賈 斌

（塔里木大學(xué) 水利與建筑工程學(xué)院， 新疆 阿拉爾 843300）

隨著我國(guó)基礎(chǔ)設(shè)施建設(shè)的不斷推進(jìn)，作為我國(guó)橋梁的主要結(jié)構(gòu)形式之一，鋼筋混凝土橋梁工程建設(shè)規(guī)模逐年擴(kuò)大。在鋼筋混凝土橋梁長(zhǎng)期運(yùn)行中，會(huì)逐漸出現(xiàn)各式各樣的病害，如果未進(jìn)行有效及時(shí)的處理，勢(shì)必會(huì)造成難以估量的經(jīng)濟(jì)、安全損失[1]。因此，為延長(zhǎng)鋼筋混凝土橋梁使用壽命，對(duì)其病害機(jī)理進(jìn)行了全面分析，對(duì)維修加固的方法開(kāi)展深入研究具有十分重要的意義。因而，本文將圍繞新疆地質(zhì)地貌、氣候環(huán)境，對(duì)該地區(qū)鋼筋混凝土橋梁病害及維修加固技術(shù)進(jìn)行研究分析。

1 新疆橋梁所處環(huán)境

1.1 地質(zhì)地貌不良

新疆位于我國(guó)西北地區(qū)，地處亞歐大陸腹地，面積166萬(wàn)平方公里，其地形可概括為“三山夾兩盆”，北部阿爾泰山，南部昆侖山系，天山橫亙于新疆中部，將新疆分成南北部，南部為塔里木盆地，北部為準(zhǔn)噶爾盆地，境內(nèi)地形復(fù)雜，包括有冰峰、沙漠、盆地、草原等，由于土壤地質(zhì)特殊，地質(zhì)災(zāi)害及工程病害多，對(duì)橋梁建設(shè)基礎(chǔ)穩(wěn)定帶來(lái)了十分不利的影響，要求對(duì)土質(zhì)予以特殊處理后方可開(kāi)展進(jìn)一步的施工建設(shè)，以滿足行車(chē)及環(huán)境要求。

1.2 凍土環(huán)境

凍土指的是0℃以下，同時(shí)含有冰的各類(lèi)巖石、土壤，依據(jù)時(shí)間不同，可劃分為短時(shí)凍土、季節(jié)凍土及多年凍土。凍土表現(xiàn)出一定的流變性，其長(zhǎng)期強(qiáng)度遠(yuǎn)不及瞬時(shí)強(qiáng)度，這使得在凍土區(qū)開(kāi)展工程項(xiàng)目施工將面臨凍脹、融沉兩方面危險(xiǎn)。在多年凍土地區(qū)建設(shè)橋梁，結(jié)合凍土類(lèi)型、凍土溫度、道路等級(jí)等情況，可實(shí)行保護(hù)凍土或者破壞凍土等各種手段。通常而言，橋梁基礎(chǔ)應(yīng)設(shè)置充足的填土高度，從而防止引發(fā)翻漿、凍脹等病害。同時(shí)，取土坑應(yīng)與橋梁墩臺(tái)保持足夠遠(yuǎn)的距離，并開(kāi)展好取土、排水等設(shè)計(jì)施工工作，以防止引發(fā)熱融滑坍等病害。在存在厚層地下冰的地段，應(yīng)盡可能防止挖方、低填及不填不挖斷面，不然應(yīng)采取必要的隔熱防融、基底換填等處理手段。

2 鋼筋混凝土橋梁病害機(jī)理

因?yàn)樾陆貐^(qū)氣候特征的獨(dú)特性，諸如晝夜溫差大、夏季高溫干燥、冬季寒冷、日常時(shí)間長(zhǎng)等，由此造成了新疆地區(qū)鋼筋混凝土橋梁病害的獨(dú)特性。

2.1 橋梁上部結(jié)構(gòu)病害

橋梁上部結(jié)構(gòu)病害，主要表現(xiàn)為以下幾方面：一是混凝土收縮。新疆地區(qū)早期建設(shè)的橋梁，因?yàn)槿狈?duì)溫度應(yīng)力的有效考慮，使得橋梁受較大溫度應(yīng)力影響出現(xiàn)大量的溫度裂縫。新疆地區(qū)晝夜溫差大，白天橋梁吸熱，內(nèi)部溫度不及外表面溫度，導(dǎo)致內(nèi)外溫差過(guò)大，進(jìn)一步形成較大的溫度應(yīng)力，若溫度應(yīng)力達(dá)到混凝土抗拉強(qiáng)度以上，混凝土即會(huì)開(kāi)裂；進(jìn)入夜間氣溫急劇下降，這時(shí)橋梁表面熱量迅速釋放，內(nèi)部則相對(duì)緩慢，進(jìn)而也會(huì)形成較大的溫度應(yīng)力，使得混凝土出現(xiàn)開(kāi)裂情況。同時(shí)，新疆地區(qū)冬季寒冷，且持續(xù)時(shí)間較長(zhǎng)，在冬季進(jìn)行橋梁施工時(shí)因?yàn)闇囟炔环€(wěn)定，使得混凝土忽冷忽熱，內(nèi)外溫差較大，亦會(huì)形成溫度應(yīng)力；新疆地區(qū)夏季溫度高、日照時(shí)間長(zhǎng)，在混凝土澆筑過(guò)程中，因養(yǎng)護(hù)不力，混凝土表層水分會(huì)迅速蒸發(fā)，進(jìn)而會(huì)發(fā)生失水收縮。另外，混凝土在硬化過(guò)程中，因?yàn)樗盅杆僬舭l(fā)，體積縮小，同時(shí)在水泥硬化時(shí)水泥水化作用的產(chǎn)物體積不及原本的體積，這同樣會(huì)致使混凝土收縮，并形成收縮裂縫。二是凍融。新疆地區(qū)冬季寒冷且持續(xù)時(shí)間較長(zhǎng)，若溫度在0℃以下時(shí)，混凝土中的自由水將會(huì)凍結(jié)膨脹，造成混凝土形成膨脹應(yīng)力，如果膨脹應(yīng)力達(dá)到混凝土抗拉強(qiáng)度以上時(shí)，混凝土即會(huì)發(fā)生開(kāi)裂。尤其是對(duì)于橋面鋪裝而言，發(fā)生開(kāi)裂后，雨雪會(huì)滲透進(jìn)混凝土內(nèi)部，會(huì)加速混凝土凍脹，使得開(kāi)裂越來(lái)越嚴(yán)重。隨著新疆地區(qū)氣候回暖，凍土深度會(huì)不斷減小，解凍時(shí)間提前，由于凍土層發(fā)生變化，使得橋梁在自重影響下會(huì)造成基礎(chǔ)不均勻沉降，墩臺(tái)傾斜，進(jìn)一步致使橋梁上部結(jié)構(gòu)開(kāi)裂，承載能力減弱[2]。三是大風(fēng)沙。新疆地區(qū)沙漠分布廣泛，風(fēng)沙天氣頻發(fā)，大量的風(fēng)沙、風(fēng)石會(huì)侵蝕橋梁的表面，甚至?xí)茐臉蛄喝诵械腊澹绊憳蛄喊踩\(yùn)行。

2.2 橋梁下部結(jié)構(gòu)病害

橋梁下部結(jié)構(gòu)病害，主要表現(xiàn)為以下幾方面：一是銹蝕、剝落。新疆地區(qū)溫差大，加之長(zhǎng)時(shí)間處于低溫天氣，氣候條件不佳使得冬季施工面臨各種困難，同時(shí)鋼筋混凝土本身配合比存在諸多不合理因素，使得鋼筋混凝土產(chǎn)生銹蝕、剝落等現(xiàn)象。二是基礎(chǔ)病害。對(duì)于小跨徑的橋梁，其基礎(chǔ)埋深相對(duì)較淺，而就剛度、強(qiáng)度都相對(duì)大的基礎(chǔ)而言，在長(zhǎng)期凍脹力影響下，極易致使墩臺(tái)基礎(chǔ)不均勻上抬，使得橋梁結(jié)構(gòu)上部出現(xiàn)不協(xié)調(diào)變形，進(jìn)而造成橋梁上部結(jié)構(gòu)開(kāi)裂，承載能力下降。一些墩臺(tái)基礎(chǔ)受河水沖擊力影響或受河流改道等因素影響，使得基礎(chǔ)局部掏空，墩臺(tái)傾斜，承載能力減弱。位于水中的橋墩，由于直接阻水，不僅要面臨一般的沖刷，還要面臨局部沖刷，由此會(huì)在橋墩產(chǎn)生局部漏斗形河床。若河床為厚砂礫卵石層，基于水流對(duì)砂礫的帶動(dòng)，會(huì)使得鉆孔灌注樁發(fā)生一定的磨損情況，甚至使得樁中鋼筋暴露在外。

3 鋼筋混凝土橋梁加固技術(shù)

3.1 防腐施工技術(shù)

在鋼筋混凝土橋梁使用中，其使用壽命受混凝土防腐性、耐久性很大程度影響。在新疆地區(qū)鹽漬土路段，鋼筋混凝土橋梁一方面會(huì)遭受化學(xué)作用腐蝕，另一方面還會(huì)受該地區(qū)獨(dú)特氣候條件影響，受到干燥交替、凍融循環(huán)的物理作用。所以，為保障鋼筋混凝土橋梁的安全及使用壽命，在新疆地區(qū)開(kāi)展橋梁施工過(guò)程中，應(yīng)開(kāi)展好防腐工作，盡量減輕鹽漬土對(duì)鋼筋混凝土的腐蝕影響。

首先，合理應(yīng)用防銹保護(hù)劑。在鋼筋混凝土橋梁施工中，施工方可借助滲透手段，在橋梁墩臺(tái)部位擦拭相應(yīng)的阻銹劑，對(duì)于防銹保護(hù)劑的選擇應(yīng)確保其滲透性能可適應(yīng)墩臺(tái)鋼筋混凝土保護(hù)層厚度要求。通過(guò)進(jìn)行鹽水腐蝕試驗(yàn)后，才能將防銹保護(hù)劑投入實(shí)際應(yīng)用，并且在施工前，還應(yīng)進(jìn)行干濕冷熱循環(huán)試驗(yàn)。另外，為防止鋼筋混凝土橋梁出現(xiàn)腐蝕現(xiàn)象，施工前應(yīng)保證鋼筋材料過(guò)關(guān)，并開(kāi)展好鋼筋材料存儲(chǔ)環(huán)境管理工作，防止外部環(huán)境影響，使得鋼筋材料出現(xiàn)腐蝕情況。在將鋼筋材料投入施工期間，施工人員應(yīng)合理調(diào)配混凝土比例，有效保證混凝土施工質(zhì)量，添加一定防銹保護(hù)劑，以防鋼筋出現(xiàn)腐蝕情況。對(duì)于承重相對(duì)大的施工區(qū)域，可對(duì)鋼筋予以綁扎、焊接處理，以此提升鋼筋承載力，待施工完畢后在鋼筋表層噴涂一層防銹保護(hù)劑，實(shí)現(xiàn)鋼筋抗腐蝕性能。

其次，合理設(shè)置橋梁防護(hù)層。為防止腐蝕物滲透進(jìn)混凝土鋼筋混凝土中，應(yīng)合理設(shè)置橋梁防護(hù)層。鋼筋混凝土橋梁上部結(jié)構(gòu)可選取瀝青或陶瓷等施工材料，于結(jié)構(gòu)表層添加相應(yīng)厚度的涂層，并利用氟硅酸對(duì)混凝土面層進(jìn)行綜合處理，生成具有可靠穩(wěn)定性的碳酸鈣表層。同時(shí)，對(duì)于鋼筋混凝土面層，還應(yīng)采取碳化處理；對(duì)于橋梁承重結(jié)構(gòu)位置則應(yīng)在表層噴涂樹(shù)脂涂層，以此提升橋梁抗疲勞性能，確保橋梁結(jié)構(gòu)穩(wěn)定性[3]。由于鋼筋混凝土橋梁所面臨施工環(huán)境較為惡劣，各式各樣施工材料會(huì)受到外部環(huán)境因素很大程度影響，為減少橋梁施工質(zhì)量所受外部環(huán)境的影響，應(yīng)有效提升橋梁保護(hù)層厚度，防止橋梁內(nèi)部出現(xiàn)腐蝕情況，進(jìn)而使橋梁使用壽命得到有效央行。另外，施工人員應(yīng)切實(shí)依據(jù)鋼筋混凝土橋梁施工流程開(kāi)展施工，并在指定位置設(shè)置橋梁防護(hù)層，保證橋梁防腐性能。

3.2 加固施工技術(shù)

在鋼筋混凝土維修加固中，可采用以下幾項(xiàng)施工技術(shù)：一是基礎(chǔ)沖空?；A(chǔ)沖空是橋梁加固中十分常用的一項(xiàng)處理手段。如若在橋梁表層出現(xiàn)沖空部位，應(yīng)及時(shí)采用混凝土對(duì)該部位進(jìn)行填充。而在實(shí)際施工中，若出現(xiàn)橋梁部分下沉、地基失穩(wěn)等情況，則應(yīng)利用支固方式，選取混凝土等材料打造一個(gè)支撐面，并設(shè)置于橋梁外側(cè)，以此通過(guò)外力以增強(qiáng)橋梁本身穩(wěn)定性，進(jìn)一步實(shí)現(xiàn)對(duì)損壞部位的維修加固處理。二是針對(duì)性維修加固。在橋梁維修加固中，應(yīng)結(jié)合鋼筋混凝土橋梁不同的損壞部位，采用不同針對(duì)的維修加固手段。比如，對(duì)于鋼筋出現(xiàn)的銹蝕病害，可結(jié)合截面損失率實(shí)際情況采用不同的維修加固手段，若鋼筋僅僅是表面浮繡，損失率不足5%，則開(kāi)展好日常裂縫維修及保護(hù)層補(bǔ)修即可；若損失率超過(guò)5%，鋼筋出現(xiàn)屈服強(qiáng)度、伸張率及承載力下降情況，則可采用粘貼鋼板、補(bǔ)焊鋼筋、外側(cè)預(yù)應(yīng)力加固等手段。如若伸縮縫發(fā)生損壞情況，基于對(duì)產(chǎn)生原因的有效了解后，應(yīng)開(kāi)展針對(duì)性清理、修補(bǔ)、替換，針對(duì)鋼板式出現(xiàn)開(kāi)裂、斷裂時(shí)，可采用焊接換新手段；針對(duì)鋅鐵皮式可在充填填縫料前提下拆除換新，并澆筑面層。三是加強(qiáng)橋梁加固施工檢測(cè)。在鋼筋混凝土橋梁施工各個(gè)階段，開(kāi)展好對(duì)鋼筋混凝土加固情況的檢測(cè)工作尤為關(guān)鍵。首先，在橋梁施工前，應(yīng)當(dāng)開(kāi)展好原材料質(zhì)量檢測(cè)工作。橋梁維修加固所應(yīng)用的原材料以鋼筋、混凝土為主，為此，質(zhì)量檢測(cè)部門(mén)應(yīng)增強(qiáng)責(zé)任意識(shí)，開(kāi)展好對(duì)鋼筋、混凝土的檢測(cè)工作，保證其與施工規(guī)范要求相符[5]。除此之外，還應(yīng)開(kāi)展好對(duì)維修加固方案的審核工作，確保維修加固方案科學(xué)可行。其次，在橋梁施工期間，也應(yīng)開(kāi)展好檢測(cè)、審核工作。橋梁維修加固作為對(duì)橋梁的再次利用，其維修加固成效重要影響著橋梁的使用壽命。質(zhì)量檢測(cè)部門(mén)應(yīng)加強(qiáng)對(duì)現(xiàn)代化技術(shù)的有效應(yīng)用，對(duì)施工過(guò)程進(jìn)行實(shí)時(shí)監(jiān)控。比如，應(yīng)對(duì)混凝土比例、配合方式進(jìn)行嚴(yán)格監(jiān)控，采用先進(jìn)設(shè)備儀器對(duì)各類(lèi)原材料用量進(jìn)行有力把控，并采用對(duì)應(yīng)型號(hào)的攪拌設(shè)備進(jìn)行充分?jǐn)嚢?。另外，還應(yīng)開(kāi)展好對(duì)維修加固施工人員的管理工作，保證他們明確各自的職責(zé)，做到規(guī)范施工。特別是在維修加固中一些難度相對(duì)大的施工環(huán)節(jié)，監(jiān)管人員與施工人員應(yīng)提高重視度，加強(qiáng)交流合作，切實(shí)提升橋梁維修加固成效。最后，在橋梁施工結(jié)束后，施工方應(yīng)開(kāi)展好養(yǎng)護(hù)工作，通過(guò)可靠的養(yǎng)護(hù)可有效延長(zhǎng)橋梁的使用壽命。混凝土成型后會(huì)吸收相應(yīng)的水分，養(yǎng)護(hù)人員應(yīng)注重對(duì)混凝土進(jìn)行澆水潤(rùn)濕處理。另外，可通過(guò)適當(dāng)延長(zhǎng)橋梁養(yǎng)護(hù)時(shí)間，以提升橋梁穩(wěn)固性，進(jìn)一步減少外部負(fù)荷對(duì)橋梁帶來(lái)的影響。

4 結(jié)束語(yǔ)

總而言之，鋼筋混凝土橋梁使用相應(yīng)年限后，加之受一系列因素的影響，難以避免地會(huì)出現(xiàn)各式各樣的病害。為了提升橋梁的安全性及使用壽命，必須要提高對(duì)橋梁維修加固的有效重視，采用各種科學(xué)適用的維修加固技術(shù)，開(kāi)展好檢測(cè)監(jiān)管工作，以實(shí)現(xiàn)理想的維修加固效果。本文以新疆地區(qū)為例，分析了鋼筋混凝土橋梁病害機(jī)理，并全面總結(jié)了鋼筋混凝土橋梁維修加固手段，以期為同類(lèi)工程提供一些參考。