简支梁桥常见病害成因及修复措施

周慧文 季文昊 鲁同昊

（北华航天工业学院建筑工程学院， 065000）

0 引言

近年来，社会的快速发展，带动了我国基建行业的迅猛发展。我国建成了大量的桥梁，完善了我国的交通网。数目如此庞大的桥梁后期的养护成为问题。对简支梁桥常见的病害及其处理方法进行了研究，可供后期的检查养护工作提供参考。

1 常见病害

按照病害出现的位置可将病害分为三个部分：桥面系病害、上部结构病害、下部结构病害。简支梁桥面系的病害主要分为三部分：桥面铺装层、伸缩缝、栏杆。桥面铺装层主要出现裂缝、拥包、跳车等病害。伸缩缝出现堵塞、变形、破损等病害（见图一）。栏杆主要出现断裂、剥落漏筋等病害。上部结构病害主要有混凝土梁底部出现横纵向裂缝和左右两侧腹板出现竖向裂缝、水浸泛碱、梁之间绞缝砂浆剥落、支座系列等病害。下部病害主要包括桥台台帽横竖向裂缝、台帽梁锈胀剥离、台帽水浸泛碱；墩柱存在局部脱皮、裂缝、和漏筋等病害；抗震桥台挡板破损、防震锚栓锈蚀；挡土墙剥落等病害。

图一伸缩缝破损Figure 1 Expansion joint is

2 病害成因

2.1 桥面系病害成因

桥面系主要出现的病害，大多数都是因为桥梁在使用期间日积月累的结果，比如在温缩变形和动荷载的长期作用下会出现裂纹、拥包等病害。还有一些是因为施工问题出现的病害，比如不均匀沉降会导致桥头出现跳车和伸缩缝变形的病害。[1]此外还有一些环境原因导致一些病害的出现：长期的风化会导致混凝土剥落从而进一步引起钢筋锈蚀等问题。

2.2 上部结构病害成因

按照裂缝的成因可以分成两大类：（1）梁底部的纵向裂缝。（2）梁底部的横向裂缝和腹板左右侧的竖向裂缝。梁底部出现的纵向裂缝的原因有可能是在梁的配筋过程中纵筋配置的合适，而横向只配置了构造钢筋，相比之下比较薄弱，在受到力的作用时，会产生纵向裂缝[2]。其次也有可能是在施工时没有按照规范要求或是偷工减料等行为导致出现底部的纵向裂缝。梁底部的横向裂缝和腹板左右侧的竖向裂缝，是桥在使用期间在荷载的作用下正常开裂，属于正常现象。

水浸泛碱通俗来讲就是混凝土与水接触发生了化学反应。出现这种病害是因为梁体不能正常的将积水排出，例如排水管堵塞、或梁体出现裂缝导致水流入等因素[2]。水浸泛碱会外部混凝土失去承载能力，或导致保护层脱落使钢筋外漏。

造成梁之间绞缝砂浆脱落的原因：（1）是梁在长期的使用过程中发生了轻微的挠曲变形或者发生了转动变形导致绞缝增大，从而使砂浆脱落。（2）是因为砂浆的粘结力不好，在动荷载的作用下，导致砂浆脱落（见图二）。

（2）支座在使用期间遭到了破坏，例如在荷载作用下发生变形、支座上橡胶老化等。（3）支座在施工期间安装问题，例如支座安装偏位等问题。

2.3 下部结构病害成因

水浸泛碱、锈胀剥离等病害在上文已经详细讲解了，在此将不再赘述。

台帽产生竖向裂缝的原因有两种。一种是受力产生的裂缝，即在荷载作用下产生的裂缝，如在动荷载下台帽受力不均匀而产生裂缝。另一种是由于变形引起的裂缝，比如说在温度变化的作用下，混凝土结构的变形受到约束而产生的自应力，自应力达到混凝土的最大抗拉强度时就会产生裂缝。

挡土墙剥落在于排水系统的损坏，水流直接对护坡产生冲刷，或是护坡内部排水不畅导致内部积水使土体失去承载力而导致的挡土墙剥落。

图二 绞缝砂浆脱落Fig.2 Caulk mortar falling off

支座病害的主要成因包括三方面：（1）支座自身问题，例如支座的质量问题。

3 病害修复措施

本文研究了简支梁桥的三种主要病害：裂缝、水浸泛碱、锈胀开裂。下面为各类病害的修复措施。

对于裂缝类病害，裂缝分为结构性裂缝和非结构性裂缝。结构性裂缝是由于结构应力达到极限，造成承载力不足，这类裂缝比较危险，必须进一步的对裂缝进行分析。造成这类裂缝出现的原因一般是设计或施工问题，这就要求设计是一定要符合规范，施工时一定要严格按照规范执行。对于非结构性裂缝，当裂缝

0.15 mm 可采用灌浆法，将砂浆灌入裂缝恢复完整性。当裂缝 0.15mm，可在裂缝外表涂抹环氧类缝胶和张贴碳纤维布。当裂缝损坏严重时，可将损坏的混凝土除去置换成新的混凝土或其他材料。

水浸泛碱从根源上分析是桥梁的排水系统出现了问题，应检查排水孔是否通畅，梁板内是否有积水，在日常的养护过程中及时疏通堵塞的排水管，及时更换破损构件。

锈胀开裂，当破坏比较严重已经漏筋，应先对漏筋区进行除锈，并用比原材料高一级的细骨料混凝土进行修补，使之达到保护层厚度。当破坏不严重时，应先把破坏的混凝土除去，在进行人工除锈和防腐处理，最后结构修补剂对表面进行修补。

其他病害修复措施参考表二。

4 BIM 技术与桥梁病害的结合

对于桥梁病害的预防和治理，可以利用现在比较热门的BIM技术，利用建模软件（例如revit）建立一个1：1的模型，然后利用dynamo工具建立三维坐标，将实物与虚拟模型的点位坐标一一对应，并用excel对收集来的数据进行整理，接着数据反应到三维模型当中，可以直接在模型中看到病害的位置以及病害相应参数。可以帮助技术人员在病害检测过程中，减少空间想象的工作量，避免繁琐的数据搜索与整理，可大大的提高工作效率。

5 结束语

桥梁病害的存在，影响着桥梁的正常使用，给行车安全带来了极大的隐害。在桥梁的后期使用过程中，要加强对桥梁的检查，及时发现并解决桥梁存在的病害，提高桥梁的安全性和可靠性。要加强桥梁后期的养护，使桥梁更好的为社会主义建设服务。