现缝隙， 导致桥面水沿着梁体漫流， 外部水进入裂缝以后引起钢筋的锈胀， 加速了混凝土的破坏， 以致出现了梁板底部钢筋保护层以外的混凝土出现了剥裂。5） 超载车辆的通行速了桥梁病害的发展。近两年随着唐山东部基础设施的建设， 其建筑物质多从此路运输，超载车辆明显增多， 超重车辆荷载的长期冲击、疲劳作用是导致桥梁主体结构损坏的主要原因之。

4.桥梁治理措施

1） 针对墩柱裂缝病害严重的情况， 对所有墩柱均采用粘贴碳纤维布的方法进行加固， 从根本上隔断外部侵蚀的影响， 控制墩柱表层病害的发展， 在一定程度上提高了墩、柱混凝土的耐久性能。2）该桥盖梁个别严重的病害已经对结构的承载能力造成影响， 针对盖梁的病害特征采用以下加固措施： 对两墩之间部分盖梁存在裂缝的采用粘贴碳纤维布U形箍进行加固， 加强混凝土的整体性和限制盖梁裂缝的发展； 对盖梁悬臂端及帽石存在较严重裂缝的采用粘贴钢板进行加固，加强盖梁混凝土的整体性；对所有盖梁缝宽不小于0. 2mm的裂缝采用化学压力灌浆进行处理；盖梁混凝土脱落、酥裂处，凿除酥裂混凝土后采用环氧砂浆或环氧混凝土修补，然后采用锚粘钢板进行补强。3） 空心板病害治理方案。由梁板病害分析可以得出， 空心板底纵向裂缝对桥梁的承载能力影响不大，但对于桥梁的耐久性有着非常不利的影响，故针对梁底裂缝采取以下加固措施： 对所有空心板板底裂缝，缝宽不小于0. 2mm，采用化学压力灌浆补强处理；缝宽小于0.2mm，则采用表面涂刷环氧树脂浆液进行封闭处理； 对于板底空鼓、剥离、开裂的混凝土， 将其凿除后采用环氧砂浆或环氧混凝土进行修补；针对板底碱蚀、渗水的病害，采取对所有空心板在板端的板底钻孔排水， 排除空心板内部水对梁板的损坏； 对桥面排水设施进行检查维修，防止桥面水漫流至梁板或盖梁， 保证桥面水正常排到桥下，避免桥面水对梁体进行侵蚀。

5.结语

通过滦河大桥各个结构部位的加固治理，桥梁病害得到了很好的治理，桥梁加固施工完成后， 桥梁墩柱、盖梁、支座、空心板等构件在使用性能和耐久性等方面得到了较大的改善和提高， 通过一年多的通行运营未发现桥梁病害有发展迹象。