甘肅省高速公路橋梁常見病害分析與防治

李薇薇

（甘肅路橋公路投資有限公司，甘肅 蘭州 730030）

甘肅省高速公路橋梁常見病害分析與防治

李薇薇

（甘肅路橋公路投資有限公司，甘肅 蘭州 730030）

隨著甘肅省高速公路里程的延長，高速公路橋梁對我省經濟發展的重要性也逐步凸顯，但其存在的病害問題也日益顯著。這些問題的長期存在嚴重影響著。高速公路的正常運營。本文通過對甘肅省內大量高速公路橋梁的病害調查及分析，對普遍存在的橋梁病害進行了歸類總結，對其產生原因進行了深入分析，并提出了對應病害的防治措施及建議。

高速公路；橋梁；病害；防治

隨著甘肅省經濟的快速發展，截至2016年，甘肅省省內將基本建成高速公路主骨架，通車里程突破4000km。隨著高速公路的交通流量及超限超載車輛的不斷增長，帶給高速公路橋梁的荷載逐漸增大，各類橋梁病害隨著運營時間的延長不斷產生。這些病害嚴重影響橋梁的正常使用，只有對其成因進行正確的判斷分析，才能制定有效的防治措施。本文將就甘肅省高速公路橋梁常見病害類型及產生原因進行深入分析，并對相關病害的系統防治提出一些建議。

1　常見病害類型及成因分析

通過對省內高速公路橋梁長期的養護維修及病害調查，常見病害大致可以分為以下幾個方面：上部結構病害、橋梁支座病害、下部結構病害、路橋過渡段病害。現就各類病害的成因進行分析。

1.1上部結構病害

1）橋梁鋪裝層。橋面鋪裝層直接承受車輛荷載，起到分散荷載、保護橋面板的作用，同時協調梁體均勻受力。因此，在正常運營過程中要保證良好的完整性，并且具有足夠的強度和剛度，其抗水損害能力、抗磨耗能力、高溫性能和低溫性能良好［1］。

甘肅地處西北地區，橋梁鋪裝層的病害主要是由于冬季氣溫較低，雨雪滲入鋪裝層內部，在凍融循環和車輛荷載的作用下使得裂縫加速發展，由初期的縱橫向裂縫貫通為不規則的網格狀裂縫。

2）伸縮縫。橋梁在外部荷載和自然環境的作用下，橋面板會有一定的位移量產生，伸縮縫的作用就是調整這部分位移變化，使梁體適應其變化，從而更好的改善橋梁的整體受力情況。

依據長期的養護維修，可以發現大部分橋梁在運營5年之后便出現不同程度的伸縮縫病害［2］，主要表現形式有橡膠條老化脫落、錨固混凝土破損、型鋼伸縮縫變形、鋼制構件銹蝕、雜物堵塞伸縮縫。如不及時治理，隨著伸縮縫病害程度的加劇蔓延至兩側的橋面鋪裝處，進而出現大面積的龜裂或坑槽，最終將會嚴重影響橋梁的正常通車。

3）梁體縱橫向裂縫。高速公路橋梁的梁體形式有：預制空心板梁、現澆預應力混凝土梁。梁體裂縫病害產生的原因主要有［3］：混凝土施工配合比調制不合理，現澆梁的模板支架發生變形導致承載能力不足，后期養護不及時或養護方式不當，預應力的張拉控制不當等引起的。依據其產生機理，可將裂縫劃分為：干縮裂縫、溫度裂縫、剪切裂縫。

4）鋼筋外露生銹。鋼筋的外露銹蝕存在于各類結構中，主要出現在梁體底部。發生鋼筋銹蝕的原因可從以下兩個方面進行分析：一方面是因為施工時，混凝土保護層厚度不滿足規范要求。橋梁梁體在自重及車輛荷載作用下，梁體下緣主要承受拉力，由于保護層厚度過薄，會先期剝落，致使鋼筋外露生銹。另一方面是鋼筋混凝土結構在現場澆筑以后，養護不當，導致梁體出現不同程度的裂縫，在長期的運營過程中，大氣及雨水的滲入使鋼筋產生銹蝕，鋼筋變粗，擠裂混凝土保護層甚至剝落。

1.2支座病害

支座作為橋梁上、下部結構之間的重要傳力構件，發揮著至關重要的作用。橋梁的支座自安裝之日起，由于缺乏日常的養護維修，無法保證其長期處于良好的工作狀態。常見的支座病害主要有橡膠支座的老化、脫落、裂痕、支座脫空、變形嚴重等。

1.3下部結構病害

橋梁下部結構主要有臺身、墩柱、基礎等。常見病害主要有臺身的豎向裂縫、橋墩的縱橫向裂縫、基礎的不均勻沉降。

1）臺身病害。臺身的豎向裂縫主要是由于混凝土自身的收縮徐變引起的，主要出現在早期拆模以后，后期會逐步穩定，對結構的安全性影響很小，對耐久性影響比較明顯。

2）橋墩病害。橋墩墩身的縱橫向裂縫一方面是由于施工拆模時處理不當，或者混凝土配合比不合適引起的，另一方面是混凝土保護層厚度不符合規范要求導致的。

3）基礎病害。橋梁基礎作為將上部結構的荷載傳遞至地基的重要支撐結構，主要病害包括：其一，部分橋梁基礎由于地基的承載能力不足，在結構自重和車輛荷載的長期作用下，發生了一定量的不均勻沉降；其二，部分橋梁基礎因河道變遷或上下游挖沙受到沖刷，樁基混凝土遭到破壞，主筋及箍筋外露，嚴重影響結構的耐久性及橋梁的安全性；其三，甘肅中北部地區處于嚴重的鹽漬化地區，同時由于季節凍土的凍融循環作用，該地區的橋梁基礎遭受鹽蝕，鹽脹等病害。

1.4路橋過渡段病害

路橋過渡段的病害主要圍繞路基沉陷產生，致使橋頭跳車事件頻繁發生。如果橋頭跳車頻頻發生，不僅影響整個高速公路的正常使用，同時由于高速公路上的車輛高速行駛，對其安全性有極大的隱患。這種危害產生的主要原因在于路橋設計不合理，尤其在路橋過渡段處，結構的剛度相差過大，導致了兩者的沉降量差異過大。可以從以下兩點進行分析，其一，路橋過渡段的路基填土施工過程存在問題，主要體現在壓實度不滿足要求；其二，路基與臺背之間的填土材料存在不合理之處，致使自然沉降時間縮短，通車運營后出現嚴重變形。

2　病害處理措施

2.1上部結構病害

1）橋梁鋪裝層。對于橋面鋪裝層的處理，應結合實際的破損程度采取相應的修補措施［4］。如果鋪裝層僅存在一系列的微裂縫，可以采用塞縫灌漿法處理，將橋面鋪裝裂縫填滿，填實。對于裂縫寬度較大，較深的部分，可以沿著裂縫鑿出一定寬度，露出里面的粗骨料，清洗干凈，重新填充壓實。以上兩種病害情況的修補速度快，對交通的影響小。如果橋面鋪裝層出現大面積的坑洼，破裂。應將整個橋面鋪裝鑿去，按照施工要求重新鋪設。

2）伸縮縫。針對伸縮縫的傳統修補方法為：對于伸縮縫兩側的水泥混凝土破損病害，主要修補方法為鑿去破損的部分，對破損面進行鑿毛處理，清洗干凈，重新澆筑同等標號的混凝土，正常養護即可。

對于伸縮縫病害的防治重點在于其選型及安裝時伸縮預留量的合理計算。溫度的升降使橋梁產生伸縮，在對伸縮縫選型時，如何計算橋梁伸縮的溫度取值是確定安裝預留量的關鍵因素。安裝伸縮縫時，要考慮一定富余量，以保證伸縮縫在運營過程中保持良好的工作狀態。

3）梁體縱橫向裂縫。通常情況下，養護維修人員可以采用壓力灌漿修補法和表面封閉修補法來進行維修［5-6］。對于現澆混凝土梁底部出現縱向裂縫，且裂縫較深、數目較多以及寬度在3mm以上時，應采用粘貼碳纖維布對其表面進行加固處理；如果裂縫細且淺，數目相對較少，且寬度在3mm以內，應采用環氧樹脂漿液封閉其表面。

4）鋼筋外露生銹。梁體在施工過程中，如發現鋼筋自身存在輕微的腐蝕，可以在混凝土結構表面的位置涂一層除銹劑，同時需要讓其滲入到混凝土結構當中，會起到非常好的防腐蝕作用。從而使得橋梁自身的質量和性能也得到了非常好的保障。如果橋梁的鋼筋結構腐蝕現象比較明顯，須首先清理干凈鋼筋表面的混凝土，在發生腐蝕的鋼筋位置加焊同種類型和標號的鋼筋，對補焊鋼筋附近的混凝土進行鑿毛處理，清洗干凈，鋼筋表面涂刷防銹劑，調配同等強度的水泥混凝土砂漿進行填補，修整表面。

2.2支座病害

針對橋梁支座的常見病害，最主要的防治重點應在于梁體底部的防水處理，避免由于漏水引起支座的橡膠老化或銹蝕；其次在架設梁體的過程中要嚴格把控落梁精度，如果存在落梁偏差，必須抬升，重新架設；如果支座破壞嚴重，須頂升置換全新的支座。

2.3下部結構病害

1）臺身病害。橋梁臺身的裂縫處理可以采用壓力灌漿修補法和表面封閉修補法來進行維修。

2）橋墩病害。對于橋梁墩身出現的縱橫向裂縫，可以通過壓力灌漿修補法和表面封閉修補法進行處理［7］。如果存在貫通性的裂縫，為了保證橋墩的正常使用，避免裂縫的進一步發展，可以采用的加固方法有：外包混凝土加固法，外包鋼板加固法，粘帖碳纖維布加固法。

3）基礎病害。對于受到河水沖刷嚴重的橋梁基礎，可以采用擴大基礎加固法，主要通過擴大橋梁基礎的底部面積。此方法適用于橋梁基礎的承載能力下降或者基礎埋置過淺。對基礎產生不均勻沉降但不影響橋梁結構的整體受力，可以采用此方法進行加固。對于地基土層的承載能力較差地區，可以通過人工加固地基的方法來提高基礎的實際承載力，常見的方法有注漿法、砂石樁法。針對橋梁基礎遭受的鹽蝕、鹽脹等病害，可采用的常規方法有包裹隔離法、表面涂層法等［8-10］。

2.4路橋過渡段病害

對于路橋過渡段的病害預防可從以下兩點進行，其一，合理選材，設置橋頭搭板。所謂的橋頭搭板，本質上為一塊厚度基本保持不變，大約為30cm以上，長度和寬度與路面的沉降情況、橋梁的承載能力以及交通流量有關的結構。主要功能即為承受沉降量，分散上部集中力，減小路堤的沉降壓力，達到平緩過度的目的。其二，設置過度路面，或變剛度路面。過度路面可以采用條石鋪設，混凝土塊鋪砌，瀝青等。與橋面相比，它們可以快速的翻修施工完成。但是必須處理好路面的平整性，降低行車過程中產生的振動現象。對于沉降量比較嚴重的路面，應選用瀝青路面，鋪設瀝青混凝土或者瀝青砂材料。

3　結語

橋梁病害是高速公路養護管理工作中最常見且比較難處理的問題。本文詳細總結了甘肅省高速公路橋梁的常見病害，并對其產生原因進行了深入分析，最后提出了一些針對性的防治建議。整治病害是一項系統工程，一方面要在大量的病害調查基礎上，進行全面的深入分析，詳細掌握病害的類型；另一方面針對所處的實際環境條件，對病害的成因進行科學的分析，有針對性地制定合理有效的治理措施。

［1］ 陳革聯.高速公路橋梁病害常見類型及養護技術研究［J］.黑龍江交通科技，2014，（10）：97-98.

［2］ 姚仕偉，詹建英.高速公路橋梁常見病害原因分析及對策探討［J］.黑龍江交通科技，2014，（11）：92-93.

［3］ 廉滋苗.高速公路橋梁病害分析與防治［J］.鐵道建筑，2005，（3）：8-9.

［4］ 林任生.高速公路橋梁病害分析及防治［J］.公路與汽運，2008，（5）：131-133.

［5］ 張子鵬.高速公路橋梁常見病害的原因與處理措施［J］.黑龍江交通科技，2015，（3）：121.

［6］ 成興龍.高速公路橋梁病害分析與防治［J］.吉林交通科技，2013，（3）：21-23.

［7］ 王愛君.高速公路橋梁主要病害原因分析及養護維修技術措施［J］.北方交通，2008，（5）：180-182.

［8］ 劉國明.針對高速公路橋梁鹽蝕、堿蝕病害的防腐防護［J］.中國水運，2015，15（7）：233-235.

［9］ JTGD62-2004，公路橋涵養護規范［S］.

［10］ 王毅紅，賈順利，周綱，等.混凝土防鹽腐蝕措施的探討［J］.西安科技大學學報，2014，34（2）：163-168.

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