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基于水泥混凝土橋梁安全性問(wèn)題的探析

文檔作者：吳秀娟文檔來(lái)源：廣東省路通公路工程監(jiān)理有限公司		點(diǎn) 擊數(shù)：	更新時(shí)間： 2024年02月21日
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基于水泥混凝土橋梁安全性問(wèn)題的探析
Analysis Based on the Safety Problems of Cement Concrete Bridge
■ 吳秀娟 ■ Wu Xiujuan
[摘 要] 水泥混凝土橋梁在建造和使用過(guò)程中，橋面鋪裝層
經(jīng)常產(chǎn)生裂縫而引起工程質(zhì)量的問(wèn)題。由于澆注瀝青混凝
土鋪裝的病害，對(duì)建筑安全性問(wèn)題產(chǎn)生影響，因而要對(duì)裂
縫進(jìn)行處理和實(shí)施。
[關(guān)鍵詞] 橋梁安全 裂縫 澆注瀝青混凝土
[Abstract] In construction and use process of cement concrete
bridge, bridge deck pavement often cracks caused the quality
problem of project. Because pouring asphalt concrete pavement
disease has an impact on the construction safety problem,
thus need to do treatment and implementation of cracks.
[Keywords] bridge safety, crack, and pouring asphalt concrete
一、 橋面鋪裝層裂縫的主要類(lèi)型
1. 承受荷載過(guò)大引起的裂縫
在施工圖紙中進(jìn)行荷載設(shè)計(jì)時(shí)，結(jié)構(gòu)計(jì)算常常
會(huì)忽略和粗心大意漏掉某一部分，以及模型假設(shè)不
合理而引起配筋過(guò)少或鋼筋布置錯(cuò)位或利用鋼筋型
號(hào)大小的錯(cuò)誤。因而，結(jié)構(gòu)安全系數(shù)不夠和結(jié)構(gòu)剛
度不符合要求。在實(shí)際施工過(guò)程中，混凝土使用材
料不按照合理比例配制，并且隨便攪拌、搬運(yùn)、起
吊、填料，安裝框架和模板不規(guī)范，對(duì)振動(dòng)機(jī)器也
不做嚴(yán)格檢查，混凝土的振動(dòng)力度不夠，導(dǎo)致里面
含有空隙。在使用期間，過(guò)橋車(chē)輛載重超出設(shè)計(jì)承
載。一定時(shí)間內(nèi)，通過(guò)車(chē)輛數(shù)有時(shí)也遠(yuǎn)遠(yuǎn)超過(guò)設(shè)計(jì)
理論值。在無(wú)經(jīng)意中過(guò)往的船舶與橋梁發(fā)生接觸和
碰撞，以及自然狀態(tài)下，地震和地震后的余震、爆
炸的振動(dòng)等影響，日積月累，自然而然會(huì)出現(xiàn)裂縫。
2. 溫度差異引起的裂縫
在自然界中，熱脹冷縮是普遍存在的現(xiàn)象。由
于一年四季溫度差異，熱脹冷縮導(dǎo)致混凝土發(fā)生變
形。在外界條件約束下，混凝土內(nèi)部結(jié)構(gòu)會(huì)產(chǎn)生拉
應(yīng)力。由于混凝土抗拉性弱，當(dāng)拉應(yīng)力過(guò)大時(shí)，就
會(huì)產(chǎn)生裂縫。
3. 地基基礎(chǔ)發(fā)生變形引起的裂縫
我國(guó)的地形復(fù)雜多樣，有山地、平原、丘陵、
地溝等。由于地形凹凸不平，起伏相對(duì)較大。再加
上土體軟硬程度不同，基礎(chǔ)會(huì)出現(xiàn)沉降不均勻或水
平方向位移的變化，致使混凝土結(jié)構(gòu)開(kāi)裂。
4. 鋼筋銹蝕引起的裂縫
在混凝土質(zhì)量較差或保護(hù)不夠嚴(yán)密的情況下，
空氣中二氧化碳侵入混凝土，直至鋼筋表面，與混
凝土中一些水接觸，使混凝土堿度降低。因?yàn)橄趟?
介入，氯離子含量就會(huì)增多，從而引起鋼筋表面氧
化膜破壞，鋼筋就會(huì)銹蝕，最終會(huì)斷裂，混凝土也
會(huì)沿著鋼筋縱向裂開(kāi)。
5. 施工材料質(zhì)量引起的裂縫
混凝土主要由于水、水泥、砂、集料以及外加
劑混合配制而成，材料的質(zhì)量固然會(huì)影響混凝土結(jié)
構(gòu)的好壞。水泥的強(qiáng)度等級(jí)、砂石級(jí)配、水灰比、
外加劑的類(lèi)型，都會(huì)不同程度影響混凝土的強(qiáng)度。
二、 工程實(shí)例
某大橋引道通道橋，為一跨15 m 空心板梁橋。
該橋與地方線路斜交，斜交角為18°。空心板梁高
60 cm，中板寬123.8 cm。采用雙圓形挖孔，挖孔直
徑為42 cm，下部結(jié)構(gòu)為薄壁式橋臺(tái)。該橋于1997
年10 月24 日建成通車(chē)，至今已經(jīng)歷16 個(gè)年頭。隨
著當(dāng)?shù)亟?jīng)濟(jì)的迅猛發(fā)展及交通量、重型車(chē)輛的快速
增加，該橋橋面在日常營(yíng)運(yùn)巡視中陸續(xù)發(fā)現(xiàn)存在縱
向反射裂縫及局部破損等現(xiàn)象。不僅妨礙行車(chē)安全、
影響橋面美觀，而且也給日常維修帶來(lái)不便。為此，
為徹底處理存在病害，消除安全隱患，經(jīng)設(shè)計(jì)處治，
決定對(duì)該橋原破損橋面進(jìn)行鑿除，重新澆注式瀝青
混凝土鋪裝。
由于10 cm 厚的橋面鋪裝層結(jié)構(gòu)特殊，造成破
損、裂縫等后期病害的發(fā)生。除了承受外力荷載、
溫度變化等外部因素影響外，內(nèi)因也是主要起因。
那么，在哪些方面是內(nèi)因給病害的發(fā)生帶來(lái)影響？
為了搞清楚病害起因，讓工程二次處治更具針對(duì)性，
防止在本次處治實(shí)施中重蹈覆轍，對(duì)病害原因有必
要進(jìn)行更加深入研究和深入剖析。為此，結(jié)合工程
實(shí)踐經(jīng)驗(yàn)，對(duì)于該橋橋面鋪裝病害產(chǎn)生原因，現(xiàn)作
出如下推測(cè)判斷。
三、 澆注式瀝青混凝土鋪裝病害原因
1. 材料性能達(dá)不到要求
使用混凝土收縮性較高的礦渣水泥、快硬水泥、
低熱水泥及水泥標(biāo)號(hào)低或水灰比高均易產(chǎn)生裂縫。
2. 粘結(jié)層粘結(jié)力不足
防水層與瀝青混凝土面層和橋面層間粘結(jié)力不
足而發(fā)生剪切破壞。
3. 設(shè)計(jì)不當(dāng)
理論設(shè)計(jì)值對(duì)橋面鋪裝層的分析精確度接近于
零，而在實(shí)際操作中是控制在大概某個(gè)值，工程界
一直沿用某個(gè)理論幾十年，直到出現(xiàn)大問(wèn)題，需要
修改才會(huì)改變。隨著科技發(fā)達(dá)和經(jīng)濟(jì)發(fā)展，交通量
不斷增大，現(xiàn)行的鋪裝與重型、超重型汽車(chē)的增多
和車(chē)速的增快已不相適應(yīng)。橋面鋪裝層直接承受車(chē)
輪荷載的沖擊，因設(shè)計(jì)的承重板件厚度太小，剛度
減弱，板中受拉鋼筋和受壓混凝土應(yīng)力增大，橋面
鋪裝部分或全部參與了主梁結(jié)構(gòu)的變形，致使板件
出現(xiàn)穿透性裂縫。
4. 施工工藝達(dá)不到要求
鋪裝層厚度偏小。由于橋梁上部結(jié)構(gòu)在施工中
支架的沉降及預(yù)應(yīng)力反拱難以準(zhǔn)確地預(yù)測(cè)，或由于
施工工藝限制，施工中主梁頂面標(biāo)高與設(shè)計(jì)值相符
是比較困難的。柔性防水層的強(qiáng)度與主板和鋪裝層
的強(qiáng)度的差異對(duì)橋面防水層的影響，它的存在使上
部結(jié)構(gòu)按模量形成剛—柔—?jiǎng)偟陌弩w受力體系，中
間柔性?shī)A層會(huì)增大橋面板板中部的板底拉應(yīng)力。另
外，防水層的使用使鋪裝層發(fā)生剪切破壞的機(jī)率大
大提高。混凝土的攪拌、運(yùn)輸、澆灌、振實(shí)各道工
序中的缺陷和疏漏，模板構(gòu)造不當(dāng)，漏水、漏漿、
支撐剛度不足、支撐的地基下沉，過(guò)早拆模等都有
可能造成混凝土開(kāi)裂。
四、 裂縫處理方案及實(shí)施
1. 處理方案
裂縫處理→粘貼注膠底座→封縫→配膠→灌膠
→成品保護(hù)。
2. 方案實(shí)施
（1）裂縫處理可用鋼絲刷清除混凝土裂縫表面
的灰塵、浮渣等污物，然后用壓縮空氣吹出裂縫內(nèi)
的灰塵。
（2）粘貼注膠底座對(duì)于有裂穿通縫的大橋面
板，當(dāng)厚度大于120 mm 時(shí)，需兩面分別粘貼注膠底
座。當(dāng)厚度小于120 mm 時(shí)，只需在一面粘貼底座。
將一層封縫膠底座均勻涂抹底部周邊，千萬(wàn)不能把
底座的膠孔堵住。將底座出膠孔對(duì)準(zhǔn)裂縫，粘貼安
裝，間距控制200～300 mm。
（3）封縫用小鏟刀將MAX500 封縫膠刮抹到裂
縫上，厚度1 mm 左右，寬度20～30 mm。抹膠時(shí)應(yīng)
防止產(chǎn)生小孔和氣泡，要刮平整，保證封閉嚴(yán)密可
靠。
（4）配膠按照說(shuō)明書(shū)提供配比和所需用量，先
提取A 料和B 料分別攪拌，以消除任何沉淀物。然
后把A 料和B 料倒進(jìn)混合容器，混合攪拌至顏色均
勻，最后使用。一次配膠量不宜過(guò)多，以70～80 分
鐘用完為宜。
（5）灌膠將配制好的灌縫膠裝入注射器，豎向
裂縫按從下向上順序，水平裂縫按從一端向另一端
順序。灌膠時(shí)，從第一個(gè)底座開(kāi)始注入，待第二個(gè)
注膠底座流出膠后為止。用后堵將第一個(gè)底座進(jìn)膠
嘴堵死，再?gòu)牡诙€(gè)注膠底座注入，如此順序進(jìn)行。
最后一個(gè)注膠底座為排氣用，可不注膠。
（6）成品保護(hù)灌膠結(jié)束后，在24 h 內(nèi)不得擾
動(dòng)注膠底座，3～5 天后可拆除底座。
五、 結(jié)語(yǔ)
綜上所述，橋梁裂縫的危害有著很大的結(jié)構(gòu)安
全技術(shù)問(wèn)題。只有通過(guò)了解實(shí)際情況和橋梁裂縫產(chǎn)
生的原因并將作為重點(diǎn)來(lái)詳細(xì)分析，結(jié)合工程實(shí)踐
經(jīng)驗(yàn)，總結(jié)出瀝青混凝土鋪裝病害原因，最后采取
處理方案并且實(shí)施方案，使輕微損傷的橋梁得以修
補(bǔ)加固，才能保證其能夠繼續(xù)正常使用。
參考文獻(xiàn)
[1]魯海潮.橋梁混凝土裂縫的成因及防治探索[J].
交通科技,2007(03).
[2]侯瑞利.橋面鋪裝常見(jiàn)病害分析及預(yù)防措施[A].
經(jīng)濟(jì)策論(下)[C],2011.
（作者單位：廣東省路通公路工程監(jiān)理有限公司，
廣州 510500）

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