常見混凝土橋梁的病害分析及設計中注意的問題

劉書畫

本文針對混凝土橋梁工程當中常見的病害問題展開了深入分析和研究，對混凝土橋梁設計工作中需要注意的問題要點進行了闡述，有效提高混凝土橋梁的設計工作效果，最大限度上預防橋梁產生的各種病害問題，提高混凝土橋梁的建設施工效果，為后續(xù)的通車安全性和穩(wěn)定性打下良好的基礎。

在最近幾年的發(fā)展過程中，由于我國交通運輸產業(yè)的整體發(fā)展速度不斷加快，各個城市相互之間經濟貿易活動往來日漸頻繁，推動著我國公路橋梁工程的快速建設和發(fā)展。在橋梁工程建設施工過程中，混凝土橋梁是其中常見的結構構成形式，混凝土橋梁施工具有良好的穩(wěn)定性和安全性，但是在具體的使用過程中，也會出現(xiàn)一些常見的工程病害問題，對混凝土橋梁的使用安全性和穩(wěn)定性產生了一定的影響。因此，相關工程建設單位針對混凝土橋梁產生的各種病害問題，進行了深入研究和分析，并且有效提出了混凝土橋梁設計工作中需要重視的關鍵性問題，有效提高混凝土橋梁的設計工作效果，有效防止混凝土橋梁產生非常嚴重的病害問題，對整個橋梁結構安全性以及通車安全產生嚴重影響。

一、混凝土橋梁常見的病害問題分析

1.橋面鋪裝問題

我國一些大型的混凝土橋梁鋪裝表面比較常見的病害問題，主要包含了橋梁表面破損、鋪裝層脫落以及產生橫向、縱向的交叉裂縫等問題，產生橋面鋪裝病害問題的主要原因包含了以下幾個方面：第一，橋梁表面經常出現(xiàn)超載車輛通行，造成橋梁表面受到強大的碾壓力，對鋪裝面產生一定的損壞，造成破損和脫落等病害問題。第二，受到沖擊荷載的作用造成橋梁表面的鋪裝穩(wěn)定性下降，并且在后續(xù)的維護工作過程中，沒有做好有效的保養(yǎng)和處理，造成橋面鋪裝產生病害問題。

2.橋梁伸縮縫問題

橋梁伸縮縫所產生的病害會對橋墩和橋梁的承重安全產生嚴重的干擾。伸縮縫病害問題主要表現(xiàn)在橋梁表面橡膠條出現(xiàn)破損和缺失，錨固區(qū)域的混凝土出現(xiàn)嚴重破裂、伸縮縫病害問題，主要原因包含了以下幾個方面：

第一，在橋梁設計工作過程中，沒有嚴格依照設計工作規(guī)范要求來加以開展，進而造成了橋梁伸縮縫過早出現(xiàn)損壞。

第二，在橋梁的實際施工過程中，針對伸縮縫的選擇不符合實際的施工情況，造成施工縫存在明顯的破損問題。

第三，在施工過程中由于施工技術和施工方法存在的限制，造成橋梁的伸縮縫設置無法滿足實際的施工要求，進而造成了伸縮縫產生明顯的破壞。

第四，由于在施工過程中產生各種施工誤差問題，造成車輛在混凝土橋梁伸縮縫位置出現(xiàn)明顯的跳車現(xiàn)象。

第五，由于伸縮縫混凝土材料和瀝青材料的使用不符合施工要求，造成伸縮縫的設置不滿足工程的實際施工要求，產生嚴重的伸縮縫破壞問題。

第六，由于橋面的車流量較大并且負載強度較高，也會造成多處伸縮縫產生破損問題。

3.橋梁梁體結構病害問題

橋梁梁體結構病害問題，重點包含了縱向、橫向裂縫、腹板斜裂縫以及孔洞鋼筋銹蝕等多種病害問題。

混凝土橋梁產生橫向裂縫問題，主要的影響因素包含以下幾個方面：第一，在施工過程中造成橋梁的預應力損失，會造成橋梁的實際施工強度，低于其強度的標準設計值大小，同時沒有對剪力滯后影響因素進行綜合分析和考慮，造成橫向裂縫問題的產生。其次，橋梁梁體的剛性程度較低，造成彎曲撓度偏大，同時產生橫向對方車輛出現(xiàn)超載問題，橋梁整體出現(xiàn)不均勻沉降。

縱向裂縫通常表現(xiàn)在橋梁的頂板底板等位置，橋梁產生縱向裂縫的主要影響因素，包含了橋面的車輛負載量較大，橋梁由于混凝土材料收縮而形成縱向裂縫，橋梁的頂板配筋設計沒有達到標準的設計要求，同時在梁體澆筑施工前后，由于混凝土材料產生的水化作用會出現(xiàn)混凝土構件的縱向膨脹裂縫現(xiàn)象。

腹板產生的斜向裂縫問題，主要影響因素包含以下幾個方面：首先，在預應力作用條件下產生主拉應力時，由于無法保證預應力的大小會造成大量的斜裂縫問題產生。其次，腹板的配置鋼筋量無法滿足施工要求，進而造成了橋梁整體的承載能力下降，同時會在腹板位置產生斜裂縫問題。

4.橋梁支座病害問題

當前我國大部分的橋梁支座形式，主要以板式橡膠支座和盆式橡膠支座位置，其中板式橡膠支座所產生的病害問題，主要包含了橫向和縱向剪切變形問題，或者上部下部產生脫空、老化、開裂等問題。盆式橡膠制作病害問題，主要體現(xiàn)在鋼板螺栓銹蝕以及失去基本的活動能力等。板式橡膠支座由于支座的整體受力不均勻，制作經常會出現(xiàn)橫向或縱向的剪切形變，支座上部粱體結構穩(wěn)定性不足，會造成橋梁支座產生上部或下部脫空問題。由于長時間受力不均勻，會造成橋梁支座容易產生老化開裂等各種問題。由于長期受到降雨因素影響，造成支座上方的鋼板和螺栓產生銹蝕情況，進而失去了基本的活動能力。支座由于受到外部病害問題的影響會造成橋梁局部出現(xiàn)下沉，橋面產生嚴重破壞甚至會產生嚴重的交通安全事故。

二、常見混凝土橋梁在設計工作中需要注意的問題

1.板式橋在設計工作中需要注意的問題

在裝配式空心板橋的設計工作中，需要針對以下幾個方面問題加以重視：

第一，需要對橋梁截面的抗剪強度進行準確計算和分析，同時需要充分考慮到車輛荷載作用對空心板整體的剛性程度所產生的影響。在具體的設計過程中，通常需要根據(jù)車輛的荷載量大小來進行詳細計算。

第二，在設計工作中預留接縫尺寸大小，必須要滿足橋梁工程的整體設計要求，同時在板間銜接的位置，要充分保證鋼筋材料的抗拉強度以及抗剪強度要求。

第三，在針對接縫之間的剪應力大小計算和設計工作中，需要根據(jù)半波正弦換算的方法，通過系數(shù)擴大或者通過有限元方法來進行計算。

混凝土整體式板橋產生的比較常見的裂縫問題，主要是沿著橋梁的中心線向縱向方向上產生裂縫，板橋的中間還有鈍角方向偏移的斜向裂縫，整體式板橋的跨徑大小保持在10m以下，在高速公路橋面寬度設計，通常相比于普通的路面更寬，汽車在強大的荷載作用下會產生整體式混凝土板彎曲情況，同時會產生橫向的撓曲現(xiàn)象。因此，需要沿著橫向方向設置一定量的橫向鋼筋，如果橫向受力鋼筋設置數(shù)量不足很容易造成板橋出現(xiàn)縱向裂縫。因此，在橋梁設計工作中，必須要對縱向配筋量進行合理設計，需要充分考慮到板式橋梁橫向受力鋼筋的使用，準確計算橋梁局部荷載作用，同時對橫向彎矩數(shù)值進行準確判斷，有效提高橋梁結構的整體穩(wěn)定性。

2.T型橋梁設計工作中需要注意的問題

針對T型橋梁設計工作中，需要充分考慮到剪力滯后因素所產生的影響，由于T梁所受到的壓力通常包含了縱向濕接縫寬度大小，因此需要針對T型橋梁的外形尺寸，以及縱向濕接縫的設計寬度進行準確設計，通過合理布置肋板的分布，鋼筋有效保證T型橋梁結構的穩(wěn)定性。通過采用有限元計算設計方法，對外部車輛荷載大小以及荷載分布情況加以確認，有效布置受力鋼筋結構，同時確定主梁之間的間距以及降低行車板的內力大小。由于考慮到剪應力所產生的滯后影響，橋梁在邊緣區(qū)域的分布寬度，主要包含了縱向接縫寬度和縱向濕接縫的實際寬度。

3.等截面裝配式箱型橋梁裂縫病害問題設計要點

在連續(xù)箱梁橋設計工作中，需要針對以下幾個方面涉及問題加以重視：第一，需要對斜截面的抗拉強度以及主拉應力的受力情況進行詳細計算和分析。第二，需要準確計算箱梁翼緣板的實際分布寬度，同時正確設計相鄰之間的間距大小；第三，需要準確計算箱梁的預應力損失值大小。第四，需要準確計算預應力鋼束加固對錨固截面所產生的局部壓力；第五，需要對交通荷載作用下，箱型橋梁的截面尺寸大小進行針對性設計，尤其針對箱梁腹板的實際厚度需要進行詳細計算。第六，需要充分重視預應力箱梁當中普通鋼筋的布置情況，同時需要準確計算翼板的內力大小，合理設置受力鋼筋。第七，由于充分考慮到剪應力滯后所產生的干擾，在針對一般的設計過程中，需要針對橋梁表面寬度以及包含縱向濕接縫寬度等進行準確計算。因此，必須要有效確定箱梁的懸臂尺寸以及縱向濕接縫的寬度。第八，需要對橫隔梁的片數(shù)以及加厚橫隔梁的尺寸大小進行準確設計，汽車荷載的橫向分布系數(shù)會逐漸降低，橋梁主梁結構的受力條件會保持均勻。

三、結語

由此可以看出，在公路橋梁的使用過程中，經常會因為不同因素的影響產生各種病害問題，如果病害問題沒有得到有效解決，不但會降低橋梁的整體使用壽命，同時還會影響到交通通行的安全。因此，作為工程設計單位而言需要在混凝土橋梁的設計工作中，對容易產生病害問題的環(huán)節(jié)進行重點設計，對其中產生病害問題的具體原因進行分析，提出針對性的設計工作方法來降低病害問題的產生程度，以此全面提高混凝土橋梁的使用效果。