公路橋梁常見病害治理及技術狀況評定

張 寧

（甘肅省定西公路事業(yè)發(fā)展中心渭源公路段，甘肅 定西 748200）

1 公路橋梁病害的主要成因

公路橋梁投入使用后，由于各種因素的影響，最終會導致橋梁產(chǎn)生一些病害。這些病害都將影響其使用功能，造成嚴重交通事故，嚴重時甚至發(fā)生坍塌事故。為保護人民生命財產(chǎn)安全，大量從業(yè)者都對橋梁病害產(chǎn)生的成因、處理措施、預防措施等進行了細致的研究?？偟膩碚f，產(chǎn)生橋梁病害的原因主要有如下幾類。

1.1 結構缺陷

這是橋梁病害的主要原因之一。造成橋梁結構缺陷的因素有很多，既有設計方面的，也有施工方面的。在橋梁工程設計時，往往都會按照相關設計規(guī)范，并經(jīng)過一系列復雜的結構計算，同時考慮富余一部分安全系數(shù)，最終進行施工圖設計。如果在橋梁結構受力計算的時候取值錯誤或者安全系數(shù)不足又或者選用規(guī)范錯誤，都可能導致橋梁存在結構缺陷；施工方面是使橋梁存在結構缺陷最主要的因素，在橋梁施工時，有多種原因可能導致橋梁結構出現(xiàn)缺陷。首先是原材料，如果使用了不合格的原材料，如鋼筋、水泥、鋼絞線等，則可能導致結構缺陷的產(chǎn)生；其次是施工過程，如果未按相關規(guī)范要求施工，如預應力結構張拉時張拉力不足或者壓漿不飽滿或者鋼絞線斷絲滑絲數(shù)超過規(guī)定等[1]。

1.2 超載現(xiàn)象嚴重

由于過分追求利益，貨物運輸往往都存在很嚴重的超載現(xiàn)象，已大大超出設計時已充分考慮的安全系數(shù)，由于超載引發(fā)的橋梁坍塌等事故已多次見諸報端，由此可見，超載也是橋梁產(chǎn)生相關病害的重要原因之一。公路橋梁長時間在超負荷的荷載作用下，可能出現(xiàn)一些不可逆的損傷，從而導致橋梁產(chǎn)生相關病害。

1.3 不可抗力

這種因素對于公路橋梁來說往往是致命的。突發(fā)的地震、洪水、泥石流、臺風等都會對橋梁帶來巨大的傷害，甚至導致橋梁坍塌。因此，自然災害過后一定要對橋梁進行檢查，如有必要，應對其進行全面評估。經(jīng)評估后，應按相關要求進行加固補強，以確保橋梁能正常使用，防止發(fā)生事故。

1.4 環(huán)境因素

環(huán)境因素主要體現(xiàn)在雨水、冰凍、強風等環(huán)境因素對橋梁造成的損傷，并造成一些列的病害。如鋼筋銹蝕、混凝土碳化、混凝土開裂、凍融破壞、氯離子滲透等。環(huán)境因素對橋梁造成的損傷，往往不是單一的，而是多種因素共同作用的結果。如混凝土開裂后，如果裂縫穿過混凝土保護層，則會造成鋼筋銹蝕，如果環(huán)境中氯離子含量較高，則會加速鋼筋銹蝕的產(chǎn)生。一旦這些損傷積累到一定程度[2]，則會對橋梁造成致命的傷害。

1.5 養(yǎng)護不足

這主要體現(xiàn)在兩方面：一是橋梁管養(yǎng)單位對橋梁養(yǎng)護認識不到位或技術力量欠缺或資金不足。如根據(jù)技術狀況評定，橋梁應進行大修，為節(jié)省資金，僅進行了日常養(yǎng)護；又比如，本該30 d 檢查一次的橋梁，因為技術力量不足，改為60 d 檢查一次。二是橋梁養(yǎng)護施工單位對橋梁養(yǎng)護不徹底或質(zhì)量不能滿足相關要求。如施工單位使用不合格材料以次充好；又比如養(yǎng)護時間不足，本應養(yǎng)護7 d 的僅養(yǎng)護4 d 等。這些原因都會導致橋梁加速老化，縮短了其壽命，最終導致橋梁病害不斷出現(xiàn)。

2 公路橋梁常見病害及處理措施

2.1 裂縫

以箱梁裂縫為例，闡述橋梁裂縫處理措施。根據(jù)裂縫寬度的不同，一般有兩種處理方法。當裂縫寬度小于0.15 mm 時，對裂縫進行封閉處理即可；當裂縫寬度大于或等于0.15 mm 時，應進行灌漿處理。灌漿施工工藝：檢查并標記裂縫→裂縫表面清理→壓漿嘴預埋→裂縫封閉→制備漿液→灌漿→養(yǎng)護至固化→裂縫封閉。第一，應檢查裂縫的寬度及數(shù)量，并在箱梁裂縫處用記號筆進行標記；第二，對裂縫進行表面清理，主要是采用工具將裂縫表面的浮漿及雜物清理干凈；第三，沿著裂縫的走向，選擇預埋壓漿嘴的位置，其間距宜控制在400～600 mm，然后預埋壓漿嘴。值得注意的是必須要有灌漿孔以及排氣孔，否則難以灌漿；第四，制備漿液并灌漿。當最后一個排氣孔排出與灌注漿液相同稠度的漿液時，再穩(wěn)壓2～3 min 即可停止灌漿；第五，養(yǎng)護至漿液固化后，封閉整條裂縫。某箱梁腹板裂縫見圖1。

圖1 某箱梁腹板裂縫

2.2 漏筋、鋼筋銹蝕

漏筋、鋼筋銹蝕主要原因是局部混凝土剝落，從而使鋼筋直接暴露于環(huán)境中，長時間受到水的侵害，最終導致鋼筋銹蝕。對于這類問題的處理，首先應檢查鋼筋銹蝕是否嚴重。若不嚴重，可直接在外露鋼筋涂刷阻銹劑，并用高強度水泥砂漿抹平，其厚度應不小于原設計保護層厚度；若銹蝕嚴重，則首先要鑿開銹蝕部分的混凝土，直至露出新鮮的混凝土面，然后再對已銹蝕的鋼筋進行除銹處理，確保其表面沒有銹蝕后再對其涂刷阻銹劑，一般至少應涂刷2 遍，對鑿開的混凝土進行清理，清除松散部分后安裝鍍鋅鋼絲網(wǎng)，網(wǎng)孔尺寸不宜過大。最后再用高強度水泥砂漿抹平。

2.3 支座脫空、剪切破壞

橋梁在使用過程中，支座脫空及剪切破壞是非常常見的。造成這種病害的原因有很多，如支座安裝質(zhì)量較差、墊石不平整、局部應力過大等。因此處理措施一般為更換支座。無論是采用的哪種支座更換的施工方法，都離不開“頂升”和“落梁”這兩施工步驟。目前主流的支座更換工程均是要求不封閉交通的，故對頂升、落梁的精度要求極為嚴格。頂升的速度應緩慢平穩(wěn)，不得大于1 mm/3 min，同一墩臺的橫向頂升位移偏差不得大于0.1 mm，相鄰墩臺間的頂升位移偏差不得大于3 mm。

2.4 伸縮縫治理

公路橋梁在使用一段時間后，隨著雜物填塞或材料老化，往往使伸縮縫難以正常工作，進而危及橋梁使用安全。對于這類病害，可采取如下措施：嵌入縫中固化形成具有耐老化、穩(wěn)定性高的彈性體，能夠快速適應接縫的往復伸縮和剪切變形，具有塑性變形小而自身不被破壞的性能，與型鋼及水泥混凝土粘結力強，韌性持久。該工藝施工工藝簡便、技術要點易掌握，可操作性強，后期維護成本低，封閉交通時間短，一般2 h 左右，即可開放交通。施工工藝：除銹清理→除塵→局部處理→填充泡沫條→灌膠→開放交通。灌膠完成后，立即清洗施工器具，運走施工雜物。常規(guī)情況注膠2 h 后，膠體表干后即可開放交通，特殊情況如伸縮縫較寬較深、溫度較低等情況下，開放交通時間會相對延長。

3 公路橋梁的檢查與技術狀況評定

3.1 公路橋梁檢查

橋梁的檢查，一般可分為經(jīng)常性檢查、定期檢查及特殊檢查三種形式。其中經(jīng)常性檢查的檢查頻率一般較高，以目測為主，主要檢查橋梁的外觀、排水、伸縮縫工作情況、有無明顯缺陷等，主要目的是排查橋梁結構是否有受損，有無車、船撞擊，墩臺或基礎有無明顯受損，交通安全設施、標志等是否完好等，是一種比較基礎性的檢查。定期檢查則是對橋梁的主體結構及其附屬部件的一種全面性檢查。一般新通車運營的橋梁使用滿1 年后就必須進行一次定期檢查，后續(xù)使用過程中至少每3 年需進行一次定期檢查，或者在經(jīng)常性檢查中發(fā)現(xiàn)存在較大問題的橋梁也應立即安排一次定期檢查。其主要目的是通過對橋梁系統(tǒng)、全面檢查，發(fā)現(xiàn)存在影響其使用的安全隱患，對橋梁技術狀況進行全面評定，為橋梁維修、保養(yǎng)提供依據(jù)，并納入年度養(yǎng)護計劃。定期檢查主要采用裂縫寬度及深度儀、橋梁檢測車等相關儀器對橋梁進行全面“體檢”[3]。特殊檢查主要是在特殊情況下的檢查：一是當橋梁遇到洪水、地震、泥石流、臺風或者車輛及船只撞擊等自然災害時，為查明橋梁受損狀況，是否應采取應急措施的一種檢查；二是當經(jīng)常性檢查或定期檢查中，發(fā)現(xiàn)橋梁受損已達到一定程度，為進一步確定受損的原因及程度，開展有針對性的檢查。特殊檢查的主要形式為現(xiàn)場試驗，通過對橋梁現(xiàn)狀進行驗算與分析，確定采取何種措施應對的主要手段，如有必要，應立即關閉橋梁交通。特殊檢查流程圖見圖2。

圖2 橋梁特殊檢查流程圖

3.2 公路橋梁技術狀況評定

涉及到橋梁技術狀況評定主要在定期檢查中。分別對橋梁上部結構、下部結構及橋面系進行技術狀況評定，其評定流程見圖3。橋梁經(jīng)技術狀況評定后，分為5 級[4]，分級表見表1。

圖3 橋梁技術狀況評定流程圖

表1 橋梁技術狀況評定分級表

橋梁總體技術狀況評分，可按下式計算：

式中，Dr代表橋梁總體技術狀況評分，取值范圍為[0,100]；BDCI、SPCI、SBCI 分別代表橋面系、橋梁上部結構、橋梁下部結構的技術狀況評分，取值范圍均為[0,100]；Wd、Wsp、Wsb分別代表橋面系、橋梁上部結構、橋梁下部結構在全橋中的權值，分別取0.2,0.4,0.4[5]。

通過（1）式能對全橋進行整體評定，根據(jù)評定結果，可將橋梁分為5 類。其分類界限見表2。

表2 橋梁技術狀況分界表

4 結論

橋梁日常養(yǎng)護是一項重要且繁瑣的工作，通過對上述幾種常見橋梁病害的分析與治理，可以使廣大橋梁養(yǎng)護工者對橋梁養(yǎng)護工作有一定的認識，然而橋梁

根據(jù)橋梁技術狀況評定，可分別對不同類型技術狀況的橋梁進行分級管理，有針對性的對橋梁結構進行養(yǎng)護、維修，從而達到橋梁結構使用安全的目的。檢查及評定，則是橋梁進行病害治理的基礎工作之一。當我們充分掌握了這些技能后，才能更好的為廣大人民群眾提供安全、高效的出行條件，才能為社會貢獻出自己的一份力量。