程 玉 林
(山西省呂梁市交通運輸局,山西 呂梁 033000)
眾所周知,公路是我國的主要運輸方式,無論是旅客還是貨物都少不了陸地運輸,與人們的生活息息相關。隨著交通運輸業的發展,公路橋梁的使用量急劇增大,給其帶來了極大的壓力,公路橋梁的病害現象也時有發生。公路橋梁的病害對人們的日常生活產生了巨大的影響,不僅降低了運輸過程中的便利性,還有可能對人民的生命財產帶來威脅,所以,必須重視公路橋梁的建造和維護措施,保障人民的財產安全。
公路橋梁中最常見的病害就是各種類型的裂縫,其類型之多說明了建造過程中需要注意的地方有很多。其類型有:主梁裂縫,如出現在懸臂梁根部上緣和錨跨中部梁下緣出現的裂縫;拱上建筑(腹拱圈及橫墻)開裂;橋墩身上的水平裂縫和豎向裂縫;橋墩墩帽順橋軸線橫貫墩帽的水平裂縫等等。這些裂縫一開始都不甚明顯,但是隨著時間它會慢慢擴大加深,嚴重影響了公路橋梁的載重能力和穩定能力,不加重視會大大縮短路橋的使用壽命。
橋梁伸縮縫是梁體上重要的部分,其受到損害也是實踐中較為常見的路橋病害之一。橋梁伸縮縫的損壞反映到路面上就是大大小小的坑槽,車輛行駛在上面不平穩,增加了運輸的不安全因素,降低路橋的通行能力。最嚴重的是橋梁伸縮縫擠死,后果輕者頂壞橋臺背墻,重者擠壞梁頭,導致大梁報廢,會給國家帶來重大的工程損失和經濟損失。此外,伸縮縫損壞還會使護坡出現大量的水毀現象,增加養護負擔。
公路橋梁中還經常出現鋼筋銹蝕的問題,這通常會導致混凝土的密實性變差,進而導致道路的延展性受到影響,給養護人員增加負擔。一旦鋼筋出現腐蝕問題,鋼筋的體積就會膨脹,擠壓四周的混凝土,時間一長就會造成混凝土裂縫的產生,直接導致公路橋梁的承載力變差。
除了上述的路橋病害外,公路橋梁還會出現其他病害,主要有橋面破損、橋頭跳車、路面不均勻沉降、大梁偏斜、墩柱斷裂、鋼筋外露等,這些問題可能在剛出現時不會造成太大危害,但是會直接影響路橋的使用,長久以后很有可能造成安全事故,因此必須及時得到維修養護才能使公路橋梁的性能一直處于安全線以上。
大部分路橋都是由混凝土澆筑而成,其出現裂縫首先是因為混凝土本身的抗拉強度很小,結構間的受拉鋼筋密度遠遠超過混凝土的極限拉伸應變程度,較小的承重也可能會引起混凝土產生裂縫,其初期很細微,基本無法用肉眼發現,當開始運營之后,壓力增大,裂縫就慢慢變長變寬,最終影響道路的運營情況。產生裂縫后,如果裂縫逐漸穩定,即使其略超過允許值也不必對行車采用特別措施。但是如果裂縫不斷發展,有越來越多的趨勢甚至更大更寬,梁的剛度就會下降,鋼筋也會受到有害介質的侵蝕,對路橋的壽命起到反面作用。所以,養護人員需要及時觀察裂縫,及時對需要處理的裂縫采取措施,防止其帶來更嚴重的危害。
路橋鋪裝層的病害其實是最容易見到的,它主要表現為較規則的縱、橫向裂縫、不規則的網狀裂縫和較嚴重的破裂等。其產生的最大原因是橋面板剛度不足以支撐重載,車輛運行時,它受到的沖擊荷載作用導致其變形走樣,長期以來就會導致橋面板的鋪裝層出現裂縫,而且如果路橋養護人員不及時發現并采取措施,很有可能會加快其發展速度,最終使整個路面報廢,這將對國家造成極大的經濟損失。
路橋伸縮縫產生病害的原因有很多方面,首先是路橋設計不合理所引起的伸縮縫損壞。很多橋梁公路在結構設計上存在問題,對整體把握不到位,對細節處理粗糙,以致于建筑不合理,留下了很多安全隱患。其次就是施工過程中的一系列過失的緣故,比如選型不當、橋墩臺施工及梁板預制尺寸產生誤差、板式橡膠伸縮縫施工誤差等,這些小細節容易被施工人員忽略,導致了之后的伸縮縫病害。
引起鋼筋銹蝕的主要原因是混凝土的密實性不夠以及鋼筋保護層厚度不足或遭到破壞。混凝土密實性不夠可能是材料配比出現偏差或者采用了質量低劣的材料,使得鋼筋直接與蒸汽或者水和空氣接觸,導致其生銹腐蝕。鋼筋保護層的厚度不夠或者遭到破壞也會導致同樣的后果,鋼筋腐蝕又會降低路橋的抗壓能力和抗彎能力,造成不可忽視的后果。
實際上,路橋病害產生的原因除了以上四條以外,車輛超載問題也占據了不少因素。超載會讓公路橋梁應力幅度加大,公路橋梁損傷加重,帶來一系列結構破壞事故,降低公路橋梁的安全性和耐久性。
防治公路橋梁出現病害的措施之一就是定期檢測,用科學儀器獲取橋梁數據,由專家對橋梁結構的強度、剛度和穩定性進行評估,這樣就可以及時發現存在的問題并采取修繕措施。最常見的檢測方法是無傷檢測,即利用簡單的機械對路面進行敲擊、撞擊和回彈等動作或者利用較復雜的機械對路面進行檢測,如共振法、超聲波探測法等方法。這樣的檢測方式不必破壞路面,簡單易操作但是只能獲得一些簡單大概的數據,為了使檢測結果更加真實客觀,可以同時采用多種機械進行現場檢測。如果無傷檢測不能滿足現有要求的話,檢測人員應該進一步進行取樣檢測,即利用專業工具在結構采樣部位取得一定量的試樣,然后利用更精細更準確的儀器進行檢測。
定期檢測是每個路橋使用過程中必須具有的防治病害的措施,只有這樣才能將公路橋梁的現況牢牢掌握,即使出現質量問題也能以最快速度發現并解決,因此,有關部門應做好定期檢測工作,并提高檢測人員的專業素質,建設高精尖的公路橋梁檢測隊伍,完善檢測工作。
加固維護可以分為三個方面進行實際操作:對于主梁、橋臺后座和公路橋梁拓寬的加固。第一,對于主梁的加固。這是公路橋梁維護時最重要的養護手段,有很多加固方法,可以通過鋼板粘貼的方式加大公路橋梁的斷面,澆混凝土和錨噴的方式也同樣可行,還可以利用體外預應力的方式來加固主梁。第二,對于橋臺后座的加固。這個方面通常需要先去除橋臺后座的上路面,將其換成鋼筋混凝土制成的簡支預制板,然后支撐到兩側墻上,再把預制板和側墻連接起來,在二者上面鋪上混凝土橋面,這是最常用而且最有效的加固橋臺后座的手段。第三,對公路橋梁拓寬的加固。該措施也有多種方法,如就地改建,它不會影響路橋的正常運營,只需要搭建一座便橋,但是這種方法成本較高,一般情況下不予采用。另一種方法需要對交通運行情況展開控制,成本低,容易接受。
公路橋梁的運營已經成為了人類生活的重要組成部分,有關部門必須加大重視程度,及時將病害控制在可控制的范圍內。本文所述的路橋病害只是一小部分,防治措施也不盡如人意,應深入研究防治措施,延長路橋的使用壽命,也為保障人們的財產安全做出努力。