高速公路橋梁病害問(wèn)題的分析與養(yǎng)護(hù)措施研究

張瑩

（河北省高速公路青銀管理處，石家莊050000）

1 引言

我國(guó)社會(huì)經(jīng)濟(jì)高速發(fā)展的形勢(shì)下高速公路事業(yè)得到了充分的發(fā)展，高速公路橋梁技術(shù)愈發(fā)成熟，高速公路以及橋梁數(shù)量不斷增多。但同時(shí)也帶來(lái)了一系列的問(wèn)題，如超載超限車輛越來(lái)越多，橋梁在運(yùn)行過(guò)程中的超負(fù)荷現(xiàn)象愈發(fā)嚴(yán)重，高速公路橋梁病害層出不窮，為交通運(yùn)輸帶來(lái)一定的安全隱患。因此，相關(guān)部門要對(duì)橋梁的現(xiàn)狀、承載力等多項(xiàng)指標(biāo)數(shù)據(jù)進(jìn)行定時(shí)檢測(cè)，尋找橋梁病害的類型以及成因，并提出應(yīng)對(duì)措施，以便及時(shí)維修與加固橋梁，以有效杜絕安全事故的發(fā)生。

2 高速公路橋梁病害問(wèn)題及其成因

我國(guó)早期修建的高速公路多為中小跨徑的簡(jiǎn)支橋梁，已存在很多病害。具體表現(xiàn)為以下幾點(diǎn)。

2.1 橋面混凝土損壞

根據(jù)橋梁病害相關(guān)研究報(bào)告分析可知，橋面鋪裝混凝土損壞現(xiàn)象已成為常見(jiàn)病害種類之一，致使路面坑槽增多，而路面坑槽增多導(dǎo)致的顛車現(xiàn)象加劇了對(duì)橋梁的二次傷害，同時(shí)也給交通運(yùn)輸安全造成威脅。根據(jù)相關(guān)研究報(bào)告與實(shí)踐經(jīng)驗(yàn)分析知，這類病害產(chǎn)生的最根本原因是由于部分高速公路在橋面鋪裝混凝土?xí)r存在施工質(zhì)量問(wèn)題。首先是橋面鋪裝混凝土厚度未達(dá)到設(shè)計(jì)強(qiáng)度標(biāo)準(zhǔn)，加上大量超載車輛循環(huán)碾壓，日常沖擊荷載系數(shù)大于規(guī)范值，從而誘發(fā)橋面鋪裝層破損、脫落等現(xiàn)象，加之日常養(yǎng)護(hù)也不到位，破損現(xiàn)象愈發(fā)嚴(yán)重。且部分橋梁使用開(kāi)級(jí)配瀝青混凝土（即粗集料嵌擠組成，細(xì)集料及填料較少，設(shè)計(jì)孔隙率為18%的混合料），如若施工期間不能滿足一定的壓實(shí)度，極易加劇透水現(xiàn)象這對(duì)橋梁更是百害而無(wú)一利。其次，由于施工中對(duì)表面的塵土、雜物等清理不到位等原因造成的水泥混凝土與瀝青層黏結(jié)不牢現(xiàn)象，加之部分單位多通過(guò)增設(shè)防水層增強(qiáng)橋梁防水功能，但鋪裝中對(duì)防水層處理不當(dāng)，產(chǎn)生防水層與水泥混凝土黏結(jié)不牢固的想象，進(jìn)一步誘發(fā)徹底張裂現(xiàn)象【1】。此外，由于地基沉降等原因?qū)е聵蛄撼霈F(xiàn)受力不均現(xiàn)象，橋梁連接處的混凝土受擠壓出現(xiàn)松動(dòng)，這不僅加劇了路面混凝土的損壞現(xiàn)象，還極易對(duì)橋梁產(chǎn)生不利影響。

2.2 橋梁體混凝土開(kāi)裂

鋼筋混凝土橋梁體開(kāi)裂也是高速公路橋梁的常見(jiàn)病害之一，一方面是由于超載超限車輛反復(fù)碾壓橋面坑槽，在顛覆力的影響下橋梁結(jié)構(gòu)的耐久性受到不利影響。另一方面與橋梁體有關(guān)的橋梁體施工環(huán)節(jié)、地理環(huán)境等多重復(fù)雜因素也會(huì)導(dǎo)致橋梁體裂縫。本文主要列舉以下幾點(diǎn)：

第一，橋梁基礎(chǔ)誘發(fā)裂縫。由于地基凍脹、分期建造基礎(chǔ)、結(jié)構(gòu)荷載存在差異、橋梁本身地質(zhì)環(huán)境不良如滑坡、斷層地質(zhì)等多重因素，導(dǎo)致橋梁的基礎(chǔ)在使用一定年限后在豎直方向產(chǎn)生不勻沉降或位移，這時(shí)混凝土結(jié)構(gòu)會(huì)產(chǎn)生一種附加應(yīng)力。當(dāng)病害嚴(yán)重到一定程度時(shí)，這種附加應(yīng)力往往會(huì)大于混凝土結(jié)構(gòu)的抗拉力，橋梁因此隨之出現(xiàn)結(jié)構(gòu)開(kāi)裂現(xiàn)象。

第二，溫度問(wèn)題誘發(fā)裂縫。首先，作為橋梁體的主要材料，混凝土本身具有熱脹冷縮的性質(zhì)，當(dāng)內(nèi)外部環(huán)境溫度發(fā)生變化時(shí)，混凝土?xí)S之誘發(fā)變形。同時(shí)，變形混凝土結(jié)構(gòu)內(nèi)會(huì)產(chǎn)生應(yīng)力，當(dāng)病害加劇時(shí)應(yīng)力會(huì)超過(guò)混凝土抗拉強(qiáng)度，橋梁體隨之出現(xiàn)裂縫現(xiàn)象。

第三，工程質(zhì)量問(wèn)題誘發(fā)裂縫。橋梁體的構(gòu)件十分復(fù)雜，存在墩臺(tái)、橋臺(tái)等多種結(jié)構(gòu)部件，同時(shí)對(duì)控制性位置的技術(shù)要求也十分嚴(yán)格。但實(shí)際工程中部分構(gòu)件采購(gòu)于異地、保養(yǎng)也在異地，極易造成保養(yǎng)不及時(shí)的問(wèn)題。同時(shí)，施工工藝過(guò)程中存在著如拼裝吊裝工序錯(cuò)誤、混凝土結(jié)構(gòu)澆筑工藝不合理、運(yùn)輸起模分工不明等不良現(xiàn)象，導(dǎo)致橋梁體質(zhì)量以及相關(guān)部件質(zhì)量不合格，這極易誘發(fā)生長(zhǎng)線型裂縫橋梁體病害。

2.3 荷載裂縫

荷載裂縫被分為應(yīng)力裂縫和次應(yīng)力裂縫，其主要是在外荷載作用下引起的直接應(yīng)力裂縫，由于計(jì)算不到位，計(jì)算模型中預(yù)計(jì)機(jī)構(gòu)受力與實(shí)際受力不相同，進(jìn)而造成斷面不足、圖紙錯(cuò)誤等現(xiàn)象。其次，是由不合理施工，如不了解預(yù)制結(jié)構(gòu)特點(diǎn)，隨意使用起吊安裝等原因誘發(fā)。再次，是由使用期間超負(fù)荷運(yùn)轉(zhuǎn)，加之自然災(zāi)害、外力撞擊等多重因素誘發(fā)。

3 高速公路橋梁養(yǎng)護(hù)措施

3.1 橋面混凝土養(yǎng)護(hù)措施

第一，預(yù)防措施。為有效預(yù)防橋面混凝土破壞，相關(guān)單位要合理細(xì)致地安排橋面鋪裝工作。首先，在鋪裝瀝青混凝土前要使用專用工具如鐵刷等對(duì)橋面塵土、雜物做好清除工作。其次，對(duì)混合料原材料要嚴(yán)格把控，通過(guò)合理選擇碾壓時(shí)溫度、機(jī)械等，以確保瀝青混凝土得到有效壓實(shí)，將透水程度控制在合理范圍內(nèi)。還需要對(duì)混凝土坍落度嚴(yán)格控制，以此保障混凝土持續(xù)保持較高強(qiáng)度。

第二，養(yǎng)護(hù)措施。目前常見(jiàn)的養(yǎng)護(hù)加固方案有局部修補(bǔ)、重新澆筑等相關(guān)方案。局部修補(bǔ)是指銑刨橋面破損瀝青鋪裝層，輔以鑿毛、銹蝕鋼筋除銹等工序，并鋪筑新鋪裝層，以此保證鋪設(shè)厚度、重量等來(lái)滿足橋梁的設(shè)計(jì)荷載。針對(duì)橋面板損壞程度過(guò)大、坑槽范圍廣、數(shù)量多等嚴(yán)重隱患的橋面要采取重新澆筑方案，重新澆筑時(shí)要采取拆除原鋪裝層、表面精細(xì)處理、錨入短鋼筋等流程，同時(shí)可通過(guò)鋪設(shè)一二層鋼筋網(wǎng)來(lái)加固橋面安全性，最后澆筑整體化混凝土【2】。

3.2 針對(duì)橋梁體及相關(guān)構(gòu)件的養(yǎng)護(hù)措施

為有效解決橋梁體裂縫病害，尤其是生長(zhǎng)線型裂縫，應(yīng)加強(qiáng)對(duì)橋梁體、橋梁相關(guān)構(gòu)件的有效養(yǎng)護(hù)。要做到：

第一，橋梁體裂縫的養(yǎng)護(hù)。可采取表面涂抹的方法應(yīng)對(duì)荷載和溫度等外因誘發(fā)的橋梁裂縫病害，對(duì)漿材難以灌入的細(xì)而淺的裂縫，或未深入鋼筋表面的細(xì)微裂縫，不漏水的裂縫，無(wú)變形、固定的裂縫等采取封縫方案。用表面貼膜法處理嚴(yán)重程度滲漏裂縫如變形縫等，對(duì)寬度大但深度淺的輕微程度裂縫可直接填塞。同時(shí)，也可使用壓力灌漿法處理裂縫數(shù)量大且范圍廣、內(nèi)部結(jié)構(gòu)空隙深及內(nèi)部的橋梁裂縫等病害。致力于做到根據(jù)不同種類的橋梁體裂縫，有效選取不同種類的維修加固方案【3】。

第二，相關(guān)橋梁構(gòu)件的養(yǎng)護(hù)。頂升更換剪切變形、脫空、老化開(kāi)裂的支座，更換中要注意工序先用專用樹(shù)脂砂漿找平，再安裝新支座。同時(shí)，要根據(jù)橋梁結(jié)構(gòu)的不同采取不同的更換方式。采用鋼筋混凝土套箍法、擴(kuò)大基礎(chǔ)法以及人工地基法等方法加固墩臺(tái)基礎(chǔ)。根據(jù)不同伸縮縫的種類制定不同的保養(yǎng)方案。若已經(jīng)變形，則需要將部分螺絲及時(shí)拆下來(lái)，并應(yīng)用焊接的方式進(jìn)行維修加固，若膠伸縮縫老化或是脫落，則需要拆除或是更換。

3.3 針對(duì)應(yīng)力荷載裂縫的養(yǎng)護(hù)措施

荷載裂縫不僅影響道路交通運(yùn)輸安全，還對(duì)橋梁的耐久性等產(chǎn)生致命的傷害，因此，相關(guān)單位以及養(yǎng)護(hù)部門要高度重視，并根據(jù)不同的荷載裂縫種類，選擇不同的養(yǎng)護(hù)方案。在結(jié)構(gòu)性病害層面，可使用粘貼鋼板、張拉預(yù)應(yīng)力鋼束、原結(jié)構(gòu)補(bǔ)強(qiáng)等措施，對(duì)原始結(jié)構(gòu)受力裂縫及原結(jié)構(gòu)經(jīng)荷載試驗(yàn)確認(rèn)承載能力不足或不能滿足原設(shè)計(jì)荷載正常使用要求等現(xiàn)象予以有效解決。由主梁承載力不足引起的荷載裂縫、主筋銹蝕等問(wèn)題，可將黏結(jié)劑或錨栓鋼板運(yùn)用于結(jié)構(gòu)受拉邊緣以及薄弱部位，使其形成結(jié)構(gòu)整體，實(shí)現(xiàn)病害的有效解決，以此不斷提高橋梁的設(shè)計(jì)使用荷載。這種方法還能夠做到在一定程度上對(duì)原結(jié)構(gòu)的應(yīng)力狀態(tài)有所改善，主梁的抗裂性能因此得到有效提高。

4 結(jié)語(yǔ)

綜上所述，高速公路橋梁病害不僅對(duì)橋梁的耐久性與正常使用造成影響，還極大地危害了道路交通運(yùn)輸安全。因此，相關(guān)單位部門應(yīng)重視橋梁病害的預(yù)防與養(yǎng)護(hù)加固，保證高速公路能夠滿足日益加劇的道路交通運(yùn)輸要求。