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基于水泥混凝土桥梁安全性问题的探析

文档作者：吴秀娟文档来源：广东省路通公路工程监理有限公司		点击数：	更新时间： 2024年02月21日
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基于水泥混凝土桥梁安全性问题的探析
Analysis Based on the Safety Problems of Cement Concrete Bridge
■ 吴秀娟 ■ Wu Xiujuan
[摘 要] 水泥混凝土桥梁在建造和使用过程中，桥面铺装层
经常产生裂缝而引起工程质量的问题。由于浇注沥青混凝
土铺装的病害，对建筑安全性问题产生影响，因而要对裂
缝进行处理和实施。
[关键词] 桥梁安全 裂缝 浇注沥青混凝土
[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、 桥面铺装层裂缝的主要类型
1. 承受荷载过大引起的裂缝
在施工图纸中进行荷载设计时，结构计算常常
会忽略和粗心大意漏掉某一部分，以及模型假设不
合理而引起配筋过少或钢筋布置错位或利用钢筋型
号大小的错误。因而，结构安全系数不够和结构刚
度不符合要求。在实际施工过程中，混凝土使用材
料不按照合理比例配制，并且随便搅拌、搬运、起
吊、填料，安装框架和模板不规范，对振动机器也
不做严格检查，混凝土的振动力度不够，导致里面
含有空隙。在使用期间，过桥车辆载重超出设计承
载。一定时间内，通过车辆数有时也远远超过设计
理论值。在无经意中过往的船舶与桥梁发生接触和
碰撞，以及自然状态下，地震和地震后的余震、爆
炸的振动等影响，日积月累，自然而然会出现裂缝。
2. 温度差异引起的裂缝
在自然界中，热胀冷缩是普遍存在的现象。由
于一年四季温度差异，热胀冷缩导致混凝土发生变
形。在外界条件约束下，混凝土内部结构会产生拉
应力。由于混凝土抗拉性弱，当拉应力过大时，就
会产生裂缝。
3. 地基基础发生变形引起的裂缝
我国的地形复杂多样，有山地、平原、丘陵、
地沟等。由于地形凹凸不平，起伏相对较大。再加
上土体软硬程度不同，基础会出现沉降不均匀或水
平方向位移的变化，致使混凝土结构开裂。
4. 钢筋锈蚀引起的裂缝
在混凝土质量较差或保护不够严密的情况下，
空气中二氧化碳侵入混凝土，直至钢筋表面，与混
凝土中一些水接触，使混凝土碱度降低。因为咸水
介入，氯离子含量就会增多，从而引起钢筋表面氧
化膜破坏，钢筋就会锈蚀，最终会断裂，混凝土也
会沿着钢筋纵向裂开。
5. 施工材料质量引起的裂缝
混凝土主要由于水、水泥、砂、集料以及外加
剂混合配制而成，材料的质量固然会影响混凝土结
构的好坏。水泥的强度等级、砂石级配、水灰比、
外加剂的类型，都会不同程度影响混凝土的强度。
二、 工程实例
某大桥引道通道桥，为一跨15 m 空心板梁桥。
该桥与地方线路斜交，斜交角为18°。空心板梁高
60 cm，中板宽123.8 cm。采用双圆形挖孔，挖孔直
径为42 cm，下部结构为薄壁式桥台。该桥于1997
年10 月24 日建成通车，至今已经历16 个年头。随
着当地经济的迅猛发展及交通量、重型车辆的快速
增加，该桥桥面在日常营运巡视中陆续发现存在纵
向反射裂缝及局部破损等现象。不仅妨碍行车安全、
影响桥面美观，而且也给日常维修带来不便。为此，
为彻底处理存在病害，消除安全隐患，经设计处治，
决定对该桥原破损桥面进行凿除，重新浇注式沥青
混凝土铺装。
由于10 cm 厚的桥面铺装层结构特殊，造成破
损、裂缝等后期病害的发生。除了承受外力荷载、
温度变化等外部因素影响外，内因也是主要起因。
那么，在哪些方面是内因给病害的发生带来影响？
为了搞清楚病害起因，让工程二次处治更具针对性，
防止在本次处治实施中重蹈覆辙，对病害原因有必
要进行更加深入研究和深入剖析。为此，结合工程
实践经验，对于该桥桥面铺装病害产生原因，现作
出如下推测判断。
三、 浇注式沥青混凝土铺装病害原因
1. 材料性能达不到要求
使用混凝土收缩性较高的矿渣水泥、快硬水泥、
低热水泥及水泥标号低或水灰比高均易产生裂缝。
2. 粘结层粘结力不足
防水层与沥青混凝土面层和桥面层间粘结力不
足而发生剪切破坏。
3. 设计不当
理论设计值对桥面铺装层的分析精确度接近于
零，而在实际操作中是控制在大概某个值，工程界
一直沿用某个理论几十年，直到出现大问题，需要
修改才会改变。随着科技发达和经济发展，交通量
不断增大，现行的铺装与重型、超重型汽车的增多
和车速的增快已不相适应。桥面铺装层直接承受车
轮荷载的冲击，因设计的承重板件厚度太小，刚度
减弱，板中受拉钢筋和受压混凝土应力增大，桥面
铺装部分或全部参与了主梁结构的变形，致使板件
出现穿透性裂缝。
4. 施工工艺达不到要求
铺装层厚度偏小。由于桥梁上部结构在施工中
支架的沉降及预应力反拱难以准确地预测，或由于
施工工艺限制，施工中主梁顶面标高与设计值相符
是比较困难的。柔性防水层的强度与主板和铺装层
的强度的差异对桥面防水层的影响，它的存在使上
部结构按模量形成刚—柔—刚的板体受力体系，中
间柔性夹层会增大桥面板板中部的板底拉应力。另
外，防水层的使用使铺装层发生剪切破坏的机率大
大提高。混凝土的搅拌、运输、浇灌、振实各道工
序中的缺陷和疏漏，模板构造不当，漏水、漏浆、
支撑刚度不足、支撑的地基下沉，过早拆模等都有
可能造成混凝土开裂。
四、 裂缝处理方案及实施
1. 处理方案
裂缝处理→粘贴注胶底座→封缝→配胶→灌胶
→成品保护。
2. 方案实施
（1）裂缝处理可用钢丝刷清除混凝土裂缝表面
的灰尘、浮渣等污物，然后用压缩空气吹出裂缝内
的灰尘。
（2）粘贴注胶底座对于有裂穿通缝的大桥面
板，当厚度大于120 mm 时，需两面分别粘贴注胶底
座。当厚度小于120 mm 时，只需在一面粘贴底座。
将一层封缝胶底座均匀涂抹底部周边，千万不能把
底座的胶孔堵住。将底座出胶孔对准裂缝，粘贴安
装，间距控制200～300 mm。
（3）封缝用小铲刀将MAX500 封缝胶刮抹到裂
缝上，厚度1 mm 左右，宽度20～30 mm。抹胶时应
防止产生小孔和气泡，要刮平整，保证封闭严密可
靠。
（4）配胶按照说明书提供配比和所需用量，先
提取A 料和B 料分别搅拌，以消除任何沉淀物。然
后把A 料和B 料倒进混合容器，混合搅拌至颜色均
匀，最后使用。一次配胶量不宜过多，以70～80 分
钟用完为宜。
（5）灌胶将配制好的灌缝胶装入注射器，竖向
裂缝按从下向上顺序，水平裂缝按从一端向另一端
顺序。灌胶时，从第一个底座开始注入，待第二个
注胶底座流出胶后为止。用后堵将第一个底座进胶
嘴堵死，再从第二个注胶底座注入，如此顺序进行。
最后一个注胶底座为排气用，可不注胶。
（6）成品保护灌胶结束后，在24 h 内不得扰
动注胶底座，3～5 天后可拆除底座。
五、 结语
综上所述，桥梁裂缝的危害有着很大的结构安
全技术问题。只有通过了解实际情况和桥梁裂缝产
生的原因并将作为重点来详细分析，结合工程实践
经验，总结出沥青混凝土铺装病害原因，最后采取
处理方案并且实施方案，使轻微损伤的桥梁得以修
补加固，才能保证其能够继续正常使用。
参考文献
[1]鲁海潮.桥梁混凝土裂缝的成因及防治探索[J].
交通科技,2007(03).
[2]侯瑞利.桥面铺装常见病害分析及预防措施[A].
经济策论(下)[C],2011.
（作者单位：广东省路通公路工程监理有限公司，
广州 510500）

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