公路橋梁常見(jiàn)病害分析及修復(fù)預(yù)防養(yǎng)護(hù)措施

王將軍

安徽省公路工程檢測(cè)中心 安徽 合肥 230051

引言

隨著當(dāng)今社會(huì)經(jīng)濟(jì)的快速發(fā)展、人民生活水平的不斷提高和社會(huì)主義現(xiàn)代化進(jìn)程加速推進(jìn)，雖然促進(jìn)了交通運(yùn)輸行業(yè)的快速發(fā)展，但同時(shí)也給公路橋梁日常使用帶來(lái)了沉重負(fù)擔(dān)，加速降低了公路橋梁的周期使用壽命，威脅車輛通行安全和人身安全[1]。公路橋梁屬于基礎(chǔ)設(shè)施建設(shè)的主要內(nèi)容，也是人們?nèi)粘３鲂械幕A(chǔ)，隨著公路橋梁的進(jìn)一步使用，這其中有許多超載超重車輛，加上雨水對(duì)橋梁也有一定的侵蝕作用，使橋梁表面水泥混凝土剝落、鋼筋氧化銹蝕現(xiàn)象，出現(xiàn)更多的病害[2]。需要從多個(gè)方面對(duì)公路橋梁病害進(jìn)行分析和處理，通過(guò)科學(xué)運(yùn)用相關(guān)養(yǎng)護(hù)決策，實(shí)現(xiàn)公路橋梁病害的及時(shí)處理，避免在不安全狀態(tài)下使用，采取最適當(dāng)?shù)墓莛B(yǎng)手段，逐步延長(zhǎng)公路橋梁的使用壽命，帶來(lái)更高的經(jīng)濟(jì)、安全和方便，更好地保證公路橋梁使用的穩(wěn)定性、耐久性[3]。

1 公路橋梁常見(jiàn)病害分析

1.1 橋面鋪裝層病害分析

鋪設(shè)公路橋梁的主要材料是瀝青混凝土或水泥混凝土，但在許多項(xiàng)目中鋪筑的厚度未達(dá)設(shè)計(jì)厚度，導(dǎo)致鋪設(shè)層很薄[4]。在長(zhǎng)期的運(yùn)輸壓力下，表層會(huì)松動(dòng)，橋面會(huì)出現(xiàn)大量的凹槽或破碎板，加重橋面的損壞程度，公路橋梁病害主要有局部損壞、坑槽或坑洞、錨鋼筋暴露等，由于車輛重載，橋面常出現(xiàn)裂縫現(xiàn)象，更嚴(yán)重的情況是鋼筋膨脹變形，常導(dǎo)致鋼筋暴露，嚴(yán)重的橋面會(huì)出現(xiàn)凹陷、塌陷現(xiàn)象[5]。

1.2 橋梁伸縮縫病害分析

錨固水泥混凝土兩側(cè)和瀝青混凝土橋面鋪裝層長(zhǎng)時(shí)間沖擊摩擦造成鋼板伸縮縫錨點(diǎn)松動(dòng)，混凝土損傷病害逐漸增大最終失去膨脹功能，兩側(cè)水泥混凝土和橋面鋪裝瀝青混凝土在車輛來(lái)回反復(fù)沖擊下，使瀝青混凝土損壞形成坑槽，水泥混凝土破損，配筋暴露，隨著時(shí)間的推移病害將繼續(xù)擴(kuò)大[6]。在具體建管養(yǎng)過(guò)程中，施工人員未擱置預(yù)留鋼筋，或運(yùn)輸車在運(yùn)輸過(guò)程中意外碾壓預(yù)留鋼筋剛度，影響整體伸縮節(jié)功能，當(dāng)大型車輛高速穿越、重負(fù)荷運(yùn)作時(shí)，會(huì)增加錨固混凝土損壞、松動(dòng)的可能性，造成橋面瀝青混凝土鋪裝層出現(xiàn)裂縫等病害。在伸縮縫鋪設(shè)路面時(shí)，對(duì)主要材料和主要設(shè)備的要求要高，路面不平整和抗壓性弱，影響公路橋梁伸縮縫的建設(shè)質(zhì)量。在鋪軋過(guò)程中，由于設(shè)備操作水平不夠、軋制設(shè)備操作不當(dāng)，軋制程度經(jīng)過(guò)大量水流失后，導(dǎo)致基層或上部鋼筋混凝土結(jié)構(gòu)無(wú)法達(dá)到相關(guān)指標(biāo)[7]。也有可能由于部分操作人員對(duì)伸縮縫的操作水平不夠，對(duì)伸縮縫施工質(zhì)量的重要性認(rèn)識(shí)不夠，存在松懈的心理，不能嚴(yán)格按照施工標(biāo)準(zhǔn)完成，導(dǎo)致后期伸縮縫病害問(wèn)題嚴(yán)重。

1.3 橋梁上部結(jié)構(gòu)病害分析

公路橋梁上部經(jīng)常出現(xiàn)大面積劃痕，梁體承載能力有限，情況嚴(yán)重也會(huì)導(dǎo)致橋梁坍塌。此外，預(yù)制板損壞，防水工作不佳，造成漏水情況，橋梁使用壽命越來(lái)越短，安全風(fēng)險(xiǎn)越來(lái)越嚴(yán)重。公路橋梁上部是受沖擊最大的部分，其結(jié)構(gòu)病害對(duì)其安全性至關(guān)重要，如果水泥混凝土質(zhì)量較差，在受到撓度影響后，公路橋梁的穩(wěn)定性容易受到影響，會(huì)出現(xiàn)主梁開(kāi)裂的現(xiàn)象；在使用過(guò)程中如果混凝土的剪切力過(guò)大，混凝土的構(gòu)造兩側(cè)會(huì)出現(xiàn)裂縫；如果混凝土鋼筋保護(hù)層沒(méi)有進(jìn)行有效的厚度保證，公路橋梁的底部結(jié)構(gòu)會(huì)出現(xiàn)損害，從而對(duì)橋梁的實(shí)際應(yīng)用效果產(chǎn)生消極影響[8]。

1.4 橋梁下部結(jié)構(gòu)病害分析

下部墩柱蓋梁作為公路橋梁結(jié)構(gòu)最重要的部分，對(duì)公路橋梁具有一定的保護(hù)作用，蓋梁設(shè)計(jì)簡(jiǎn)單，依靠剪力和彎矩的重力和軸向力，容易出現(xiàn)結(jié)構(gòu)腐蝕和開(kāi)裂的風(fēng)險(xiǎn)，影響其保護(hù)作用的發(fā)揮，對(duì)公路橋梁的安全性造成威脅。橋梁下部結(jié)構(gòu)病害也包括橋墩平臺(tái)、墩柱等結(jié)構(gòu)被破壞，公路橋梁的一些基礎(chǔ)構(gòu)造受到外部環(huán)境、內(nèi)部構(gòu)造、施工水平、材料暴露等影響，加上長(zhǎng)時(shí)間暴露在空氣中，由于化學(xué)反應(yīng)出現(xiàn)腐蝕等現(xiàn)象。

1.5 橋梁鋼筋混凝土病害分析

公路橋梁的主要構(gòu)件是水泥混凝土和鋼筋，水泥混凝土容易開(kāi)裂，鋼筋容易腐蝕，因此，在公路橋梁的使用和管養(yǎng)中，還應(yīng)注意鋼筋的腐蝕問(wèn)題。如果發(fā)生鋼筋銹蝕，鋼筋橫截面積小，鋼筋承載力降低，存在一定的安全風(fēng)險(xiǎn)，受外部環(huán)境的熱膨脹和冷縮影響，橋梁結(jié)構(gòu)會(huì)受到外力的破壞。如果施工技術(shù)水平不高，不選用優(yōu)質(zhì)的施工材料，也會(huì)引起路橋病害，必須注意及時(shí)健康體檢和跟進(jìn)養(yǎng)護(hù)。同時(shí)水泥混凝土碳化也會(huì)產(chǎn)生病害，公路橋梁與空氣大面積接觸，會(huì)一定程度上破壞其內(nèi)部結(jié)構(gòu)，空氣中的二氧化碳會(huì)與結(jié)構(gòu)內(nèi)部的堿性材料發(fā)生化學(xué)反應(yīng)，水泥混凝土內(nèi)部物質(zhì)發(fā)生堿性度降低，發(fā)生碳化現(xiàn)象，在水泥混凝土碳化的影響下，施工材料產(chǎn)生大量氫氧化鈣，氫氧化鈣擠占混凝土的內(nèi)部空間，這樣將會(huì)弱化鋼筋對(duì)內(nèi)部結(jié)構(gòu)的固化作用，同時(shí)也會(huì)腐蝕鋼筋結(jié)構(gòu)，嚴(yán)重破壞內(nèi)部結(jié)構(gòu)的穩(wěn)定性。在公路橋梁長(zhǎng)期使用中，水泥混凝土結(jié)構(gòu)也容易受到水流的破壞或是雨水的侵蝕，在遇到下雨和潮濕積水的時(shí)候，受到外界溫度的大幅度變化，容易造成混凝土張力擴(kuò)大，導(dǎo)致混凝土縫隙加大，受到溫度的冷熱交替影響，長(zhǎng)時(shí)間下來(lái)混凝土結(jié)構(gòu)的自身修護(hù)力會(huì)大大降低，容易造成逐漸侵蝕，在目前的橋梁養(yǎng)護(hù)工作中，這種破壞現(xiàn)象一般稱為凍融破壞，具體表現(xiàn)為橋面鋪裝層損失、內(nèi)部?jī)鼋Y(jié)膨脹、凍結(jié)引起的裂縫，總之，水泥混凝土的損壞會(huì)對(duì)橋梁結(jié)構(gòu)造成相當(dāng)大的破壞。

2 公路橋梁修復(fù)養(yǎng)護(hù)措施

2.1 橋面鋪裝層病害修復(fù)預(yù)防養(yǎng)護(hù)

為了減少物理碰撞和使用損傷造成的橋面鋪裝層的損壞，就必須保證其表面的平整度，可以開(kāi)發(fā)創(chuàng)新防護(hù)材料對(duì)損壞的橋面進(jìn)行部分修復(fù)，橋面鋪裝層受損傷部位經(jīng)常存在垃圾雜物堆積的現(xiàn)象，應(yīng)當(dāng)及時(shí)清理雜物，然后混合修復(fù)冷凝水填充橋梁裂縫，一方面可以防止橋梁泄漏，另一方面，可以減少交通事故的發(fā)生，橋梁修復(fù)預(yù)防養(yǎng)護(hù)過(guò)程中經(jīng)常有多余的鋼筋，完畢后應(yīng)拆除多余的部分，避免外漏鋼筋造成安全隱患。橋面最常見(jiàn)的病害是裂縫和凹坑，維修過(guò)程中應(yīng)進(jìn)行修復(fù)，防止?jié)B水造成更嚴(yán)重的損壞，橋面的修復(fù)通常用瀝青混凝土修復(fù)，先將損傷切成規(guī)則形狀，再用新的瀝青混凝土完全壓實(shí)。在路面橋面鋪設(shè)工作進(jìn)行之前，需要清理路面橋面上的垃圾和雜物，避免影響施工質(zhì)量，需要準(zhǔn)確設(shè)置鋼筋保護(hù)層厚度、尺寸大小，對(duì)養(yǎng)護(hù)過(guò)程進(jìn)行嚴(yán)格管理，積極使用新材料和新技術(shù)，提高施工人員的專業(yè)化水平和施工理念，避免施工后期出現(xiàn)嚴(yán)重的病害，提高公路橋梁的穩(wěn)定性和安全可靠性。

2.2 橋梁伸縮縫病害修復(fù)預(yù)防養(yǎng)護(hù)

橋梁可伸縮裝置的科學(xué)選擇，嚴(yán)格控制伸縮縫的施工水平，充分了解公路橋梁的內(nèi)部結(jié)構(gòu)設(shè)置，考慮到結(jié)構(gòu)連接之間存在的位移現(xiàn)象，需要有效控制位移區(qū)間和位移程度、位移大小等，綜合考慮結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)和施工設(shè)計(jì)影響因素，嚴(yán)格把控伸縮縫的施工過(guò)程，重視伸縮縫的施工質(zhì)量，在伸縮縫施工安裝之前，施工負(fù)責(zé)人必須做好設(shè)計(jì)監(jiān)督和施工監(jiān)督，嚴(yán)格管理整個(gè)施工過(guò)程，檢查施工設(shè)備和施工材料的質(zhì)量，確保嚴(yán)格按照施工標(biāo)準(zhǔn)完成整個(gè)施工過(guò)程，施工過(guò)程中應(yīng)該綜合考慮主要結(jié)構(gòu)和兩側(cè)結(jié)構(gòu)的外部環(huán)境影響和內(nèi)部結(jié)構(gòu)影響，在使用施工材料之前，必須對(duì)澆筑場(chǎng)地的橋面鋪裝層進(jìn)行充分清理，保證施工混凝土的平整度和嚴(yán)密性。定期檢查伸縮裝置的結(jié)構(gòu)破壞程度和可靠性，加強(qiáng)伸縮縫處橋面的管養(yǎng)，及時(shí)更換損壞部件，及時(shí)應(yīng)用和替換高質(zhì)量的創(chuàng)新新材料，提高施工工作人員的整體專業(yè)性水平和施工理念，嚴(yán)格控制整體施工質(zhì)量，注重有經(jīng)驗(yàn)施工人員和審核人員的培訓(xùn)，提高施工標(biāo)準(zhǔn)和施工規(guī)范，確保施工質(zhì)量和檢驗(yàn)水平。

2.3 橋梁上部結(jié)構(gòu)病害修復(fù)預(yù)防養(yǎng)護(hù)

公路橋梁的損壞修復(fù)與養(yǎng)護(hù)工作是需要長(zhǎng)期考慮的問(wèn)題，不止在后期的養(yǎng)護(hù)部分，在結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)和施工之前，就應(yīng)該充分考慮未來(lái)可能存在的一些常見(jiàn)病害和病害發(fā)生的原因，降低病害發(fā)生的可能性，設(shè)計(jì)人員應(yīng)該充分考慮各種因素，及時(shí)調(diào)整結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)，及時(shí)與施工人員進(jìn)行技術(shù)對(duì)接和技術(shù)討論，確保結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)和施工的準(zhǔn)確性，在施工過(guò)程如果出現(xiàn)問(wèn)題，應(yīng)當(dāng)及時(shí)調(diào)整施工方案，調(diào)整結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)，在修復(fù)橋梁板裂縫前，首先全面分析裂縫形成的原因，確保在維修中能夠正確選擇維修措施。當(dāng)空心板等結(jié)構(gòu)出現(xiàn)積水問(wèn)題時(shí)，應(yīng)鉆孔排水，防止長(zhǎng)期積水造成結(jié)構(gòu)損壞，做好后期空心板結(jié)構(gòu)的防水工作，當(dāng)連接縫內(nèi)出現(xiàn)水漬破壞滲水或者被損害時(shí)，可以適當(dāng)增加橋面鋪裝層的厚度，根據(jù)現(xiàn)場(chǎng)實(shí)際情況設(shè)置允許范圍內(nèi)的高度和寬度，防止超高超載車輛損害上方結(jié)構(gòu)，同時(shí)對(duì)于損害部位應(yīng)當(dāng)及時(shí)修復(fù)，防止更深層的損壞。

2.4 橋梁下部結(jié)構(gòu)病害修復(fù)預(yù)防養(yǎng)護(hù)

綜合考慮公路橋梁下部具體結(jié)構(gòu)的實(shí)際情況，確定公路橋梁的具體病害類型，完成相應(yīng)的修復(fù)預(yù)防養(yǎng)護(hù)處理工作，在可靠的主體結(jié)構(gòu)支撐下繼續(xù)加固完善，提高安全性。在公路橋梁基礎(chǔ)結(jié)構(gòu)的養(yǎng)護(hù)過(guò)程中，如果發(fā)現(xiàn)基礎(chǔ)穩(wěn)定性不足，應(yīng)注意增加樁基礎(chǔ)，提高鉆孔和基礎(chǔ)結(jié)構(gòu)的承載力，增加混凝土套管和約束預(yù)應(yīng)力鋼股，優(yōu)化橋墩的彎曲性能，逐步提高公路橋梁基礎(chǔ)設(shè)施的穩(wěn)定性。針對(duì)橋頭錐坡滑動(dòng)的問(wèn)題，可采用修建擋土墻和更換平臺(tái)填土等問(wèn)題，提高公路橋梁下部結(jié)構(gòu)的養(yǎng)護(hù)和處理水平。

2.5 橋梁鋼筋混凝土病害修復(fù)預(yù)防養(yǎng)護(hù)

在公路橋梁養(yǎng)護(hù)過(guò)程中，鋼筋銹蝕很常見(jiàn)，如果發(fā)現(xiàn)有鋼筋銹蝕，對(duì)橋梁安全有很大影響，應(yīng)注意鋼筋的養(yǎng)護(hù)，加強(qiáng)鋼筋保護(hù)層厚度的修復(fù)，是防止鋼筋銹蝕的有效手段。在鋼筋保護(hù)層厚度的修復(fù)中還需要注意幾個(gè)方面：定期檢查橋梁，重點(diǎn)檢查鋼筋銹蝕情況，若鋼筋表面保護(hù)層過(guò)薄，應(yīng)及時(shí)使用環(huán)氧增加保護(hù)層厚度，避免銹蝕現(xiàn)象。如果部位銹蝕嚴(yán)重，應(yīng)采用整體設(shè)計(jì)方法加厚表面混凝土，避免混凝土銹脹，鋼筋外露。橋梁底部通常存在腐蝕現(xiàn)象，養(yǎng)護(hù)措施應(yīng)采用正確合理的方法。如果遇到雨雪天氣，要及時(shí)清理橋面上的存水和積雪，避免混凝土和鋼筋被腐蝕，盡量避免使用傳統(tǒng)方法除雪對(duì)公路橋梁造成二次損害，盡可能使用新型材料和智能化設(shè)備，減少對(duì)水泥混凝土和鋼筋的使用功能影響，此外，應(yīng)加強(qiáng)對(duì)公路橋梁日常檢查和養(yǎng)護(hù)工作。

3 結(jié)束語(yǔ)

公路橋梁是公路暢通、安全運(yùn)輸?shù)闹匾d體，其重要性不言而喻，如果不能及時(shí)處理病害，將對(duì)整個(gè)公路橋梁的質(zhì)量產(chǎn)生重大影響，不利于公路橋梁的長(zhǎng)期使用，容易造成交通事故損害人身安全和財(cái)產(chǎn)安全，公路橋梁常見(jiàn)病害必須進(jìn)行快速、有針對(duì)性的修復(fù)和養(yǎng)護(hù)，相信今后在隨著科學(xué)技術(shù)的快速發(fā)展和各級(jí)交通主管部門(mén)的高度重視，公路橋梁的病害會(huì)越來(lái)越少，越來(lái)越小。文章從公路橋梁常見(jiàn)病害及成因進(jìn)行了簡(jiǎn)單分析，針對(duì)一些常見(jiàn)病害提出了相應(yīng)的養(yǎng)護(hù)管理措施，及早發(fā)現(xiàn)一些公路橋梁可能出現(xiàn)的病害，防止更嚴(yán)重的病害發(fā)生，制定科學(xué)合理的養(yǎng)護(hù)計(jì)劃，建立完善的管理制度，確保公路橋梁處于良好的運(yùn)營(yíng)狀態(tài)，延長(zhǎng)橋梁的使用壽命，保證公路運(yùn)輸正常、安全運(yùn)行，促進(jìn)區(qū)域交通網(wǎng)絡(luò)的發(fā)展和進(jìn)步。