小議公路橋梁常見的病害與防治

武鳳娟

（山西省公路局呂梁公路分局臨縣公路管理段，山西 臨縣 033200）

隨著我國經(jīng)濟(jì)發(fā)展，材料、機械、設(shè)備工業(yè)相應(yīng)發(fā)展，再加上廣大橋梁建設(shè)者的精心設(shè)計和施工，使我國建橋水平已位于世界先進(jìn)行列。長期以來，“重建設(shè)、輕養(yǎng)護(hù)”這個問題在我國公路橋梁管理中一直表現(xiàn)得比較突出，橋梁存在的問題也就比較多?？偨Y(jié)高速公路橋梁的病害特征對橋梁的養(yǎng)護(hù)、維修和加固都具有重要意義。

1 高速公路橋梁常見結(jié)構(gòu)形式

隨著國民經(jīng)濟(jì)的快速發(fā)展，公路運輸?shù)陌l(fā)展更可謂突飛猛進(jìn)，我國幅員遼闊，經(jīng)濟(jì)發(fā)展水平參差不齊，經(jīng)濟(jì)上總體水平不高，公路橋梁發(fā)展主要著眼于量大、面廣的一般大、中橋，這類橋梁仍以預(yù)應(yīng)力混凝土結(jié)構(gòu)為主。大批始建于60、70年代的公路橋梁，在日趨增大的車輛荷載的作用下，技術(shù)狀況快速下降，很快由一、二類發(fā)展為三、四類甚至五類橋梁，對人民群眾的生命財產(chǎn)安全構(gòu)成了威脅，橋梁垮塌事件也時有發(fā)生。從總體情況看，當(dāng)前公路橋梁的失養(yǎng)導(dǎo)致病害產(chǎn)生，主要集中在一些中小橋梁，這些橋梁存在著橋面鋪裝混凝土不同程度損壞，導(dǎo)致橋面產(chǎn)生坑槽，影響車輛的正常行駛。甚至還有一些橋面伸縮縫損壞嚴(yán)重，產(chǎn)生“橋頭跳車”，危及行車安全。公路橋梁“橋頭跳車”成為一種比較普遍的現(xiàn)象，尤其在一些軟土地基地方表現(xiàn)得更為嚴(yán)重，這給養(yǎng)護(hù)部門帶來很大困難。為杜絕橋梁垮塌、墜車傷人事件，保障公路橋梁完好暢通，進(jìn)一步加強橋梁的養(yǎng)護(hù)規(guī)范化管理水平已成為迫切需要。

2 橋梁病害情況

2.1 上部結(jié)構(gòu)的病害

2.1.1 拱橋：板拱,拱頂與拱腳出現(xiàn)豎向裂縫,跨中出現(xiàn)縱向裂縫,有延伸到橋臺前墻,拱頂鋪裝網(wǎng)狀龜裂;雙曲拱,拱肋縱向順主筋裂縫,橫向沿箍筋裂縫,邊肋混凝土剝落,拱肋拼裝接縫開裂,拱波頂縱向裂縫,拱波波頂混凝土壓碎等。

2.1.2 梁橋：T梁、工字鋼梁與混凝土疊合梁,病害基本較少,部分橋有橫向裂縫,但混凝土強度與全橋質(zhì)量基本完好,工字鋼梁個別有連接螺栓松動,鋼支座大部分銹蝕;連續(xù)梁1/4點掛梁牛腿處豎向裂縫。

2.1.3 板橋：混凝土板,順筋裂縫,混凝土剝落,個別板角混凝土剝落嚴(yán)重,橋面較寬情況下,底板出現(xiàn)沿橋縱向開裂,帶懸臂的混凝土板在拼裝接縫處混凝土剝落,鋼筋外露,接縫滲水;工字梁微彎板橋,工字梁順主筋縱向裂縫,梁與梁頭混凝土剝落空鼓,微彎板填平混凝土與鋪裝混凝土脫離,填平層混凝土壓碎,鋪裝層混凝土出現(xiàn)塌陷與空洞,鋼支座銹蝕失效,活動支座不能移動,造成梁端混凝土拉裂。

2.2 下部結(jié)構(gòu)的病害

2.2.1 防護(hù)工程:河床鋪砌沖毀,輕型橋臺支撐梁凸起,橋臺出現(xiàn)豎向裂縫,橋臺翼墻傾斜,U型橋臺側(cè)墻出現(xiàn)斜向裂縫。

2.2.2 樁基礎(chǔ):河床沖刷,樁頭混凝土外露,鋼筋銹蝕,樁徑減小,樁基礎(chǔ)下沉,造成樁頂蓋梁裂縫。

2.2.3 柱式墩:基本很少破壞,但也有個別沿主筋垂直方向裂縫,或環(huán)向裂縫,混凝土出現(xiàn)空鼓,鋼筋銹蝕,混凝土與鋼筋無結(jié)合,柱的承載能力下降。

2.2.4 重力式墩臺:臺前墻豎向裂縫,墩臺側(cè)墻豎、斜向裂縫,大部分沿砌石縫斜向開裂,墩臺帽在支座下局部開裂,墩臺淺基礎(chǔ)沖空,基底外露,橋墩出現(xiàn)墩底水平開裂。

2.3 橋面系的病害

橋面鋪裝全橋貫通順橋向縱向裂縫,橋面連接處橫橋向通縫,橋面鋪裝層網(wǎng)狀龜裂、塌陷、空洞;伸縮縫損壞,其附近混凝土壓碎,伸縮縫內(nèi)填滿雜物,橋臺路基下沉,伸縮縫不平整,橋頭跳車,排水不暢,多數(shù)排水管堵死,人行道欄桿破損。

3 橋梁病害成因分析

橋梁病害的成因較為復(fù)雜,根據(jù)修建的年代、橋梁的結(jié)構(gòu)形式、施工質(zhì)量等因素,有著不同的成因,結(jié)果造成橋梁的病害日趨加重,使橋梁的技術(shù)狀況不能滿足行車安全的需要。就此,我們從以下幾方面分析一下橋梁病害產(chǎn)生的原因。

3.1 設(shè)計方面的因素

國內(nèi)在設(shè)計方面常因為工期或經(jīng)濟(jì)方面的原因在方案設(shè)計時投人的精力不足，對很多關(guān)鍵問題缺乏研究，為橋梁的病害埋下了病根。一方面是結(jié)構(gòu)設(shè)計不合理，對結(jié)構(gòu)體系缺乏仔細(xì)的研究和優(yōu)化，結(jié)構(gòu)細(xì)節(jié)構(gòu)造粗糙，材質(zhì)要求低。另一方面是計算和設(shè)計不完善，如設(shè)計安全系數(shù)不恰當(dāng)，進(jìn)行有限元分析時對結(jié)構(gòu)邊界條件和傳力路徑認(rèn)識不清楚，對施工方法、順序和施工荷載對結(jié)構(gòu)性能的影響認(rèn)識不夠等。

3.2 施工方面的因素

很多橋梁病害與施工質(zhì)量低劣有關(guān)。典型的問題有鋼筋保護(hù)層厚度不足，以及目前廣泛存在的構(gòu)件開裂，混凝土蜂窩、麻面、露筋等問題。其主要原因包括:水泥選用欠妥;混凝土配合比、振搗、養(yǎng)護(hù)不當(dāng);以及預(yù)應(yīng)力施加不合理等。這些施工上的缺陷雖然短期不會對橋梁的正常使用產(chǎn)生明顯的影響，但卻會對結(jié)構(gòu)的后期使用和長期耐久性產(chǎn)生非常不利的危害。

3.3 橋梁使用的因素

車輛超載是我國公路運輸中較為普遍的現(xiàn)象。橋梁的超載一方面可能會引發(fā)疲勞問題，加大疲勞應(yīng)力幅度、加劇損傷，甚至?xí)霈F(xiàn)一些超載引發(fā)的結(jié)構(gòu)破壞事故。另一方面，超載造成的橋梁內(nèi)部損傷不能恢復(fù)，將使得橋梁在正常荷載下的工作狀態(tài)發(fā)生變化，從而可能危害橋梁的安全性和耐久性。

3.4 橋梁管理和養(yǎng)護(hù)的因素

國內(nèi)很多地區(qū)對于橋梁的日常檢查和養(yǎng)護(hù)還不是十分重視，一座橋梁往往前期建設(shè)投入很大的成本，而忽視橋梁運營中的養(yǎng)護(hù)和維修。很多病害沒有在橋梁日常和定期檢查中發(fā)現(xiàn)并及時予以整治，天長日久導(dǎo)致病害加重不得不采取加固措施，此時投人的加固費用十分可觀，甚至?xí)^建設(shè)費用。

4 橋梁既有病害的整治和維修加固

下面針對橋梁經(jīng)常出現(xiàn)的主要病害,總結(jié)歸納如下防治措施。

4.1 橋面鋪裝病害防治措施

橋面鋪裝過早破碎主要是施工階段的問題,我們在橋面鋪裝施工時控制好如下幾個環(huán)節(jié):①梁體施工階段,采取有效的方法將預(yù)制(現(xiàn)澆)梁的拱度控制在誤差允許的范圍內(nèi),梁體安裝時要確保橋面鋪裝層的最小厚度。②施工前徹底處理好梁體的頂面,清除梁面的雜物,鑿除處理混凝土表面的水泥砂漿和松弱層。③施工中處理好泄水管、伸縮縫、施工縫等細(xì)小環(huán)節(jié)。④采取適當(dāng)措施控制鋼筋網(wǎng)的保護(hù)層,因為保護(hù)層偏大或偏小都將影響鋪裝層的使用壽命。

4.2 預(yù)應(yīng)力混凝土梁裂縫的防治措施

造成混凝土梁裂縫相關(guān)的原因有:結(jié)構(gòu)受力、施工操作、環(huán)境條件(如空氣濕度、氣溫、風(fēng)速等)和材料品質(zhì)。①若結(jié)構(gòu)受力變形而造成混凝土梁裂縫,檢查梁體底模及支架體系下伏地基是否在緩慢下沉,還是模板或支架剛度不夠有輕微變形,必要時預(yù)加荷載試壓(尤其是現(xiàn)澆梁施工),或采用換填等措施強化處理地基。②若是施工操作原因引起的裂縫時,從檢查工序出發(fā),重點考察混凝土施工配合比、攪拌、運輸、澆筑順序及間隔時間、振搗、模板拆除時間、養(yǎng)護(hù)周期及方式、預(yù)應(yīng)力張拉和壓漿控制等環(huán)節(jié)。③環(huán)境條件主要影響混凝土的配合比和養(yǎng)護(hù)如對于嚴(yán)寒、酷暑、風(fēng)沙、陰雨連綿等不同類型氣候條件要采取靈活多樣的養(yǎng)護(hù)方式。

4.3 橡膠支座變形受損的防治措施

除承擔(dān)全橋的豎向荷載外,全橋的水平力包括制動力、牽引力、溫度力、地震力、風(fēng)力等均通過支座傳遞到下部結(jié)構(gòu)。從設(shè)計方面,確保像膠支座的各項性能指標(biāo)滿足使用要求;從施工角度,一要控制好支承墊石表面的平整度和水平,確保像膠支座平置;二要保證同一片梁的幾個支座均勻受力;三當(dāng)梁體架設(shè)就位不準(zhǔn)時,要起吊離開支座后進(jìn)行二次就位。對損壞嚴(yán)重的橡膠支座須及時更換,否則會影響橋梁整體使用壽命。

4.4 橋梁外露混凝土局部破損的防治措施

橋梁外露混凝土局部破損,一方面是由于外界對混凝土結(jié)構(gòu)的侵蝕作用,另一方面是由于受到意外撞擊導(dǎo)致的損害。對于這些混凝土的損害只有從提高混凝土自身的密實性、抗?jié)B性入手,同時可考慮針對不同環(huán)境類型在混凝土中添加具有不同功用的防護(hù)劑。

5 結(jié)語

任何一座橋梁在運營中不可避免會產(chǎn)生一定程度的病害，對橋梁病害必須采取合理的方法進(jìn)行整治或維修加固。做好現(xiàn)有公路橋梁的養(yǎng)護(hù)和改造是各級公路橋梁管理機構(gòu)的首要任務(wù)。但更重要的是在設(shè)計、施工、使用及管理養(yǎng)護(hù)過程中去預(yù)防病害的發(fā)生，防治結(jié)合，治理公路橋梁存在的病害和隱患，逐步提高公路橋梁的抗災(zāi)能力，降低后期的維修保養(yǎng)費用。

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