高架橋梁病害的類型及其養(yǎng)護(hù)方法

趙紅

摘? 要：在社會(huì)經(jīng)濟(jì)高速發(fā)展的大背景下，我國(guó)城市化進(jìn)程的步伐也在不斷加快，高架橋梁作為城市發(fā)展的基礎(chǔ)設(shè)施，其建設(shè)與發(fā)展受到國(guó)家政府的高度重視以及社會(huì)的廣泛關(guān)注。而在高架橋梁的實(shí)際使用過(guò)程中由于受到設(shè)計(jì)、施工、環(huán)境等諸多因素的影響，出現(xiàn)諸多病害類型，直接影響高架橋梁的安全穩(wěn)定運(yùn)行。因此，需要對(duì)高架橋梁的病害進(jìn)行有針對(duì)性地檢查并采取綜合性的養(yǎng)護(hù)方法，使得高架橋梁的質(zhì)量得到全面提高。

關(guān)鍵詞：高架橋梁;病害類型;養(yǎng)護(hù)方法

中圖分類號(hào)：U445.7? ? ? ? 文獻(xiàn)標(biāo)志碼：A? ? ? ? ?文章編號(hào)：2095-2945（2020）08-0129-02

Abstract： In the context of the rapid development of social economy， the pace of urbanization in China is also accelerating. As the infrastructure of urban development， the construction and development of viaduct is highly valued by the national government and widely concerned by the society. In the actual use of the viaduct， due to the design， construction， environment and many other factors， there are many types of diseases， which directly affect the safe and stable operation of the viaduct. Therefore， it is necessary to check the diseases of viaducts and take comprehensive maintenance methods to improve the quality of viaducts in an all-round way.

Keywords： viaduct; disease type; maintenance method

隨著城市化建設(shè)加快，對(duì)各項(xiàng)基礎(chǔ)設(shè)施提出更高要求，交通運(yùn)輸事業(yè)的壓力隨之不斷加大，加之城市樓房的建設(shè)程度日益密集，為讓城市交通擁堵問(wèn)題得到有效緩解，高架橋梁建設(shè)成為各大城市建設(shè)的選擇，高架橋梁能夠?qū)崿F(xiàn)避免與鐵路及公路的平面交叉問(wèn)題出現(xiàn)，在減少與城市道路占地面積的同時(shí)提高交通運(yùn)輸效率。在交通運(yùn)輸量與運(yùn)輸業(yè)高速發(fā)展，高架橋梁不斷優(yōu)化應(yīng)用的同時(shí)，我們發(fā)現(xiàn)早期建設(shè)的高架橋存在一定的病害，直接影響高架橋梁的安全性與穩(wěn)定性，直接導(dǎo)致高架橋梁的使用壽命減短。為能夠讓高架橋梁的運(yùn)行保持安全穩(wěn)定，應(yīng)深入探討分析其病害類型，并探索行之有效的養(yǎng)護(hù)方法。

1 高架橋梁常見(jiàn)的病害類型分析

1.1 梁體裂紋

高架橋梁的橋梁結(jié)構(gòu)有較多部位容易出現(xiàn)裂縫，包括有主梁腹板、翼板、底板、梁帽等不同的位置。而導(dǎo)致這些部位產(chǎn)生裂縫的因素較多，但大部分都由于綜合因素所致。在主梁腹板中，由于其厚度較厚，在進(jìn)行混凝土施工過(guò)程中容易由于內(nèi)外部溫差較大而產(chǎn)生溫差裂縫，究其原因是由于多種施工因素所致：一是使用的混凝土材料質(zhì)量較差，當(dāng)混凝土水灰越大，其干縮性就會(huì)越大，使得混凝土表面容易由于收縮產(chǎn)生裂縫。同時(shí)由于現(xiàn)澆預(yù)應(yīng)力箱梁混凝土屬于高標(biāo)號(hào)，粘稠度強(qiáng)，大大增加混凝土表面收光壓實(shí)工作的難度，特別是在高溫季節(jié)或地區(qū)施工時(shí)，梁體表面的水分極易蒸發(fā)，若不進(jìn)行有效養(yǎng)護(hù)，收縮裂縫極易產(chǎn)生。二是支架出現(xiàn)不均勻沉降問(wèn)題，在實(shí)際的現(xiàn)澆梁施工過(guò)程中，施工人員往往采用滿堂支架法的施工方法，決定了支架選擇的地理范圍直接影響地基的建造情況，當(dāng)支架范圍中的各個(gè)地基出現(xiàn)較大的承載力偏差，就會(huì)直接產(chǎn)生支架不均勻沉降問(wèn)題，使得混凝土澆筑直接出現(xiàn)應(yīng)力裂縫現(xiàn)象。三是混凝土養(yǎng)護(hù)時(shí)間不足，受到工期影響，導(dǎo)致橋梁在預(yù)制流程過(guò)早地拆模，沒(méi)有給予足夠的混凝土養(yǎng)護(hù)時(shí)間，極易產(chǎn)生收縮性裂縫。特別在受外部約束力較大的梁體中，出現(xiàn)裂縫的情況更多。四是受實(shí)際高架橋梁架設(shè)的地理位置限制，部分的橋梁位置需要設(shè)計(jì)為灣橋，同時(shí)為滿足橋梁使用過(guò)程中會(huì)產(chǎn)生扭力與橫向推力，選擇采用連續(xù)鋼構(gòu)或多跨鋼構(gòu)體，使得墩梁固結(jié)橋墩的高度相應(yīng)降低，當(dāng)發(fā)生外部溫度變化時(shí)，橋墩能夠允許墩頂發(fā)生水平位移的范圍就不多，使得靠近橋面部分的剛性結(jié)構(gòu)體很容易因?yàn)槿照諟囟扔绊懚霈F(xiàn)膨脹性開(kāi)裂。

1.2 箱梁積水

箱梁積水病害主要是由于梁體出現(xiàn)裂紋而導(dǎo)致內(nèi)部結(jié)構(gòu)滲水，同時(shí)在裂紋地方出現(xiàn)結(jié)晶鹽，導(dǎo)致整個(gè)高架橋梁的結(jié)構(gòu)強(qiáng)度大大降低。出現(xiàn)這個(gè)病害的原因?yàn)樵诟呒軜蛄旱谋倔w設(shè)計(jì)時(shí)，在頂板鋼筋保護(hù)層位置設(shè)計(jì)厚度比較薄弱，在橋梁施工過(guò)程中，薄弱的頂板鋼筋會(huì)因外力影響而產(chǎn)生偏移，出現(xiàn)梁體裂紋，加上設(shè)計(jì)階段對(duì)防水功能的考慮不周，很容易產(chǎn)生積水并流入箱梁內(nèi)部，倘若箱梁積水位置排氣水孔缺乏，將導(dǎo)致箱梁內(nèi)部的積水量急劇增加，從而加重橋梁的恒載荷，對(duì)高架橋梁的安全性產(chǎn)生極大的不利影響。與此同時(shí)，內(nèi)部積水還會(huì)滲透進(jìn)混凝土的孔隙，直入底板，從而與混凝土發(fā)生作用并產(chǎn)生結(jié)晶，有的會(huì)致使混凝土產(chǎn)生內(nèi)應(yīng)力，有的直接引發(fā)內(nèi)部鋼筋發(fā)生腐蝕膨脹，進(jìn)一步使得橋梁的混凝土出現(xiàn)開(kāi)裂、松散、強(qiáng)度降低，改變彈性模量、降低了主筋強(qiáng)度，形成了一種惡性循環(huán)，對(duì)橋梁的使用產(chǎn)生極大的安全隱患。

1.3 橋梁支座問(wèn)題

高架橋梁在實(shí)際的建造過(guò)程中通常采用盤(pán)式支座與板式橡膠支座兩種，在日常養(yǎng)護(hù)中會(huì)出現(xiàn)多種不同的病害類型，其中最為常見(jiàn)的是剪切變形病害。究其產(chǎn)生原因也是由于多種因素引起的，包括有混凝土收縮、徐變、溫差等，還有就是支架的強(qiáng)度、橡膠的厚度與粘結(jié)性能、加勁鋼板的質(zhì)量等，以上因素的不達(dá)標(biāo)就極易造成橋梁沿縱向產(chǎn)生剪切變形現(xiàn)象。其次，支座開(kāi)裂老化也是一種較為常見(jiàn)的病害類型，其造成原因有幾點(diǎn)：一是高架橋梁在支座建造時(shí)采用質(zhì)量較差的材料;二是支座開(kāi)裂的地方出現(xiàn)滲水的現(xiàn)象;三是橋梁的上部結(jié)構(gòu)受到不均勻的承壓，有的局部受力太過(guò)，大大加快了支座的老化開(kāi)裂。最后，支座懸空也是常見(jiàn)的病害之一。在高架橋梁建造過(guò)程中為了配合施工區(qū)域的地形、建筑以及交通，會(huì)對(duì)橋梁的形式進(jìn)行一定的設(shè)計(jì)改變，例如建成彎橋或人字形橋，為適應(yīng)使用要求，其連接的匝道也會(huì)隨著橋型而改變。當(dāng)彎橋的曲率半徑越小，其承受車(chē)輛的離心力與制動(dòng)力就會(huì)越大，使得橋梁與支座容易因?yàn)槭芰Σ痪鶆蚨鴳铱铡４送?，在建造施工過(guò)程中，因?yàn)槎枕斨ё褂玫膲|石標(biāo)高，控制不合理、梁底的墊石不夠平整以及支座鋼板出現(xiàn)承壓變形，都容易導(dǎo)致橋梁在振動(dòng)作用下出現(xiàn)偏移以及支座出現(xiàn)懸空。

1.4 橋墩不均勻沉降

由于高架橋梁的建設(shè)施工大多在復(fù)雜的地形環(huán)境中，其涉及的地面工程、地下工程施工直接影響橋梁的基礎(chǔ)，包括在施工階段、使用階段，都會(huì)在一定程度上對(duì)地基的穩(wěn)定產(chǎn)生影響，擾動(dòng)高架橋梁的基礎(chǔ)。同時(shí)，對(duì)于不斷改變的下水位以及不斷降低的土層承載能力，都會(huì)很容易造成橋梁的基礎(chǔ)發(fā)生沉降。除此之外，倘若在橋梁的施工過(guò)程中就遇到突發(fā)的塌方、流沙、涌水等狀況，直接就會(huì)導(dǎo)致橋墩大幅度的沉降，嚴(yán)重的甚至?xí)霈F(xiàn)倒塌現(xiàn)象。橋墩作為連續(xù)橋梁、連續(xù)鋼橋、拱橋等類型的高架橋梁的重要支撐結(jié)構(gòu)，如果出現(xiàn)不均勻沉降導(dǎo)致失穩(wěn)問(wèn)題，將直接影響高架橋梁的使用安全。

2 高架橋梁病害的養(yǎng)護(hù)方法

高架橋梁承載著龐大的交通運(yùn)輸量，其使用過(guò)程中的病害預(yù)防與養(yǎng)護(hù)直接影響橋梁的使用壽命以及安全穩(wěn)定。所以，應(yīng)從多方面對(duì)高架橋梁進(jìn)行養(yǎng)護(hù)，避免病害發(fā)生。

2.1 設(shè)計(jì)階段的預(yù)防性養(yǎng)護(hù)措施

一是預(yù)防積水病害。結(jié)合高架橋梁中容易出現(xiàn)的積水病害，應(yīng)在設(shè)計(jì)環(huán)節(jié)有針對(duì)性地增加橋面排水井設(shè)計(jì)，特別是特大的高架橋梁，應(yīng)設(shè)在立面曲線較平直和峰谷段;其次，大橋橋面應(yīng)適當(dāng)加大橫坡，使得橋梁的排水能力大大提升，減少橋面的積水;此外，還應(yīng)加強(qiáng)橋梁結(jié)構(gòu)的防水設(shè)計(jì)，形成有效的排水與防水相結(jié)合的放積水結(jié)構(gòu);最后，對(duì)于橋梁上部結(jié)構(gòu)的設(shè)計(jì)中，應(yīng)注意對(duì)有空心結(jié)構(gòu)的底板加入透氣與排水孔設(shè)置，避免內(nèi)部積水現(xiàn)象發(fā)生。

二是強(qiáng)化橋梁承載能力。對(duì)于常見(jiàn)的彎橋、人字形橋的設(shè)計(jì)安排中要特別考慮其承載能力，除了基本可變載荷以外，應(yīng)充分考慮溫度與載荷的影響，同時(shí)綜合考慮由于溫度、日照、車(chē)流量的變化，選擇科學(xué)合理而且有針對(duì)性的組合進(jìn)行設(shè)計(jì)，使得橋梁的承載能力有足夠的安全儲(chǔ)備，避免不必要的裂縫產(chǎn)生。

2.2 及時(shí)發(fā)現(xiàn)并處理的養(yǎng)護(hù)方法

2.2.1 梁體裂縫養(yǎng)護(hù)

梁體裂縫是最為常見(jiàn)的病害，應(yīng)及時(shí)發(fā)現(xiàn)并進(jìn)行有效處理。首先需要準(zhǔn)確測(cè)量混凝土表面裂縫的實(shí)際深度與寬度情況，才能選擇科學(xué)合理的養(yǎng)護(hù)方法。主要的養(yǎng)護(hù)方法有兩種：

一是封閉法。對(duì)于較小的裂縫，可以采用在混凝土表面涂刷水薄膜層的方法進(jìn)行裂縫封閉。首先，施工人員應(yīng)使用鋼絲刷，對(duì)裂縫表面進(jìn)行刷毛與清理處理，使得裂縫表面保持干凈清潔無(wú)異物;其次，準(zhǔn)備比例恰當(dāng)?shù)幕旌檄h(huán)氧膠液;最后，施工人員需要仔細(xì)地將混合膠液涂抹在裂縫部位，確保滲透到裂縫中并實(shí)現(xiàn)完全封閉。

二是注漿法。注漿法主要適用于橋梁混凝土結(jié)構(gòu)部分產(chǎn)生裂縫修理，這種裂縫養(yǎng)護(hù)方法不僅能夠有效恢復(fù)混凝土結(jié)構(gòu)的整體性，還能夠使得混凝土結(jié)構(gòu)的耐用性得到保證，使得裂縫修補(bǔ)質(zhì)量更高，所以是目前比較常用的裂縫養(yǎng)護(hù)方法。主要的實(shí)施方法是準(zhǔn)備合適的樹(shù)脂類漿液或水泥類漿液，通過(guò)外界的壓力作用，將其灌注到混凝土裂縫中，讓漿液歷經(jīng)一段時(shí)間后逐漸硬化，實(shí)現(xiàn)裂縫封閉效果。

2.2.2 橋梁支座養(yǎng)護(hù)

橋梁支座養(yǎng)護(hù)工作核心在于防治，因此日常的支座養(yǎng)護(hù)工作需要密切關(guān)注與高度重視。為提高其養(yǎng)護(hù)工作的質(zhì)量與效率，首先，應(yīng)提高養(yǎng)護(hù)工作人員的專業(yè)技術(shù)水平以及綜合素質(zhì)培養(yǎng)，使其能夠更好的完成支座日常清潔與處理，確保支座長(zhǎng)期保持清潔干凈。其次，應(yīng)安排養(yǎng)護(hù)人員對(duì)橋梁滾動(dòng)支座表面進(jìn)行定期的潤(rùn)滑油涂抹工作，使其長(zhǎng)期保持潤(rùn)滑效果，同樣要注意在涂抹潤(rùn)滑油前先對(duì)滾動(dòng)支座進(jìn)行表面清潔，確保干凈無(wú)雜物。

3 結(jié)束語(yǔ)

綜上所述，高架橋梁在日常的使用過(guò)程中會(huì)出現(xiàn)一定的病害，雖在初期可能對(duì)橋梁影響不大，但隨著時(shí)間推移，危害將逐漸擴(kuò)大，甚至產(chǎn)生衍生病害，直接危害整個(gè)橋梁的安全穩(wěn)定與使用壽命，需要采取科學(xué)有效的養(yǎng)護(hù)方法，從設(shè)計(jì)到修護(hù)到管理等環(huán)節(jié)共同努力，對(duì)病害進(jìn)行控制與處理，最大限度地保障高架橋梁使用安全。

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