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【摘 要】 本文对混凝土梁桥上部结构出现的常见病害进行成因分析，并提出了相应的养护维修措施，旨在提高桥梁荷载等级，延长桥梁使用寿命。对完善混凝土梁式桥运营期间的检测及养护工作有一定的指导意义。
【关键词】 梁桥；上部结构；病害成因；养护对策
1 概述
随着国家经济的迅猛发展，为了满足日趋增长的交通量，各类桥梁大量出现，混凝土梁桥具有经济适用的特点，并且已具备较成熟的施工技术，所以在我国各类桥梁中所占的比重也较大。近些年来，大量长期服役的混凝土梁桥上部结构逐渐出现各种病害问题，部分病害影响到整个桥梁结构的安全性和耐久性，甚至大大缩短了桥梁的使用寿命，因此，混凝土梁桥上部结构的主要病害成因分析和采取有效的养护维修措施已迫在眉睫。
2 既有混凝土梁式桥上部结构主要病害及成因分析
目前，我国的公路桥梁在正常运营期间所面临的负荷有3个特点：1）交通量增加；2）重型车辆增加；3）超限和超载问题严重。桥梁在承受负荷运营的同时，还受到寒冬酷暑、暴雨烈日、洪水冲刷、车船撞击的多种不利因素影响，难免出现一些病害问题。混凝土梁桥的上部结构分为主梁、横隔板、支座，上部结构作为梁式桥的主要承重结构，一旦上部结构出现病害，势必会影响到整个桥梁结构的安全，进而影响到桥梁的使用寿命。现对以上3个构件的病害进行归纳及原因分析。
2.1主梁
主梁的常见病害主要有裂缝、钢筋锈蚀。
混凝土的裂缝可以分为结构裂缝和非结构裂缝，结构裂缝是由外荷载引起的，其裂缝的分布及宽度与外荷载有关。非结构裂缝是由混凝土材料、温度变化、混凝土收缩、浇筑方法、养护条件、使用环境等因素引起的。梁式桥在跨中和支座两侧位置的裂缝往往是结构裂缝，在外荷载作用下，梁式桥在跨中位置受到最大的正弯矩作用，主梁底板受到的拉应力超过混凝土的抗拉强度，底板横向裂缝就产生了。在支座两侧位置由于受到的剪力较大，在这个位置也较容易产生斜向裂缝。在梁体腹板位置经常会有竖向裂缝存在，这是由于混凝土收缩和腹板位置的构造钢筋较少造成的。在空心板梁桥中，也经常会有纵向裂缝存在，在张拉预应力刚束时，与钢束垂直的方向有拉应变，当预应力钢束较集中且钢束之间间距较小时，横向就有可能沿最薄弱的管道截面处开裂形成纵向裂缝。
梁桥长时间暴露于自然，混凝土材料容易受到环境的侵蚀，尤其是已产生裂缝的主梁，钢筋直接与外界环境接触，混凝土中钢筋腐蚀的首要条件是钝化膜破坏，混凝土的碳化及氯离子侵蚀都会造成覆盖钢筋表面的碱性钝化膜的破坏，加之有水分和氧的侵入，就可能引起钢筋的腐蚀，钢筋锈蚀造成混凝土与钢筋的黏结力降低，钢筋截面面积减小，结构的截面受到削弱，结构的刚度减小，最终会导致梁式桥跨中挠度增大，从而降低了梁式桥的承载能力，甚至引起桥梁的垮塌。
2.2横隔板
梁桥横隔板开裂，就会产生某一片或多片梁单独受力的情况，桥梁出现单片梁受力病害后由于荷载横向分布系数比设计值大，各片梁不能共同受力，某片梁单独承受荷载，加剧单片梁疲劳破坏，使桥梁上部结构处于极为不利的受力状态，降低了桥梁的耐久性和使用寿命，对行车安全造成了极大隐患。
横隔板的主要病害有：1）橫隔板连接处混凝土破损、脱落；2）横隔板连接处钢板锈蚀、严重变形；3）横隔板连接处钢板脱焊、脱落；4）横隔板错位。
在横隔板的施工过程中，存在一定的偏差，导致横隔板错位，后期在焊接钢板时采用二次或多次搭接、加厚，最终横隔板横向传递力的路径变的复杂；在后期使用过程中，由于受到移动荷载的作用，桥梁会产生振动效应，涂抹在钢板处的砂浆容易脱落，暴露在外的钢板直接与大气中的水分发生化学反应，从而钢板锈蚀。
2.3支座
支座是桥梁结构的重要组成部分，直接影响桥梁的使用寿命和结构安全，梁式桥的支座大部分为板式橡胶支座或盆式橡胶支座。板式橡胶支座主要的病害有剪切变形、脱空、老化及开裂；盆式橡胶支座主要病害有钢板、螺栓锈蚀，失去活动能力。板式橡胶支座出现剪切变形是由于支座受力不均匀造成的。墩台顶部支座垫石标高控制不当，梁体预制时梁端三角楔形块不平整，垫石强度过低，受压后垫石破碎以及支座上部梁体不平整将导致支座出现脱空现象，长时间受力不均匀致使支座老化、开裂；多雨地区，经常降雨，使支座上方钢板及螺栓锈蚀，从而使盆式支座转动失去灵活性。
3 混凝土梁式桥上部结构养护维修措施
3.1裂缝处理措施
混凝土裂缝将导致钢筋的锈蚀、结构刚度减小，强度降低等后果，裂缝的处理尤为重要，对于裂缝宽度≥0.15mm的裂缝采用压力注胶法；对于裂缝宽度<0.15mm的裂缝采用表面封闭法。裂缝修补施工前需对全桥裂缝进行全面检测，准确定位，测量裂缝的长度及宽度。
（1）表面封闭法采用自然渗透直接用橡皮滚子或滚筒涂刷封缝材料，使胶液充分吸收，且裂缝内含胶饱满。
（2）压力注胶法是利用压力泵通过相关装置，将填充材料注入空洞填塞混凝土中，使材料体积增大，并与原混凝土紧密粘结。
3.2混凝土破损修补措施
（1）对于面积小于（25×25）cm2，深度小于5cm时的混凝土表面缺损，凿除松动混凝土，外露骨料，钢筋除锈，用聚合物砂浆进行修补；
（2）对于缺损面积大于（25×25）cm2，深度大于5cm时的混凝土结构表面缺损，凿除松动混凝土，外露骨料，钢筋除锈，清除浮尘，喷涂阻锈剂及界面剂，浇注C50环氧混凝土修补；
（3）对于浅层缺陷，凿除松动混凝土，外露骨料，清除浮尘及污垢后，涂抹聚合物砂浆修补。
3.3钢筋外露、锈蚀处理措施
将钢筋锈迹清除，喷涂阻锈剂，并将松动混凝土凿除，外露骨料，洗净，并保持混凝土表面干燥，同时采用聚合物水泥修补材料进行修补。
3.4横隔板连接钢板脱焊、脱落处理措施
对破损的横隔板连接钢板予以解除，以适当厚度的钢板重新加工、焊接。预埋件位置设置不当的予以校正或者局部拆除，重做预埋件后进行焊接，焊接完成后以环氧树脂砂浆修补横隔板，必要时可采用粘贴碳纤维布来加强横隔板间的连接。
3.5支座养护维修措施
支座病害养护维修的方法应综合考虑病害情况、周围环境、处理条件等因素，常规处理措施有：
（1）更换支座
更换支座是一种消除支座病害最彻底的措施，更换支座通常需要顶梁操作，工作量较大，受到施工工作面限制，甚至需要对桥梁限行，在更换支座时，可设置临时承重结构作为平台，可利用相邻跨作为支撑在桥面起吊梁体，也可用千斤顶进行操作。
（2）加垫钢板
加垫钢板是目前解决支座脱空病害问题最常用的一种方法，通过加垫钢板，使上部结构平整地与支座接触，消除其中脱空部分，支座受力均匀。
（3）灌浆处理
对于支座脱空病害，也可采用灌注环氧砂浆对其进行填充密实，提高支座受力的均匀性，目前，特殊的高强度专用灌注胶也用来对脱空支座进行修补，但耐久性和稳定性还需验证。
4 结语
桥梁在正常运营过程中，上部结构梁体出现病害在所难免，为了保证桥梁结构物能处于良好的工作状态，对桥梁病害的成因分析以及采取有效的养护维修措施是有必要的，病害成因分析为后续的养护对策的提出提供理论基础，在选择养护维修措施时，应结合具体工程情况、使用条件、现场施工条件以及环境来进行考虑。
参考文献：
[1]姚玲森.《桥梁工程》[M].北京：人民交通出版社，2008.5
[2]荆冰寅.钢筋混凝土桥梁病害原因分析及防治[J].山西交通科技，2003.12
[3]廉滋苗.高速公路桥梁病害分析与防治[J].铁道建筑，2005.3
[4]贾迪.常见桥梁病害的维修加固方法[J].科学之友，2011.4
[5]廖玉凤，王伟.既有混凝土桥梁病害特征及病因浅析[J].四川建筑科学研究，2006.10
【关键词】 梁桥；上部结构；病害成因；养护对策
1 概述
随着国家经济的迅猛发展，为了满足日趋增长的交通量，各类桥梁大量出现，混凝土梁桥具有经济适用的特点，并且已具备较成熟的施工技术，所以在我国各类桥梁中所占的比重也较大。近些年来，大量长期服役的混凝土梁桥上部结构逐渐出现各种病害问题，部分病害影响到整个桥梁结构的安全性和耐久性，甚至大大缩短了桥梁的使用寿命，因此，混凝土梁桥上部结构的主要病害成因分析和采取有效的养护维修措施已迫在眉睫。
2 既有混凝土梁式桥上部结构主要病害及成因分析
目前，我国的公路桥梁在正常运营期间所面临的负荷有3个特点：1）交通量增加；2）重型车辆增加；3）超限和超载问题严重。桥梁在承受负荷运营的同时，还受到寒冬酷暑、暴雨烈日、洪水冲刷、车船撞击的多种不利因素影响，难免出现一些病害问题。混凝土梁桥的上部结构分为主梁、横隔板、支座，上部结构作为梁式桥的主要承重结构，一旦上部结构出现病害，势必会影响到整个桥梁结构的安全，进而影响到桥梁的使用寿命。现对以上3个构件的病害进行归纳及原因分析。
2.1主梁
主梁的常见病害主要有裂缝、钢筋锈蚀。
混凝土的裂缝可以分为结构裂缝和非结构裂缝，结构裂缝是由外荷载引起的，其裂缝的分布及宽度与外荷载有关。非结构裂缝是由混凝土材料、温度变化、混凝土收缩、浇筑方法、养护条件、使用环境等因素引起的。梁式桥在跨中和支座两侧位置的裂缝往往是结构裂缝，在外荷载作用下，梁式桥在跨中位置受到最大的正弯矩作用，主梁底板受到的拉应力超过混凝土的抗拉强度，底板横向裂缝就产生了。在支座两侧位置由于受到的剪力较大，在这个位置也较容易产生斜向裂缝。在梁体腹板位置经常会有竖向裂缝存在，这是由于混凝土收缩和腹板位置的构造钢筋较少造成的。在空心板梁桥中，也经常会有纵向裂缝存在，在张拉预应力刚束时，与钢束垂直的方向有拉应变，当预应力钢束较集中且钢束之间间距较小时，横向就有可能沿最薄弱的管道截面处开裂形成纵向裂缝。
梁桥长时间暴露于自然，混凝土材料容易受到环境的侵蚀，尤其是已产生裂缝的主梁，钢筋直接与外界环境接触，混凝土中钢筋腐蚀的首要条件是钝化膜破坏，混凝土的碳化及氯离子侵蚀都会造成覆盖钢筋表面的碱性钝化膜的破坏，加之有水分和氧的侵入，就可能引起钢筋的腐蚀，钢筋锈蚀造成混凝土与钢筋的黏结力降低，钢筋截面面积减小，结构的截面受到削弱，结构的刚度减小，最终会导致梁式桥跨中挠度增大，从而降低了梁式桥的承载能力，甚至引起桥梁的垮塌。
2.2横隔板
梁桥横隔板开裂，就会产生某一片或多片梁单独受力的情况，桥梁出现单片梁受力病害后由于荷载横向分布系数比设计值大，各片梁不能共同受力，某片梁单独承受荷载，加剧单片梁疲劳破坏，使桥梁上部结构处于极为不利的受力状态，降低了桥梁的耐久性和使用寿命，对行车安全造成了极大隐患。
横隔板的主要病害有：1）橫隔板连接处混凝土破损、脱落；2）横隔板连接处钢板锈蚀、严重变形；3）横隔板连接处钢板脱焊、脱落；4）横隔板错位。
在横隔板的施工过程中，存在一定的偏差，导致横隔板错位，后期在焊接钢板时采用二次或多次搭接、加厚，最终横隔板横向传递力的路径变的复杂；在后期使用过程中，由于受到移动荷载的作用，桥梁会产生振动效应，涂抹在钢板处的砂浆容易脱落，暴露在外的钢板直接与大气中的水分发生化学反应，从而钢板锈蚀。
2.3支座
支座是桥梁结构的重要组成部分，直接影响桥梁的使用寿命和结构安全，梁式桥的支座大部分为板式橡胶支座或盆式橡胶支座。板式橡胶支座主要的病害有剪切变形、脱空、老化及开裂；盆式橡胶支座主要病害有钢板、螺栓锈蚀，失去活动能力。板式橡胶支座出现剪切变形是由于支座受力不均匀造成的。墩台顶部支座垫石标高控制不当，梁体预制时梁端三角楔形块不平整，垫石强度过低，受压后垫石破碎以及支座上部梁体不平整将导致支座出现脱空现象，长时间受力不均匀致使支座老化、开裂；多雨地区，经常降雨，使支座上方钢板及螺栓锈蚀，从而使盆式支座转动失去灵活性。
3 混凝土梁式桥上部结构养护维修措施
3.1裂缝处理措施
混凝土裂缝将导致钢筋的锈蚀、结构刚度减小，强度降低等后果，裂缝的处理尤为重要，对于裂缝宽度≥0.15mm的裂缝采用压力注胶法；对于裂缝宽度<0.15mm的裂缝采用表面封闭法。裂缝修补施工前需对全桥裂缝进行全面检测，准确定位，测量裂缝的长度及宽度。
（1）表面封闭法采用自然渗透直接用橡皮滚子或滚筒涂刷封缝材料，使胶液充分吸收，且裂缝内含胶饱满。
（2）压力注胶法是利用压力泵通过相关装置，将填充材料注入空洞填塞混凝土中，使材料体积增大，并与原混凝土紧密粘结。
3.2混凝土破损修补措施
（1）对于面积小于（25×25）cm2，深度小于5cm时的混凝土表面缺损，凿除松动混凝土，外露骨料，钢筋除锈，用聚合物砂浆进行修补；
（2）对于缺损面积大于（25×25）cm2，深度大于5cm时的混凝土结构表面缺损，凿除松动混凝土，外露骨料，钢筋除锈，清除浮尘，喷涂阻锈剂及界面剂，浇注C50环氧混凝土修补；
（3）对于浅层缺陷，凿除松动混凝土，外露骨料，清除浮尘及污垢后，涂抹聚合物砂浆修补。
3.3钢筋外露、锈蚀处理措施
将钢筋锈迹清除，喷涂阻锈剂，并将松动混凝土凿除，外露骨料，洗净，并保持混凝土表面干燥，同时采用聚合物水泥修补材料进行修补。
3.4横隔板连接钢板脱焊、脱落处理措施
对破损的横隔板连接钢板予以解除，以适当厚度的钢板重新加工、焊接。预埋件位置设置不当的予以校正或者局部拆除，重做预埋件后进行焊接，焊接完成后以环氧树脂砂浆修补横隔板，必要时可采用粘贴碳纤维布来加强横隔板间的连接。
3.5支座养护维修措施
支座病害养护维修的方法应综合考虑病害情况、周围环境、处理条件等因素，常规处理措施有：
（1）更换支座
更换支座是一种消除支座病害最彻底的措施，更换支座通常需要顶梁操作，工作量较大，受到施工工作面限制，甚至需要对桥梁限行，在更换支座时，可设置临时承重结构作为平台，可利用相邻跨作为支撑在桥面起吊梁体，也可用千斤顶进行操作。
（2）加垫钢板
加垫钢板是目前解决支座脱空病害问题最常用的一种方法，通过加垫钢板，使上部结构平整地与支座接触，消除其中脱空部分，支座受力均匀。
（3）灌浆处理
对于支座脱空病害，也可采用灌注环氧砂浆对其进行填充密实，提高支座受力的均匀性，目前，特殊的高强度专用灌注胶也用来对脱空支座进行修补，但耐久性和稳定性还需验证。
4 结语
桥梁在正常运营过程中，上部结构梁体出现病害在所难免，为了保证桥梁结构物能处于良好的工作状态，对桥梁病害的成因分析以及采取有效的养护维修措施是有必要的，病害成因分析为后续的养护对策的提出提供理论基础，在选择养护维修措施时，应结合具体工程情况、使用条件、现场施工条件以及环境来进行考虑。
参考文献：
[1]姚玲森.《桥梁工程》[M].北京：人民交通出版社，2008.5
[2]荆冰寅.钢筋混凝土桥梁病害原因分析及防治[J].山西交通科技，2003.12
[3]廉滋苗.高速公路桥梁病害分析与防治[J].铁道建筑，2005.3
[4]贾迪.常见桥梁病害的维修加固方法[J].科学之友，2011.4
[5]廖玉凤，王伟.既有混凝土桥梁病害特征及病因浅析[J].四川建筑科学研究，2006.10