1 引言

橋梁工程是現(xiàn)代交通體系的重要構(gòu)成部分， 其承載的功能以及涉及技術(shù)的復(fù)雜性均與日俱增， 在通行車輛長時間高荷載下，不少橋梁工程暴露出橋面裂縫、鋼筋腐蝕、地基下沉等病害，工程的病害問題已成為影響橋梁工程質(zhì)量、危及橋梁工程使用安全的關(guān)鍵阻力， 有必要對當前橋梁工程中常見的病害問題加以研究， 采用預(yù)防為主、 防護結(jié)合的工程施工理念，優(yōu)化工程施工處理技術(shù)，切實降低橋梁工程病害問題發(fā)生的概率，提高橋梁工程的整體性能與安全系數(shù)。

2 橋梁工程的常見病害

2.1 裂縫病害

裂縫病害是橋梁工程中的常見病害問題。 橋面或其他橋梁結(jié)構(gòu)出現(xiàn)裂縫，不僅會影響橋梁工程的整體美觀度，對橋梁上的通行車輛產(chǎn)生較為明顯的負面影響與不佳的行駛體驗，更會削弱橋梁工程的使用功能與安全系數(shù)， 增加車輛行駛的風險性。

橋梁工程中常見的裂縫病害包括兩類：（1）非結(jié)構(gòu)性裂縫。 其發(fā)生概率較大，主要是橋梁工程施工時澆筑的混凝土出現(xiàn)非結(jié)構(gòu)性裂縫，橋梁在露天環(huán)境下，雨雪沖刷、高低溫天氣以及車輛荷載長時間的作用等均會導(dǎo)致橋面混凝土出現(xiàn)裂縫。 若施工單位采購與進場的混凝土原材料配比不達標、混凝土澆筑后的養(yǎng)護工作不到位等也會導(dǎo)致非結(jié)構(gòu)性裂縫。 此類非結(jié)構(gòu)性裂縫的安全風險系數(shù)較大，若處理不夠及時，裂縫會進一步增大，影響橋梁工程的功能耐久性與力學性能[1]。（2）結(jié)構(gòu)性裂縫。 此類裂縫在橋梁工程中發(fā)生概率較小，主要是橋梁結(jié)構(gòu)內(nèi)部應(yīng)力超出橋梁混凝土自有的抗拉強度而出現(xiàn)的裂縫，例如，混凝土的密度不足，在一定的荷載作用下，混凝土的抗拉強度過小而實際橋梁應(yīng)力過大， 橋梁工程會出現(xiàn)結(jié)構(gòu)性裂縫。此類裂縫通常出現(xiàn)在質(zhì)量不達標的橋梁工程中。對于裂縫病害，需首先分析裂縫發(fā)生的部位以及出現(xiàn)的原因，從根源著手，做好混凝土原材料配比拌和、混凝土攤鋪、混凝土養(yǎng)護等工作。

2.2 鋼筋腐蝕病害

鋼筋腐蝕病害也是橋梁工程中的常見病害問題。 當前，在高荷載要求下， 橋梁工程中普遍且大量使用鋼筋作為結(jié)構(gòu)負載材料， 利用鋼筋的預(yù)應(yīng)力以及優(yōu)質(zhì)的跨度來提高橋梁工程的承載力與力學性能，尤其是對于大跨徑橋梁工程而言，其承載要求較高， 更需要利用鋼筋為其提供良好的結(jié)構(gòu)負載與力學支撐。 但是在橋梁工程中，若對進場的鋼筋材料不注重保管與貯藏，將鋼筋長期暴露在露天環(huán)境下，在雨雪的沖刷下，鋼筋會因氧化反應(yīng)而出現(xiàn)腐蝕現(xiàn)象， 進而影響鋼筋自身的力學性能；若鋼筋長期暴露在空氣中，在水、空氣以及一些酸性物質(zhì)的作用下， 鋼筋的鈍化膜會遭到破壞， 鋼筋會出現(xiàn)腐蝕病害，使鋼筋的機械性能大幅下降，嚴重的會因鋼筋承載力不足而出現(xiàn)橋梁坍塌現(xiàn)象。

2.3 地基下沉病害

地基沉降是橋梁工程出現(xiàn)不均勻沉降的重要原因。 若前期對橋梁工程所在區(qū)域的地質(zhì)條件、水文條件、土壤條件等勘察不到位，將橋梁工程架設(shè)在軟土地基上且未做處理，則橋梁工程的地基穩(wěn)定性與安全性較差， 在后期橋梁工程施工時會導(dǎo)致橋梁出現(xiàn)不均勻沉降問題。 尤其是在后期橋梁工程投運后，在長時間高荷載作用下，基礎(chǔ)結(jié)構(gòu)的不穩(wěn)定導(dǎo)致橋梁工程的自有承載力不斷弱化，橋梁工程出現(xiàn)不均勻沉降，行駛在橋梁上的車輛會出現(xiàn)明顯的跳車感，路面的顛簸愈加強烈，行車的舒適度與安全性大受影響[2]。 此外，地基下沉導(dǎo)致橋梁工程不均勻沉降后， 不同結(jié)構(gòu)的異常下降導(dǎo)致橋梁工程結(jié)構(gòu)之間產(chǎn)生額外應(yīng)力， 若此應(yīng)力超過橋梁工程混凝土自有的抗拉強度，則橋梁工程會出現(xiàn)結(jié)構(gòu)性裂縫，破壞橋面的使用功能。

3 橋梁工程常見病害的處理技術(shù)

3.1 優(yōu)化施工管理方法與技術(shù)

預(yù)防病害是橋梁工程常見病害的施工處理手段之一，在病害發(fā)生之前，通過合理、科學的施工管理方法與技術(shù)防患于未然，可以切實降低橋梁工程病害的發(fā)生率，提高橋梁工程的使用壽命與安全系數(shù)。 因此，針對橋梁工程病害防治與處理，應(yīng)建立完善的病害預(yù)防、監(jiān)測、發(fā)現(xiàn)、管控與防治工作體系，通過過程化管理、全生命周期質(zhì)量管控以及橋梁工程投運后的精細化養(yǎng)護與管控等，及時發(fā)現(xiàn)橋梁工程中的病害問題。 例如，在橋梁工程施工之前， 利用各類先進的勘察設(shè)備與儀器對橋梁工程所在區(qū)域的地質(zhì)條件、地形地貌、水文條件、土壤條件等進行全面且詳細的勘察，為橋梁工程施工工藝選擇、施工方案設(shè)計提供精準的工程地質(zhì)勘察數(shù)據(jù)； 在橋梁工程施工過程中，利用先進的設(shè)備與儀器對橋梁工程中的材料質(zhì)量、施工工藝實施狀況等進行全方位檢測，利用GPS-RTK 技術(shù)對橋梁工程開展高精度控制測量，保證橋梁工程的施工質(zhì)量；在橋梁工程施工養(yǎng)護投運階段， 利用各類傳感器對車輛行駛時的顛簸參數(shù)等進行精準測定， 分析橋梁工程使用的安全系數(shù)， 利用LiDAR 技術(shù)對橋梁工程的地基沉降數(shù)據(jù)進行采集，動態(tài)分析橋梁工程地基的沉降狀況，及時發(fā)現(xiàn)橋梁工程的不均勻沉降并做出應(yīng)對。 通過在橋梁工程施工前、施工中、施工后的優(yōu)化管理，可以切實降低橋梁工程的病害率，提高橋梁工程的施工質(zhì)量。

3.2 鋼筋混凝土裂縫處理技術(shù)

針對橋梁工程中常見的混凝土裂縫現(xiàn)象， 不僅應(yīng)樹立及時處理的意識， 充分認識到混凝土裂縫若是拖延處置會對混凝土結(jié)構(gòu)的功能產(chǎn)生不可挽回的破壞，還要運用正確的、合理的、恰當?shù)牧芽p處理技術(shù)對混凝土裂縫加以修補。 通常，對于小裂縫（寬度＜2 mm），可采用刷涂環(huán)氧樹脂材料對裂縫進行修補，先將裂縫內(nèi)填塞的雜質(zhì)，如樹枝、碎石等，清理出去，并將裂縫周圍的雜質(zhì)一并清理干凈； 再將環(huán)氧樹脂刷涂在裂縫之上，刷涂厚度約為1 mm，通過多次刷涂、間隔刷涂將橋梁工程中的小裂縫修補完成[3]。 對于寬度較大的裂縫，尤其是承載要求較高部位的裂縫，應(yīng)采用更加嚴格、要求更高、效果更好的裂縫修補與加固方法， 以減少橋梁工程裂縫帶來的結(jié)構(gòu)穩(wěn)定性下降等影響。 常見的大裂縫施工處理方法包括灌漿法、碳纖維布加固修復(fù)法等。 灌漿法是從結(jié)構(gòu)加固的層面，利用鋼筋預(yù)應(yīng)力對橋梁工程的結(jié)構(gòu)進行加固處理， 以提升橋梁工程的整體承載力， 減少橋梁工程裂縫對橋梁工程承載力的削弱作用。 碳纖維布加固修復(fù)法是利用碳纖維布材料有效覆蓋橋梁工程的裂縫， 利用碳纖維布良好的延展性與強度提高裂縫處的結(jié)構(gòu)承載力， 減少橋梁裂縫對橋梁工程結(jié)構(gòu)承載力與穩(wěn)定性的影響。 碳纖維布加固修復(fù)法的施工流程，先對橋梁裂縫處以及相關(guān)劣化層進行打磨， 將橋梁工程中的劣化層全部處理干凈，再利用環(huán)氧樹脂漿液灌注的橋梁裂縫處，并將碳纖維布覆蓋粘貼在環(huán)氧樹脂漿液灌注處， 實現(xiàn)碳纖維布與橋梁工程的有效黏結(jié)， 完成對橋梁裂縫的有效處理和對橋梁結(jié)構(gòu)的有效加固。

以某橋梁工程的混凝土裂縫處理為例， 其施工流程與處理方法如下。

1）針對橋梁結(jié)構(gòu)局部脫空問題，在處理過程中對混凝土結(jié)構(gòu)的熱脹冷縮進行了充分考慮。 在現(xiàn)場平均氣溫較高時，敲擊拱肋進行檢查， 敲擊過程對脫空面積較大位置進行鉆孔檢查，根據(jù)檢查結(jié)果通過灌漿對脫空的拱肋混凝土進行處理。 案例工程選擇的注漿材料為強度較高的無收縮灌漿材料， 可有效保證拱肋穩(wěn)定性。

2） 對吊桿進行更換時， 以貝雷梁桁架作為過渡吊桿，因此，在更換前需精準測量吊桿上錨墊板頂標高、橋面標高以及下錨墊板底標高。 更換吊桿時，對橋面標高、所更換吊桿的伸長量、加載臨時吊桿的油壓儀讀數(shù)等數(shù)據(jù)進行跟蹤測量。 每級加載臨時吊桿后、 每次將鋼筋隔斷后和新安裝吊桿張拉后均需對橋面標高、吊桿伸長量等進行精準測量。 在吊桿安裝完成后，再次對橋面的標高、索力等進行測量，并依據(jù)測量結(jié)果判斷是否需要對索力進行調(diào)整。 本工程在更換吊桿時利用標高與索力的雙重控制， 保證撓度在理論值范圍內(nèi)的同時確保索力值在設(shè)計標準范圍內(nèi)。

3）在裂縫灌注處理時，為保證灌注施工質(zhì)量，嚴格遵循施工工藝進行施工，對灌膠嘴進行合理布置，通過注漿泵壓灌注灌封膠。 在灌縫施工前先采用空壓機對裂縫的密閉性進行檢查，保證裂縫密閉性良好，所灌注膠體能夠充分密實。

4）考慮到案例工程施工量較大且工期較緊，為保證施工進度，在完善安全質(zhì)量管理體系的前提下，病害處理施工現(xiàn)場選擇多點同時作業(yè)， 保證施工機械設(shè)備有效運轉(zhuǎn)以及施工人員充足，進而確保各項工序有效銜接。

3.3 鋼筋銹蝕處理技術(shù)

對于橋梁工程中的鋼筋銹蝕問題， 施工單位要做好鋼筋原材料的保管工作，避免鋼筋長期堆積且暴露在露天環(huán)境下，減少鋼筋在使用前出現(xiàn)銹蝕現(xiàn)象； 應(yīng)加強對鋼筋銹蝕的防護工作，可在鋼筋的表面均勻涂抹防護層，以起到鋼筋與水、空氣以及酸性物質(zhì)的隔離作用， 減少鋼筋的銹蝕。 在施工過程中，施工單位應(yīng)嚴格控制混凝土中的氯離子含量，以免氯離子與鋼筋產(chǎn)生氧化反應(yīng)，降低鋼筋的性能。 對于已經(jīng)出現(xiàn)的鋼筋銹蝕問題， 可采用電化學方法或噴砂處理法對銹蝕部位及其周邊部位進行徹底清理，以免鋼筋銹蝕進一步惡化。 以噴砂法為例，利用砂水泵有效混合水與砂，并將砂與水的混合物噴到鋼筋表面，在壓力作用下清除鋼筋表面被銹蝕部分。 橋梁工程的管養(yǎng)單位應(yīng)認真做好鋼筋銹蝕檢測工作， 及時發(fā)現(xiàn)橋梁工程中存在的鋼筋銹蝕問題，并采取適宜的鋼筋銹蝕處理方法，如電化學法、噴砂法等，及時加以處理，避免鋼筋銹蝕現(xiàn)象進一步加劇。

3.4 橋梁不均勻沉降處理技術(shù)

對于橋梁地基不均勻沉降的問題：（1）設(shè)計單位要做好橋梁工程施工前的工程地質(zhì)勘察工作。 圍繞工程地質(zhì)勘察的要求，對水文、地質(zhì)、地貌、地形、巖土特性等參數(shù)以及位置數(shù)據(jù)進行全面勘察，出具詳細且準確的工程地質(zhì)勘察報告，作為橋梁基礎(chǔ)工程設(shè)計與施工的重要參考。 （2）做好橋梁工程的排水工作。 通過在橋梁工程兩側(cè)合理布設(shè)排水設(shè)施，有效攔截橋面的水流，將橋面水流順暢地排到橋面以外，保證橋面無積水，避免橋面因積水而出現(xiàn)積水下滲、 影響地基穩(wěn)定性的問題。（3）對于已經(jīng)出現(xiàn)不均勻沉降的橋梁工程，可采用土工格柵加筋技術(shù)，尤其是對于軟土地基，可應(yīng)用土工格柵加筋技術(shù)提高地基的抗拉伸強度與承載性能， 有效緩解橋梁工程的地基沉降問題。 （4）對于橋梁不均勻沉降，應(yīng)充分做好沉降監(jiān)測工作，通過長時間定點監(jiān)測地基高程數(shù)據(jù)分析地基沉降情況， 及時干預(yù)與處理地基異常沉降問題， 提高橋梁工程的穩(wěn)固性與安全性。

4 結(jié)語