贾 斌

（塔里木大学 水利与建筑工程学院， 新疆 阿拉尔 843300）

随着我国基础设施建设的不断推进，作为我国桥梁的主要结构形式之一，钢筋混凝土桥梁工程建设规模逐年扩大。在钢筋混凝土桥梁长期运行中，会逐渐出现各式各样的病害，如果未进行有效及时的处理，势必会造成难以估量的经济、安全损失[1]。因此，为延长钢筋混凝土桥梁使用寿命，对其病害机理进行了全面分析，对维修加固的方法开展深入研究具有十分重要的意义。因而，本文将围绕新疆地质地貌、气候环境，对该地区钢筋混凝土桥梁病害及维修加固技术进行研究分析。

1 新疆桥梁所处环境

1.1 地质地貌不良

新疆位于我国西北地区，地处亚欧大陆腹地，面积166万平方公里，其地形可概括为“三山夹两盆”，北部阿尔泰山，南部昆仑山系，天山横亘于新疆中部，将新疆分成南北部，南部为塔里木盆地，北部为准噶尔盆地，境内地形复杂，包括有冰峰、沙漠、盆地、草原等，由于土壤地质特殊，地质灾害及工程病害多，对桥梁建设基础稳定带来了十分不利的影响，要求对土质予以特殊处理后方可开展进一步的施工建设，以满足行车及环境要求。

1.2 冻土环境

冻土指的是0℃以下，同时含有冰的各类岩石、土壤，依据时间不同，可划分为短时冻土、季节冻土及多年冻土。冻土表现出一定的流变性，其长期强度远不及瞬时强度，这使得在冻土区开展工程项目施工将面临冻胀、融沉两方面危险。在多年冻土地区建设桥梁，结合冻土类型、冻土温度、道路等级等情况，可实行保护冻土或者破坏冻土等各种手段。通常而言，桥梁基础应设置充足的填土高度，从而防止引发翻浆、冻胀等病害。同时，取土坑应与桥梁墩台保持足够远的距离，并开展好取土、排水等设计施工工作，以防止引发热融滑坍等病害。在存在厚层地下冰的地段，应尽可能防止挖方、低填及不填不挖断面，不然应采取必要的隔热防融、基底换填等处理手段。

2 钢筋混凝土桥梁病害机理

因为新疆地区气候特征的独特性，诸如昼夜温差大、夏季高温干燥、冬季寒冷、日常时间长等，由此造成了新疆地区钢筋混凝土桥梁病害的独特性。

2.1 桥梁上部结构病害

桥梁上部结构病害，主要表现为以下几方面：一是混凝土收缩。新疆地区早期建设的桥梁，因为缺乏对温度应力的有效考虑，使得桥梁受较大温度应力影响出现大量的温度裂缝。新疆地区昼夜温差大，白天桥梁吸热，内部温度不及外表面温度，导致内外温差过大，进一步形成较大的温度应力，若温度应力达到混凝土抗拉强度以上，混凝土即会开裂；进入夜间气温急剧下降，这时桥梁表面热量迅速释放，内部则相对缓慢，进而也会形成较大的温度应力，使得混凝土出现开裂情况。同时，新疆地区冬季寒冷，且持续时间较长，在冬季进行桥梁施工时因为温度不稳定，使得混凝土忽冷忽热，内外温差较大，亦会形成温度应力；新疆地区夏季温度高、日照时间长，在混凝土浇筑过程中，因养护不力，混凝土表层水分会迅速蒸发，进而会发生失水收缩。另外，混凝土在硬化过程中，因为水分迅速蒸发，体积缩小，同时在水泥硬化时水泥水化作用的产物体积不及原本的体积，这同样会致使混凝土收缩，并形成收缩裂缝。二是冻融。新疆地区冬季寒冷且持续时间较长，若温度在0℃以下时，混凝土中的自由水将会冻结膨胀，造成混凝土形成膨胀应力，如果膨胀应力达到混凝土抗拉强度以上时，混凝土即会发生开裂。尤其是对于桥面铺装而言，发生开裂后，雨雪会渗透进混凝土内部，会加速混凝土冻胀，使得开裂越来越严重。随着新疆地区气候回暖，冻土深度会不断减小，解冻时间提前，由于冻土层发生变化，使得桥梁在自重影响下会造成基础不均匀沉降，墩台倾斜，进一步致使桥梁上部结构开裂，承载能力减弱[2]。三是大风沙。新疆地区沙漠分布广泛，风沙天气频发，大量的风沙、风石会侵蚀桥梁的表面，甚至会破坏桥梁人行道板，影响桥梁安全运行。

2.2 桥梁下部结构病害

桥梁下部结构病害，主要表现为以下几方面：一是锈蚀、剥落。新疆地区温差大，加之长时间处于低温天气，气候条件不佳使得冬季施工面临各种困难，同时钢筋混凝土本身配合比存在诸多不合理因素，使得钢筋混凝土产生锈蚀、剥落等现象。二是基础病害。对于小跨径的桥梁，其基础埋深相对较浅，而就刚度、强度都相对大的基础而言，在长期冻胀力影响下，极易致使墩台基础不均匀上抬，使得桥梁结构上部出现不协调变形，进而造成桥梁上部结构开裂，承载能力下降。一些墩台基础受河水冲击力影响或受河流改道等因素影响，使得基础局部掏空，墩台倾斜，承载能力减弱。位于水中的桥墩，由于直接阻水，不仅要面临一般的冲刷，还要面临局部冲刷，由此会在桥墩产生局部漏斗形河床。若河床为厚砂砾卵石层，基于水流对砂砾的带动，会使得钻孔灌注桩发生一定的磨损情况，甚至使得桩中钢筋暴露在外。

3 钢筋混凝土桥梁加固技术

3.1 防腐施工技术

在钢筋混凝土桥梁使用中，其使用寿命受混凝土防腐性、耐久性很大程度影响。在新疆地区盐渍土路段，钢筋混凝土桥梁一方面会遭受化学作用腐蚀，另一方面还会受该地区独特气候条件影响，受到干燥交替、冻融循环的物理作用。所以，为保障钢筋混凝土桥梁的安全及使用寿命，在新疆地区开展桥梁施工过程中，应开展好防腐工作，尽量减轻盐渍土对钢筋混凝土的腐蚀影响。

首先，合理应用防锈保护剂。在钢筋混凝土桥梁施工中，施工方可借助渗透手段，在桥梁墩台部位擦拭相应的阻锈剂，对于防锈保护剂的选择应确保其渗透性能可适应墩台钢筋混凝土保护层厚度要求。通过进行盐水腐蚀试验后，才能将防锈保护剂投入实际应用，并且在施工前，还应进行干湿冷热循环试验。另外，为防止钢筋混凝土桥梁出现腐蚀现象，施工前应保证钢筋材料过关，并开展好钢筋材料存储环境管理工作，防止外部环境影响，使得钢筋材料出现腐蚀情况。在将钢筋材料投入施工期间，施工人员应合理调配混凝土比例，有效保证混凝土施工质量，添加一定防锈保护剂，以防钢筋出现腐蚀情况。对于承重相对大的施工区域，可对钢筋予以绑扎、焊接处理，以此提升钢筋承载力，待施工完毕后在钢筋表层喷涂一层防锈保护剂，实现钢筋抗腐蚀性能。

其次，合理设置桥梁防护层。为防止腐蚀物渗透进混凝土钢筋混凝土中，应合理设置桥梁防护层。钢筋混凝土桥梁上部结构可选取沥青或陶瓷等施工材料，于结构表层添加相应厚度的涂层，并利用氟硅酸对混凝土面层进行综合处理，生成具有可靠稳定性的碳酸钙表层。同时，对于钢筋混凝土面层，还应采取碳化处理；对于桥梁承重结构位置则应在表层喷涂树脂涂层，以此提升桥梁抗疲劳性能，确保桥梁结构稳定性[3]。由于钢筋混凝土桥梁所面临施工环境较为恶劣，各式各样施工材料会受到外部环境因素很大程度影响，为减少桥梁施工质量所受外部环境的影响，应有效提升桥梁保护层厚度，防止桥梁内部出现腐蚀情况，进而使桥梁使用寿命得到有效央行。另外，施工人员应切实依据钢筋混凝土桥梁施工流程开展施工，并在指定位置设置桥梁防护层，保证桥梁防腐性能。

3.2 加固施工技术

在钢筋混凝土维修加固中，可采用以下几项施工技术：一是基础冲空。基础冲空是桥梁加固中十分常用的一项处理手段。如若在桥梁表层出现冲空部位，应及时采用混凝土对该部位进行填充。而在实际施工中，若出现桥梁部分下沉、地基失稳等情况，则应利用支固方式，选取混凝土等材料打造一个支撑面，并设置于桥梁外侧，以此通过外力以增强桥梁本身稳定性，进一步实现对损坏部位的维修加固处理。二是针对性维修加固。在桥梁维修加固中，应结合钢筋混凝土桥梁不同的损坏部位，采用不同针对的维修加固手段。比如，对于钢筋出现的锈蚀病害，可结合截面损失率实际情况采用不同的维修加固手段，若钢筋仅仅是表面浮绣，损失率不足5%，则开展好日常裂缝维修及保护层补修即可；若损失率超过5%，钢筋出现屈服强度、伸张率及承载力下降情况，则可采用粘贴钢板、补焊钢筋、外侧预应力加固等手段。如若伸缩缝发生损坏情况，基于对产生原因的有效了解后，应开展针对性清理、修补、替换，针对钢板式出现开裂、断裂时，可采用焊接换新手段；针对锌铁皮式可在充填填缝料前提下拆除换新，并浇筑面层。三是加强桥梁加固施工检测。在钢筋混凝土桥梁施工各个阶段，开展好对钢筋混凝土加固情况的检测工作尤为关键。首先，在桥梁施工前，应当开展好原材料质量检测工作。桥梁维修加固所应用的原材料以钢筋、混凝土为主，为此，质量检测部门应增强责任意识，开展好对钢筋、混凝土的检测工作，保证其与施工规范要求相符[5]。除此之外，还应开展好对维修加固方案的审核工作，确保维修加固方案科学可行。其次，在桥梁施工期间，也应开展好检测、审核工作。桥梁维修加固作为对桥梁的再次利用，其维修加固成效重要影响着桥梁的使用寿命。质量检测部门应加强对现代化技术的有效应用，对施工过程进行实时监控。比如，应对混凝土比例、配合方式进行严格监控，采用先进设备仪器对各类原材料用量进行有力把控，并采用对应型号的搅拌设备进行充分搅拌。另外，还应开展好对维修加固施工人员的管理工作，保证他们明确各自的职责，做到规范施工。特别是在维修加固中一些难度相对大的施工环节，监管人员与施工人员应提高重视度，加强交流合作，切实提升桥梁维修加固成效。最后，在桥梁施工结束后，施工方应开展好养护工作，通过可靠的养护可有效延长桥梁的使用寿命。混凝土成型后会吸收相应的水分，养护人员应注重对混凝土进行浇水润湿处理。另外，可通过适当延长桥梁养护时间，以提升桥梁稳固性，进一步减少外部负荷对桥梁带来的影响。

4 结束语

总而言之，钢筋混凝土桥梁使用相应年限后，加之受一系列因素的影响，难以避免地会出现各式各样的病害。为了提升桥梁的安全性及使用寿命，必须要提高对桥梁维修加固的有效重视，采用各种科学适用的维修加固技术，开展好检测监管工作，以实现理想的维修加固效果。本文以新疆地区为例，分析了钢筋混凝土桥梁病害机理，并全面总结了钢筋混凝土桥梁维修加固手段，以期为同类工程提供一些参考。