高速公路桥梁常见病害及加固处治方案浅析

丁雪

（云南交投集团运营管理有限公司 云南昆明 661100）

1 工程概况

新河高速公路是《国家高速公路网规划》中广昆高速公路联络线开河高速公路云南境内最后一段，全长56.212km，地质复杂，地理位置特殊，与越南隔河相望，新河高速公路沿线地处热带雨林，气候炎热，多雨，沿红河大断裂带周边布线杂。根据2017年桥梁定期检测报告，新河高速公路甘坡2号特大桥（右幅）被评定为3类桥梁，该桥上部结构主桥为53×20m先简支后结构连续空心板，下部结构基础采用挖孔桩基础。桥梁的主要病害为：上部结构主要病害为部分空心板板底出现斜向裂缝、混凝土空洞、钢筋锈蚀外露等病害；支座主要病害为部分空心板支座均有不同程度的老化偏压局部脱空现象；下部结构主要病害为部分盖梁出现局部混凝土空洞、漏筋、竖向裂缝等病害。2018年按照《公路桥涵养护规范》对甘坡2号特大桥（右幅）进行了病害加固处治。

2 桥梁裂缝

2.1 桥梁裂缝产生原因分析

①支座附近斜向裂缝是由于空心板端部板底较薄或混凝土强度达不到设计要求、车辆荷载过大或者施工中封端没做好等原因，导致支座附近产生了较大的应力等；②空心板底纵向裂缝主要是因为构造原因、施工原因、纵向预应力产生的横向应变等；墩顶上缘负弯矩区盖梁的竖向裂缝主要是因为在荷载作用下，局部拉应力超出混凝土的强度，造成竖向劈裂；③盖梁跨中下缘裂缝主要因为盖梁跨中下缘混凝土拉应力最大，当拉应力超过混凝土抗拉强度时，在跨中下缘开裂。

2.2 裂缝病害处治方法

（1）宽度小于0.15mm的裂缝采用聚合物水泥表面封闭法。

（2）宽度大于等于0.15mm的裂缝采用灌注混凝土裂缝修补胶液封闭裂缝法。

（3）盖梁竖向裂缝采用粘贴钢板进行加固。

2.3 施工工艺流程及要点

（1）裂缝封闭灌浆。前期准备→清孔清缝处理→粘贴灌浆嘴及表面封闭→压气实验→灌注混凝土裂缝修补注浆料→灌注完毕待浆液聚合固化后拆除灌浆嘴→涂混凝土裂缝修补胶封闭。①前期准备：应在现场检查裂缝数量、长度及宽度，并将每条裂缝的参数标注在所对应裂缝旁，充分结合现场所检查的裂缝数量进行材料、设备等方面的施工前期准备安排。②清孔清缝处理：清洗干净所有孔眼，再将裂缝两侧3～4cm范围内的渣土、浮尘从上而下的清理干净，整平突出部分，用丙酮擦拭裂缝旁边的油污。③粘贴灌浆嘴并封闭裂缝：将灌浆嘴底盘的铁锈清理干净，并用丙酮擦拭，清理完成后在清理干净的底盘周围均匀涂抹厚度1～2mm的专用胶泥，对准清洗干净的孔眼后，粘贴在需处治的裂缝上。将裂缝从上到下涂刷两遍聚合物水泥砂浆浆液形成封闭带，进行裂缝封闭。④压气实验：待聚合物水泥砂浆浆液封闭带硬化后，应通过压气试验检查封闭带的气密性，在进行压气试验时，可在封闭带上以及灌浆嘴周围涂上肥皂水来检测封闭带的气密性，若通气后出现泡沫，出现泡沫处漏气，需再次封闭。⑤灌浆：采用空气泵压注法进行灌注裂缝，对于宽度较大的裂缝，若进浆通畅，宜将压力控制在0.2MPa，若进浆不通畅，可以将压力控制在0.4MPa。

（2）粘贴钢板加固。

前期处理→粘钢表面处理→钢板防腐→灌注。①前期处理：先清理原混凝土结构表面的尘土、浮渣，按照裂缝封闭的方法对裂缝进行灌缝或者封闭处理，再在需粘钢的盖梁表面进行抹浆处理。②粘钢表面处理：清理打磨需要进行粘钢加固的盖梁的混凝土表面，清理除净表面尘土及浮渣，直到完全露出原混凝土的结构断面，再将需粘钢加固的混凝土表面修复平整。③钢板防腐工序：钢板喷砂除锈→涂刷底漆3道→安装并检查→涂刷面漆4道。④灌注：清理混凝土表面→钻孔并埋植全螺纹螺栓→钢板安装并检查→配制胶黏剂→封边→灌注→防腐处理。

3 混凝土缺陷

（1）原因分析。与桥梁建设时期的施工工艺和施工浇筑混凝土的质量有关，在浇筑空心板过程中，由于集料粒径过大、钢筋过密导致振捣不充分或者底模漏浆等原因导致形成混凝土空洞，另外混凝土保护层厚度不够也易形成空洞。

（2）修复方法。当混凝土破损面积比较小时采用聚合物水泥砂浆进行修补，当混凝土破损面积比较大时应采用专用混凝土进行修补。

（3）施工工艺流程及要点。表面处理→涂刷基液→涂抹聚合物水泥砂浆或浇筑专用修复混凝土。①表面处理：清除混凝土缺陷周围的灰尘、浮渣及松散混凝土，清理需修复范围的混凝土表面，露出新鲜混凝土，做到无水湿、无污渍及灰尘。②涂刷基液：为了保证修补的新混凝土或者聚合物水泥砂浆能与原结构的混凝土的良好粘合连接，在需修复的混凝土表面涂抹一层厚度不超过1mm的聚合物水泥砂浆液。③涂抹聚合物水泥砂浆或浇筑专用修复混凝土：在缺陷混凝土表面基液涂刷完成后的大致30-60min，气泡消除后再进行涂抹或浇筑

4 支座脱空

（1）原因分析。与桥梁建设时期的垫石混凝土浇筑的不密实和不平整，以及垫石顶面的标高误差有关，从而导致支座脱空、偏压。

（2）加固方案。支座局部脱空采用楔形钢板调平；对于支座偏位脱空先对梁靴及垫石找平处理，再进行顶升复位。

（3）施工工艺。对于局部脱空的支座，先清除原盖梁上的杂物浮渣，根据现场实际以及原支座的设计参数加工对应尺寸大小的楔形钢板，在楔形钢板表面涂刷环氧树脂粘接剂，将楔形钢板插入支座的局部脱空部位，并且检查支座、钢板、梁体之间的严密性；对于支座下部脱空，采用高性能复合砂浆对支座垫石进行找平修复，须先顶升梁体，取出脱空支座，找平后待高性能复合砂浆凝固方能复位支座，支座顶面加垫钢板具体尺寸根据现场情况而定。

5 支座老化、剪切变形

（1）原因分析。由于桥梁上方车辆在行驶过程中产生的各类纵向应力和横向应力的综合作用，导致支座因局部应力集中而出现剪切变形。

（2）加固方案。更换支座。

（3）施工工艺。对于甘坡2号特大桥（右幅）的53×20m先简支后连续空心板的结构，对简支结构的部分，采用单跨两侧同时进行更换支座；对连续结构部分的梁段，进行整联同步顶升，统一更换支座。

6 结束语

通过对新河高速公路甘坡2号特大桥（右幅）进行加固处治，桥梁各部件的技术状况得到了保持和提高，在2019年桥梁定期检测中评定为2类桥梁，保障了桥梁的安全运行。