高速公路橋梁破壞的原因分析及預防對策探究

（福建省高速公路養(yǎng)護有限公司路面分公司，福建 福州 350000）

隨著我國經(jīng)濟的不斷發(fā)展，我國的運輸業(yè)也發(fā)生了翻天覆地的變化。運輸業(yè)的發(fā)達激烈了我國的交通發(fā)展。20世紀80年代末，是我國的高速公路的發(fā)展初始期，憑借著國家財政的支持和人們的智慧和勤勞，建成了我國的第一條高速公路線——滬嘉高速公路。為實現(xiàn)全國人民奔小康和社會主義現(xiàn)代化的戰(zhàn)略目標和愿望，“十二五”規(guī)劃期間，給出了貫穿全國的18條出川高速公路的宏偉藍圖。一段時期內(nèi)，由于我國各地地理環(huán)境及土壤條件的不同，限制了我國高速公路的發(fā)展。隨著橋梁建設技術(shù)的引進及發(fā)展，又一次的促進了我國高速公路的發(fā)展。近年來，高速公路橋梁由于受到設計、施工技術(shù)、使用及管理養(yǎng)護等多方面原因的影響，顯示出多樣的病害現(xiàn)象，影響了交通的使用。目前，我國高速公路橋梁病害并分析其原因，研究相應的預防及補救措施，恢復和加固交通的暢通及使用成為相關(guān)從業(yè)人員關(guān)注的熱點，同時，這些關(guān)注點也是今后高速公路橋梁建設、使用養(yǎng)護管理中的重點。

1 我國高速公路橋梁病害分析

一般情況下，人們通常將高速公路橋梁分為橋面鋪裝結(jié)構(gòu)、上部結(jié)構(gòu)、支座、下部及基礎(chǔ)結(jié)構(gòu)和附屬結(jié)構(gòu)等幾大部分。由于不同原因的影響，在橋梁的不同部位會表現(xiàn)出不同的病害表現(xiàn)形式[1]。

1.1 橋面鋪裝病害

高速公路橋梁橋面的鋪裝在現(xiàn)階段，一般而言是在水泥混凝土橋面上在進行瀝青鋪裝，針對這兩種不同材料的橋面鋪裝，在橋梁后期使用的過程中往往會表現(xiàn)出不同的病害缺陷。一般而言，瀝青面的病害缺陷包含了局部裂縫、變形和磨損 3大方面[2]；而水泥混凝土鋪裝層常常會出現(xiàn)開裂、坑槽積水、鋼筋銹蝕等病害，通常情況下，開裂是常見的現(xiàn)象。

分析引起橋面鋪裝這些病害的原因，主要從材質(zhì)、施工及設計、養(yǎng)護等方面著手探討。如果水泥混凝土表面在整修的過程中，進行不恰當?shù)氖账に囂幚?，再加上當時的氣溫較高，而后期的養(yǎng)護管理又進行的不周到的話，會使得混凝土表面產(chǎn)生速度過快的失水，從而出現(xiàn)收縮裂縫；混凝土的材質(zhì)不穩(wěn)定也是裂縫的原因之一；而排水系統(tǒng)的不完善，則會對鋼纖維混凝土層產(chǎn)生不良影響，導致便面龜裂、脫皮等現(xiàn)象的發(fā)生。而基層的這些裂縫通常情況下會反射到瀝青層面的；當然受瀝青材質(zhì)的影響，也會產(chǎn)生老化開裂和收縮裂縫的情況；當面層材料的熱穩(wěn)定性不好時，在重壓的承載下，瀝青層中的材料就會產(chǎn)生側(cè)向的位移，從而出現(xiàn)路面變形的情況，也就是我們通常提到的車轍；對于面層的磨損，則通常引起的原因是面層混合材料中的石料本身的抗磨耗性差，達不到使用要求，這樣在于瀝青相粘附的時候出現(xiàn)兩張皮的現(xiàn)象。

1.2 上部結(jié)構(gòu)病害

橋梁的上部結(jié)構(gòu)是橋梁道路的關(guān)鍵性的組成部分，它承載者行車安全與舒適、以及美觀的使命。在橋梁的上部結(jié)構(gòu)中主要涵蓋了梁、板、拱肋等基礎(chǔ)性部件，是橋梁的主要承重部分。那么通常情況下，上部結(jié)構(gòu)的破壞或者是病害就主要表現(xiàn)在它的基礎(chǔ)構(gòu)成部件上。承重能力的不足；在設計時主梁的撓度計算不合理，超出了其限定值、開裂；拱肋強度不足、橫向失穩(wěn)、墩臺位移等是上部結(jié)構(gòu)中一些病害缺陷。在這些病變中，拱橋病變的情況比較普遍的出現(xiàn)，主要表現(xiàn)為開裂、變形、脫落等形式[3]。上部結(jié)構(gòu)病害的發(fā)生大多是由于車輛超載以及后期養(yǎng)護不周造成的。

1.3 支座病害

板式橡膠支座在高速公路橋梁中具有承上啟下的作用，它的好壞與橋梁的安全和壽命息息相關(guān)。關(guān)于支座的損壞主要包含自身缺陷和使用效果喪失兩種情況。前者主要包含了支座膠體開裂、鼓凸變形(均勻鼓凸、不均勻鼓凸)、剪切變形等情況，而后者則主要表現(xiàn)在：支座的完全及其局部錯位、丟失、支座膠體高度不夠、支座周圍有雜物填塞、支座墊石破損、墊石與梁體直接接觸等方面。

分析支座病害的原因，主要在于施工方面的影響。另外，上部結(jié)構(gòu)中不同類型的梁結(jié)構(gòu)對支座病害的影響有所不同。如果在上部空心板處沒有設置限位裝置，橋臺處的連續(xù)性連接，是產(chǎn)生剪切變形的主要因素；支座材料的老化，剪切變形的發(fā)生以及部分支座的不平整放置會引起支座開裂的發(fā)生；墊石的高度不夠、空心板灌澆不夠平整以及球冠橡膠存在縱橫坡度較大的先天性缺陷，是造成支座脫空的主要原因[4]。

1.4 下部結(jié)構(gòu)及基礎(chǔ)病害

通常情況下，橋梁的下部結(jié)構(gòu)對其上部結(jié)構(gòu)的使用安全性以及使用壽命產(chǎn)生重大的影響。下部結(jié)構(gòu)的病害主要在于墩臺下沉、傾斜、位移及轉(zhuǎn)動；橋臺前墻、耳墻翼墻開裂；基礎(chǔ)沖刷、侵蝕等方面。

分析其原因主要在于在早期建設的橋梁其承重能力的設計不能夠滿足當今運輸業(yè)的要求，從而出現(xiàn)超負荷運載的情況，加上洪水、凍害、地震、強風等自然因素的影響，以及橋梁的自然老化和服役年限的超支等都是引起橋梁下部結(jié)構(gòu)病害的原因[5]。

2 高速公路橋梁病害的預防措施

2.1 科學合理的設計規(guī)劃

科學合理的橋梁設計規(guī)劃是橋梁建設的基礎(chǔ)和指導性文件，直接影響著工程的建設及后期的使用情況。為了良好的預防橋面病害，可以設計完善的排水系統(tǒng)，減少鋼纖維混凝土層由于受到水的侵蝕而產(chǎn)生的裂變現(xiàn)象；在空心板處設置防震錨栓或者限位裝置，支座反力大于200kN時，選擇采用盆式支座來減少支座的剪切變形；采用先簡支后連續(xù)的結(jié)構(gòu)形式，徹底地解決橋面連續(xù)處混凝土早期破損的問題。此外，在高速公路橋梁的進行設計時，要嚴格考慮當前以及未來車輛的運載能力、橋梁所處的地理環(huán)境等因素，建立科學的設計方案。

2.2 材料的合理選擇

不同的地理環(huán)境會對橋梁的破壞程度有所不同，因此，施工設計人要要因地制宜，對工程所處的地理環(huán)境進行科學嚴密的勘測，根據(jù)勘測結(jié)果，制定相應的材料選擇。針對水位變化的地里位置，或者是干濕交替作用的部位，亦或是當?shù)靥幱谳^嚴寒的地區(qū)，在選用水泥時，應該注意選擇抗硫酸鹽的普通水泥，其沖刷部位宜選高強度水泥。對其骨料，要進行其性質(zhì)的分析，如抗酸性骨料與水、水泥的作用對混凝土的碳化有一定的延緩作用。為避免環(huán)境惡劣對建筑的損害，應該選用環(huán)氧基液對建筑進行涂層保護；對建筑物地下部分在其周圍設置保護層，用各種溶注液對混凝土進行浸注。

另外，要注意瀝青的延展伸縮性能，鋼筋的結(jié)構(gòu)及型號的選擇，支座本身的質(zhì)量以及選型都要嚴格的進行選擇和把控，切記不可對材料進行混亂使用和偷工減料。

2.3 施工過程的質(zhì)量把關(guān)

施工時工程建筑實施的過程，受人力素質(zhì)的主觀影響，對工程進度和質(zhì)量的把控有著很大程度的不可確定性。因此，在施工的過程中為了確保工程質(zhì)量，要進行科學合理的監(jiān)工。

例如：水泥砼整體化層的平整、橋臺背墻標高、橋頭水泥混凝土路面漏設脹縫或脹縫施工、砼料的均與性以及厚度的把控、墊石的高度、空心板灌澆的平整性、周遭環(huán)境的清潔整理等這些施工細節(jié)的把控和掌握都是至關(guān)重要的。

2.4 后期使用及預防養(yǎng)護管理

在橋梁建設完成，建立完善的檔案并進行管理，其投入使用之后，要注意嚴格控制車輛的運載重量，避免對橋梁的使用造成不必要的毀壞。科學合理的預防性養(yǎng)護措施的實施也是不可缺少的，在這一方面需要相關(guān)從業(yè)人員應用科學緊密的測量儀器，對橋梁進行日常的檢測及日常巡查，把握恰當?shù)酿B(yǎng)護時間，健立健全橋梁預防性養(yǎng)護制度，制定相應合理的養(yǎng)護計劃并嚴格進行實施，從管理和技術(shù)兩個方面雙向入手，做好高速公路橋梁的養(yǎng)護管理。

設計瀝青微表處理；而在伸縮縫上對橫隔板等橫向聯(lián)系等構(gòu)件及時進行裂縫處治，必要時增加橫向聯(lián)系；清理支座周圍雜物、刷漆、涂防水層都是常用的預防養(yǎng)護措施。同時對于發(fā)生病害的部位要進行及時的補修及加固處理，以避免延續(xù)性病害的發(fā)生。

3 小結(jié)

隨著我國經(jīng)濟的不斷發(fā)展以及運輸車輛的密集和載重的不斷增加，這些都對我國高速公路的暢通有著極高質(zhì)量的要求，橋梁建設時高速公路發(fā)展的必要環(huán)節(jié)，在其使用的過稱中常常會出現(xiàn)一定情況的毀壞和病變，對道路的暢通造成不良影響。分析高速公路橋梁遭到破壞的原因，無外乎設計、材質(zhì)選擇、施工、使用及后期保養(yǎng)等幾個方面。而在其產(chǎn)生病害之前進行科學合理的預防措施是保障其橋梁良好使用價值的最好的方式。因此，要想做好預防橋梁病害，也要從設計開始，對橋梁建造的每一個環(huán)節(jié)直到后期使用及保養(yǎng)都要嚴格的進行把關(guān)，科學的進行操作，保障橋梁的使用。

[1]黃寧.潭耒高速公路橋梁養(yǎng)護管理現(xiàn)狀分析[J].湖南交通科技,2011,37(1):96-98.

[2]張曉勇.高速公路橋梁養(yǎng)護淺談橋面系的養(yǎng)護維修[J].公路與管理,2010,(23):367-368.

[3]梁瑞芹.橋梁上部結(jié)構(gòu)病害分析與加固[J].橋梁隧道,2008,(17):128.

[4]鐘國東,曹玉鋒,何棟.公路橋梁板式橡膠支座病害原因及處治措施[J].廣東公路交通,2013,(1):30-34.

[5]韋建在.大中型橋梁下部結(jié)構(gòu)常見病害的分析和防護措施[J].中國科技博覽,2011,(24):136-137.