橋梁工程病害成因分析及處治對策

邢乾

（煙臺公路工程質(zhì)量監(jiān)測中心，山東 煙臺 264003）

0 引言

隨著我國城市化建設工作的飛速開展，城市的交通壓力持續(xù)加大，城市橋梁超負荷運行問題比較普遍，這對市政橋梁工程質(zhì)量安全所提出的要求更加嚴格。對于基礎設施建設工作而言，其包含諸多的構(gòu)成部分，橋梁工程屬于其中的構(gòu)成內(nèi)容之一，居于關(guān)鍵性的地位。在進行橋梁工程施工時，受到施工技術(shù)、工程管理、施工材料等多方面因素的影響，容易導致多樣化病害，對橋梁工程的運用情況造成不利影響。所以，關(guān)于橋梁工程病害成因方面，應當認真開展有關(guān)的研究與分析活動，并制定有關(guān)的處理對策，以此來保障橋梁工程基礎設施建設的安全。

1 橋梁工程常見病害類型及檢測內(nèi)容

在橋梁工程中，最常見的病害類型包括兩種，即功能性病害與結(jié)構(gòu)性病害。在橋梁工程設計工作過程中，其存在的部分缺陷與不足之處容易引發(fā)功能性病害。因為施工外部條件與環(huán)境處于變化之中，這樣就會影響設計與施工外因的一致性，因此，所產(chǎn)生病害類型的差異比較突出。一般來說，橋梁工程中凸起、裂縫、橋梁坑陷等屬于普遍的病害類型。在結(jié)構(gòu)性病害中，其查找工作所存在的難度系數(shù)非常高。結(jié)構(gòu)性病害指的是破壞橋梁工程整體組織后的缺陷，在結(jié)構(gòu)性病害生成的初期階段通常不會引發(fā)大型質(zhì)量問題，倘若橋梁超出部分負荷，亦或是結(jié)構(gòu)性病害發(fā)展到一定程度時，則會改變橋梁的結(jié)構(gòu)，明顯減少橋梁的荷載能力，并對橋梁工程的運用情況造成影響，情況嚴重的，還會引發(fā)大型安全事故[1]。

在進行橋梁病害檢測工作的過程中，主要包含橋面性能檢測、橋梁表觀缺陷、橋梁結(jié)構(gòu)體系與橋梁基礎4 個方面的檢測內(nèi)容。其具體內(nèi)容如下。

1.1 橋面性能檢測

在橋梁工程中，橋面的性能包括6 個方面，橋面縱坡、橋面橫坡、橋面平整度、橋面磨耗、鋼筋保護層的層裂、混凝土裂縫等都屬于主要性能?，F(xiàn)階段，在進行橋面檢測工作的過程中，紅外熱成像、超聲波、激光光學等屬于主要檢測技術(shù)。

1.2 橋梁表觀缺陷

當前，對于橋梁表觀缺陷的測評，大部分的檢測評估活動都是使用人工檢測評估的形式，該方法具有比較低的合理性與精確性。在檢測橋梁結(jié)構(gòu)缺陷的過程單單中，不需要檢測缺陷的大小、分布情況、具體發(fā)生方位及走向，還需要對缺陷的變化及發(fā)展內(nèi)容作出系統(tǒng)掌握。橋梁缺陷不同，其具體的性質(zhì)也就有所差別，可以以具體需求為依據(jù)，針對有關(guān)缺陷，開展有效的修復工作。

1.3 橋梁結(jié)構(gòu)體系

在橋梁結(jié)構(gòu)性能的檢測活動中，荷載試驗的應用非常普遍。以荷載的有關(guān)性質(zhì)為依據(jù)，主要可以將其分為兩種，即動載試驗與靜載試驗。動載試驗的工作原理是利用對動應變、動撓度、自振特性與動力響應的測驗活動，對橋梁的有關(guān)性能作出評估[2]。對于靜載試驗而言，其工作原理是對所選擇的截面中的應力、位移情況進行測量與確定，在此基礎上對荷載橫向分布與裂縫擴展內(nèi)容作出探究。

1.4 橋梁基礎

在檢測橋梁基礎總體性能與材料情況的過程中，相關(guān)分析工作的開展主要以變形情況為依據(jù)，這些變形情況包括觀測墩臺的沉降、傾斜、位移、裂縫等。在觀察與測量基礎沉降工作時，主要運用的就是激光系統(tǒng)與連通管水平測量裝置。對于基礎傾斜量測量數(shù)據(jù)的獲取，主要運用的是擺式、水準式傾斜儀。

2 橋梁工程的主要病害

橋梁屬于交通要道，橋梁工程建設工作，可以促進區(qū)域交通與經(jīng)濟的進步，因此應當確保其處于平穩(wěn)的運行情況之中。一旦橋梁工程出現(xiàn)病害，就會對橋梁質(zhì)量造成影響，并威脅到橋梁運行的安全。

2.1 混凝土碳化

在橋梁工程的建設工作中，混凝土屬于主要成分，倘若與二氧化碳產(chǎn)生化學反應，就會促使混凝土的堿度得到減少，從而削弱混凝土強度，導致碳化，因而很難對混凝土中的鋼筋起到良好的保護作用，一些外部水和空氣就會滲透到鋼筋之中，引發(fā)鋼筋腐蝕。盡管混凝土碳化通常很少直接破壞橋梁，但會影響混凝土中的鋼筋。在出現(xiàn)混凝土碳化之后，就會加大氫離子數(shù)量，混凝土的保護作用也會隨之降低[3]。

2.2 橋梁結(jié)構(gòu)病害

橋梁運行的起始階段一般不會表現(xiàn)出結(jié)構(gòu)病害，在歷經(jīng)長期運行活動之后，相應的問題才會不斷表現(xiàn)出來。橋梁結(jié)構(gòu)病害會不斷降低結(jié)構(gòu)荷載能力，引發(fā)內(nèi)部組織結(jié)構(gòu)主拱圈斷裂、鋪裝層斷裂等情況。因為橋梁結(jié)構(gòu)病害會對橋梁主體性能造成影響，與此同時，對施工處理技術(shù)所提出的要求比較嚴格。所以，相關(guān)部門應當提升對橋梁結(jié)構(gòu)病害的關(guān)注度。

2.3 橋頭破損

所謂的橋頭破損指的是道路與橋梁連接位置處產(chǎn)生質(zhì)量問題，這將會直接引發(fā)連接位置變形，會對橋梁的總體結(jié)構(gòu)造成影響，特別是在破損位置，通常極易產(chǎn)生跳車情況，這樣就會對橋梁工程運行的安全造成影響。關(guān)于橋頭破損的原因，大部分情況下是由于橋梁施工材料質(zhì)量問題引發(fā)的，倘若施工材料不滿足有關(guān)設計的要求與規(guī)定，那么勢必會引發(fā)橋頭施工質(zhì)量問題，在歷經(jīng)長時間的碾壓活動之后，橋頭局部位置會斷裂，致使橋頭破損情況的發(fā)生。

2.4 鋼筋銹蝕

在橋梁工程中，鋼筋混凝土結(jié)構(gòu)屬于其主體，橋梁工程的承載力主要取決于鋼筋的質(zhì)量。大自然中的水與氧氣在很大程度上影響著鋼筋的狀態(tài)，在進行橋梁工程施工時，如果施工質(zhì)量控制工作缺乏系統(tǒng)性，或者所運用的施工技術(shù)缺乏科學性，則會引發(fā)鋼筋混凝土裂縫問題。由于橋梁工程長時間處于暴露，在混凝土結(jié)構(gòu)內(nèi)會有雨水滲透進來，并與鋼筋中的金屬物質(zhì)產(chǎn)生氧化反應，引發(fā)鋼筋銹蝕。隨著時間的累積，銹蝕面積會擴大，容易導致鋼筋斷裂問題，這減少了鋼筋結(jié)構(gòu)的荷載力，導致橋梁安全隱患突出。

2.5 橋面裂縫

在橋梁工程中，橋面表面位置處裂縫的生成原因較為煩瑣，且會受橋梁所處區(qū)域溫度、濕度、地質(zhì)環(huán)境、施工材料、施工技術(shù)等多方面因素的影響。橋梁表面位置是半硬質(zhì)結(jié)構(gòu)，相較于硬質(zhì)結(jié)構(gòu)，性能具備一定的優(yōu)勢。然而，溫度容易對所利用的鋼筋混凝土結(jié)構(gòu)產(chǎn)生影響，倘若溫度過高，在經(jīng)過車輛多次碾壓活動之后，容易導致裂縫情況的出現(xiàn)，特別是在北方地區(qū)，該問題非常突出，非常容易引發(fā)橋面裂縫[5]。除此之外，車輛超載、緊急制動、混凝土質(zhì)量不合格、養(yǎng)護工作不夠科學等，都比較容易引發(fā)橋梁裂縫。

2.6 不均勻沉降

在橋梁工程中，如果沉降活動缺乏均勻性，通常會導致橋梁裂縫、結(jié)構(gòu)變形等情況的出現(xiàn)，這會明顯降低橋梁的平穩(wěn)性，并對車輛行駛安全造成影響。在結(jié)束橋梁工程的施工后，還需要開展防水處理活動，確保橋梁工程的防水能力處于優(yōu)良狀態(tài)，倘若所選擇的防水材料不夠科學，亦或是防水材料質(zhì)量不符合有關(guān)標準，就容易引發(fā)橋梁不均勻沉降情況。在開展橋梁工程施工材料選購活動的過程中，其重要的指標就是滲透性與孔隙度。在歷經(jīng)階段的運行活動之后，由于自身重量與車輛載荷情況的影響，減少了材料的空隙，降低了路堤厚度，導致沉降量不均勻。在進行路堤施工建設工作的過程中，需要高度重視質(zhì)量控制活動，如果質(zhì)量控制工作缺乏系統(tǒng)性，則會引發(fā)不均勻沉降問題，致使橋梁沉降更為明顯。

3 橋梁工程病害成因

在現(xiàn)代交通中，橋梁屬于重要內(nèi)容之一，和公路直接之間存在著十分緊密的關(guān)聯(lián)。通過橋梁工程病害成因分析可以有效延長橋梁工程的使用期限，促使橋梁質(zhì)量得到重要保證，明顯提升橋梁公路行車的安全性。為了加快推動橋梁工程的持續(xù)發(fā)展，關(guān)于橋梁工程病害成因方面，應當認真開展有關(guān)的研究與分析活動。

3.1 施工水平不高

在橋梁工程的建設中，許多因素都會引發(fā)病害。一些工程項目的施工企業(yè)為了迅速完成施工活動，往往會偷工減料，沒有依據(jù)有關(guān)要求與規(guī)定嚴格開展施工質(zhì)量管理，整套工程施工管理流程不夠系統(tǒng)，對總體的施工質(zhì)量造成了影響。一些施工管理人員缺乏橋梁工程病害風險防范思想，未嚴格依據(jù)設計圖紙來施工，個別工程項目的招、投標活動透明度不高，暗箱操作行為屢禁不止，個別招投標單位為了滿足自身的利益，會私自透露標底，中標方甚至不具備施工條件，這明顯降低了橋梁工程的質(zhì)量，容易引發(fā)橋梁工程病害。

3.2 設計結(jié)構(gòu)缺乏科學性

橋梁工程病害的產(chǎn)生，除了受施工管理活動影響之外，也受到設計工作的影響。在開展橋梁工程施工方案設計工作的過程中，工程項目結(jié)構(gòu)設計缺乏有效性，許多工程設計者在設計橋梁工程項目施工圖紙的過程中，沒有從施工總體視角進行研究，只是單純計算工程結(jié)構(gòu)強度，關(guān)于橋梁工程結(jié)構(gòu)、后期維護工作與材料的耐久性方面也沒有認真研究及分析，橋梁建成一段時間以后就會不斷表現(xiàn)出工程結(jié)構(gòu)缺乏平穩(wěn)性、路基路面沉降等許多問題[6]。

4 橋梁工程病害的處治對策

不論是廣大人民群眾的生活質(zhì)量，還是日常出行活動，都與橋梁工程質(zhì)量存在著十分緊密的聯(lián)系。相關(guān)部門應當提升對橋梁工程質(zhì)量工作的關(guān)注度，全面開展橋梁工程病因的研究活動，并在此基礎上制定相關(guān)的處理措施，不斷強化橋梁工程總體質(zhì)量，為我國交通事業(yè)的飛速發(fā)展作出重要的貢獻。

4.1 提升施工設計活動的科學性

在橋梁工程病害的處理工作中，施工設計發(fā)揮著至關(guān)重要的作用。相關(guān)部門應當提升對橋梁工程施工設計活動的關(guān)注度，全面保障設計工作的合理性與有效性。在進行橋梁工程施工設計時，應當依據(jù)橋梁工程的具體情況，科學設計施工工序，以此來促使設計活動的高效性得到保障。在進行施工材料選擇工作的過程中，應當高度重視施工材料的選購，全面開展市場調(diào)研活動，確保所選擇的集料廠家具備一定的資質(zhì)，這樣可以促使施工材料質(zhì)量得到提升。企業(yè)還可以固定選擇優(yōu)秀的集料廠，這樣能夠提升材料供應的充足性，為施工活動的順利開展提供重要的保障，確保施工活動在規(guī)定時間內(nèi)完成。關(guān)于材料級配工作方面，還需要認真開展控制活動，確保其處于相關(guān)的范疇之中，有效防范與級配中線相偏離問題的出現(xiàn)，所選用的施工材料應當與有關(guān)規(guī)范和標準的規(guī)定相符合，從根源上保障橋梁工程質(zhì)量。

4.2 強化橋梁工程養(yǎng)護工作

在橋梁工程養(yǎng)護工作中，主要利用日常的檢查、評估與維修活動，確保橋梁工程處于有效工作狀態(tài)。以不同的情況為依據(jù)，主要可以將橋梁工程的檢查活動劃分為定期檢查、經(jīng)常性檢查以及特殊檢查三個級別。在開展橋梁工程檢查工作的過程中，應當認真檢查橋梁基本受力構(gòu)件，對其具體情況作出進一步確定，確認其是否存有缺陷。在完成基本受力構(gòu)件的檢查之后，也要關(guān)注受力構(gòu)件橫向關(guān)聯(lián)、幾何縱向軸線與支座方面，還需要認真開展相關(guān)的檢查活動。之后，還應當認真檢查橋梁基礎與墩臺。為了提升檢查工作的有效性與系統(tǒng)性，相關(guān)部門還應當依據(jù)具體情況，出臺養(yǎng)護管理制度與養(yǎng)護規(guī)劃，并不斷完善，確保所有檢查工作都能夠依據(jù)有關(guān)計劃來進行。在進行有關(guān)工作時，還需要對所有問題作出考量，不斷提升施工的安全性。

4.3 注重超重運輸治理

為了提升橋梁工程的安全性，延長其使用壽命，交管部門應當嚴禁超載車輛上橋，并出臺有關(guān)的措施，對橋梁中車輛重量作出明確規(guī)定，對于超載車輛，一經(jīng)發(fā)現(xiàn)，應當依據(jù)有關(guān)規(guī)章制度，對其予以嚴肅處理，不斷強化處罰力度。還可以進一步強化橋梁檢測活動，如果發(fā)現(xiàn)安全隱患或異常情況，應當迅速上報至有關(guān)部門，并迅速開展車輛限制或封閉交通，在第一時間開展加固處理工作。對于無法處理的問題，可以實施交通管制，并對限載條件作出提升，這樣可以在很大程度上確保橋梁工程的安全性，有效防范安全事故的發(fā)生。

5 結(jié)語

通過橋梁工程建設，可以對我國緊張的交通壓力起到良好的緩解作用。在開展橋梁工程運用時，通過科學的維護與保養(yǎng)，能夠促使橋梁工程的使用時間得到延長。針對橋梁工程的病害，利用有關(guān)的處理措施，可以有效推動橋梁工程建設與運用工作的開展，并不斷強化橋梁工程維護工作的平穩(wěn)性，推動我國交通行業(yè)的可持續(xù)、穩(wěn)定、和諧發(fā)展，為社會主義市場經(jīng)濟的繁榮進步作出重要貢獻。