淺談橋梁病害成因及應(yīng)對措施

汪俊敏+吳志鵬+李睿

【摘 要】隨著我國交通運輸事業(yè)的不斷發(fā)展，交通運輸量逐年增長，車輛的荷載等級提升，我國目前超負荷使用橋梁越來越多，橋梁病害問題日益突出，橋梁服役期內(nèi)結(jié)構(gòu)自身存在著較大的安全隱患，這不僅縮短了橋梁的使用年限，而且嚴重影響了社會經(jīng)濟發(fā)展。本文，針對橋梁在建成后可能出現(xiàn)的病害成因及應(yīng)對措施進行探討，望對橋梁結(jié)構(gòu)病害的預防及維修應(yīng)對工作起到一定的參考作用。

【關(guān)鍵詞】橋梁病害；超載；地基沉降；裂縫；鋼筋銹蝕

一、公路橋梁主要病害成因

（一）長期超載

由于社會交通事業(yè)的大發(fā)展，重型車輛數(shù)量增大，部分橋梁長期處于超負荷狀態(tài)，結(jié)構(gòu)性能逐漸下降。服役期間如遇到管理、養(yǎng)護、維修不規(guī)范，對存在的小問題沒有及時采取措施，由此給橋梁整體結(jié)構(gòu)造成較多不利影響。

（二）鋼筋銹蝕

鋼筋混凝土結(jié)構(gòu)本身存在較多細小孔洞，當空氣、水與鋼筋發(fā)生化學反應(yīng)產(chǎn)生銹蝕。在實際工程中，鋼筋銹蝕破壞的原因很多，大致可以分為：

1.混凝土保護層的厚度不滿足要求。

2.混凝土密實性不夠。

3.酸雨的侵蝕等。

在天氣寒冷地區(qū)，由于經(jīng)常采用撒鹽的方式防止橋面結(jié)冰，因此，在鹽水的侵蝕下，混凝土結(jié)構(gòu)酸堿性改變，氯離子濃度增加，導致鋼筋銹蝕速度加快。當鋼筋發(fā)生銹蝕時，銹蝕部分面積的膨脹速度會是原來體積的10倍以上，從而導致混凝土出現(xiàn)開裂，最終引發(fā)橋梁結(jié)構(gòu)承載力下降問題。

（三）伸縮縫病害

1.橋梁伸縮縫存在的主要病害有。

（1）鋼板松動；

（2）雜物填充

（3）兩側(cè)混凝土破損。

伸縮縫的破損會導致行車不順，降低車輛的通行能力，對交通造成一定的影響。當伸縮縫有雜物填充導致擠死時，不能滿足正常的變形需要，輕則頂壞臺背耳墻，情節(jié)嚴重時甚至主梁梁頭破壞，對結(jié)構(gòu)產(chǎn)生極大影響。

2.有調(diào)查表明，引發(fā)橋梁伸縮縫產(chǎn)生病害的主要因素有以下幾點。

（1）設(shè)計不當，選型存在差錯，伸縮縫投入使用后預留縫寬與實際需求存在差異，結(jié)構(gòu)受力不合理導致破壞。

（2）由于實際施工中出現(xiàn)誤差引起伸縮縫受力不合理導致破壞。

（四）支座病害

支座在橋梁中起著傳遞上部結(jié)構(gòu)荷載和保證結(jié)構(gòu)在各種因素作用下能自由變形的作用。支座病害主要有以下幾類：

1.設(shè)計荷載過低，支座長期處于超負荷狀態(tài)，產(chǎn)生疲勞破壞，使用期限減短。

2.施工質(zhì)量不合格，部分支座出現(xiàn)脫空現(xiàn)象，實際受力支座承受的荷載超過設(shè)計值導致支座較早產(chǎn)生變形。

3.由于支座處于上下部結(jié)構(gòu)之間，檢測及養(yǎng)護較為不便，實際工作中可能存疏忽，當梁體存在滲水情況時，易出現(xiàn)支座老化破壞。

（五）地基不均勻沉降

地基的不均勻沉降改變橋梁結(jié)構(gòu)整體受力狀態(tài)，致使結(jié)構(gòu)產(chǎn)生裂縫，進而引發(fā)其他病害。引起地基不均勻沉降的因素主要有：

1.地質(zhì)勘查存在誤差，勘探報告不準確。

2.實際作用于結(jié)構(gòu)的荷載差異較大。

3.基礎(chǔ)類型存在差別，受力差異大。

4.地基土的凍融，導致基礎(chǔ)變位。

二、應(yīng)對橋梁病害的主要措施

（一）加強橋梁日常的養(yǎng)護管理

首先，應(yīng)該從意識上重視橋梁結(jié)構(gòu)的病害問題，對存在的小問題應(yīng)該及時解決，杜絕結(jié)構(gòu)產(chǎn)生更大的破壞；其次，對橋梁結(jié)構(gòu)采取定期監(jiān)測，適時進行橋梁檢測，橋梁養(yǎng)護管理單位應(yīng)該對橋梁結(jié)構(gòu)狀態(tài)有一定的了解；最后，保證橋梁結(jié)構(gòu)養(yǎng)護管理資金的投入，確保當結(jié)構(gòu)產(chǎn)生病害時有足夠的資金進行維修工作。

（二）對主要病害采取適當?shù)拇胧?/p>

1.控制超載 。

加強管理，對危舊橋梁適當采取限行措施，設(shè)計合理的通行方案，在確保交通運輸基本要求得到滿足的同時，避免超載車輛在危舊橋梁上通行。

2.防止鋼筋的銹蝕。

建造期，嚴格控制混凝土材料選用，適當添加外加劑，改善混凝土結(jié)構(gòu)抗裂性能，保證混凝土保護層厚度滿足現(xiàn)行規(guī)范要求。對已經(jīng)投入使用的橋梁結(jié)構(gòu)產(chǎn)生的裂縫和混凝土破損應(yīng)該及時處理：對表面裂縫采取環(huán)氧膠泥表面涂抹，在涂漿后采取刷漆措施以滿足防腐需要；當裂縫寬度對結(jié)構(gòu)有較大影響時，應(yīng)采用灌漿法將漿質(zhì)料壓入裂縫中，避免裂縫的存在。

3.伸縮縫的維護。

對發(fā)生老化以及變形的伸縮縫部件結(jié)合實際情況及時進行更換，當周圍鋪裝出現(xiàn)損壞時，采取鑿除后重新鋪裝的措施，防止由于汽車沖擊引發(fā)的后續(xù)病害。在設(shè)計、施工、養(yǎng)護中注意以下幾點將減少伸縮縫病害的出現(xiàn)：結(jié)合實際情況選取合適的伸縮裝置；加強施工過程及工藝的控制；及時處理伸縮縫雜物堵塞。

4.支座病害的應(yīng)對。

在設(shè)計過程中，應(yīng)該對未來的交通量和車輛類型有較為準確的判斷研究，預留足夠的安全儲備；施工過程中應(yīng)該注重施工質(zhì)量，確保按圖施工，避免由于施工不當導致的結(jié)構(gòu)破壞；橋梁服役期間應(yīng)加強對支座的養(yǎng)護，做到有問題早發(fā)現(xiàn)，早解決，更換老化、變形和破壞的支座，不留安全隱患。

5.基礎(chǔ)不均勻沉降的應(yīng)對。

在勘探階段，應(yīng)對基礎(chǔ)周圍地基有較為詳細準確的報告；在設(shè)計過程中，應(yīng)選取較為合理的結(jié)構(gòu)體系，對不同的地質(zhì)條件選取較為可靠的設(shè)計方案；施工過程中，應(yīng)做到按圖施工，對實際施工過程中發(fā)現(xiàn)的問題及時報告，并采取合適的施工方案應(yīng)對不良地質(zhì)條件；投入運營階段，管理、養(yǎng)護單位應(yīng)對橋梁結(jié)構(gòu)定期采取監(jiān)測，遇到基礎(chǔ)發(fā)生沉降，及時組織研討應(yīng)對措施，確保下部結(jié)構(gòu)安全穩(wěn)定。

三、結(jié)束語

這些年我國修建了許多橋梁，對于新建橋梁已有比較豐富的設(shè)計和施工經(jīng)驗，但養(yǎng)護加固項目，尤其是大型橋梁的養(yǎng)護加固事業(yè)卻是近幾年才逐漸發(fā)展的，這方面和世界上一些橋梁強國相比，還存在一定的差距。對于橋梁工程加固措施而言，其實是一個系統(tǒng)化、復雜化的工程，因此我們在對橋梁病害的維修加固方案進行選擇時，必須考慮病害的具體情況以及與病害相關(guān)的有效信息，同時也要兼顧維修的經(jīng)濟性及橋梁本身的安全穩(wěn)定性和美觀性，要不斷學習和吸收國外先進經(jīng)驗，根據(jù)我國橋梁所面臨的實際問題提出合適的解決方案，并不斷探索創(chuàng)新，把我國橋梁耐久性提高到一個新的水平，只有這樣才能從根本上解決橋梁自身存在的實際問題，進而極大的提高橋梁本身的使用性能與服務(wù)年限，最終提升其整體的經(jīng)濟與社會效益。

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