公路橋梁病害原因分析及處理方法

秦南南

摘要：針對公路既有橋梁檢查，分析病害產(chǎn)生的原因，并根據(jù)橋梁結(jié)構(gòu)特點(diǎn)提出了合適的處理方法。

關(guān)鍵詞：橋梁;檢查;病害原因;分析;養(yǎng)護(hù);處理方法

1引言

隨著國民經(jīng)濟(jì)的飛速發(fā)展，交通運(yùn)輸量大幅度增長，行車密度及車輛載重越來越大，尤其是推行拖掛運(yùn)輸后，重型車輛日益增多，公路橋梁的負(fù)擔(dān)日趨嚴(yán)重，橋梁的安全度會有所下降，以致影響車輛運(yùn)營的安全。

2橋梁檢查和典型病害特征

我單位管養(yǎng)轄區(qū)內(nèi)共有93座橋梁，其中箱梁橋1座、混凝土空心板3座、簡支梁板橋59座、拱橋加寬或接長梁板橋后成為板拱橋25座、拱橋5座，每季度對既有橋梁進(jìn)行了詳細(xì)的定期檢查，然后根據(jù)這些外業(yè)檢查檢測項(xiàng)目結(jié)果，對這些病害產(chǎn)生的原因進(jìn)行了細(xì)致的分析。

2.1橋面系

經(jīng)調(diào)查發(fā)現(xiàn)，各舊橋橋面系及附屬構(gòu)造物均存在不同程度病害，主要有：橋面瀝青層出現(xiàn)隆包、剝離，車輛直接作用于外露的混凝土梁（板）;伸縮縫被泥沙填堵，縫兩側(cè)梁體被車輛撞損嚴(yán)重，或者梁體產(chǎn)生較大縱向位移，在橋臺背墻處完全頂死;護(hù)欄出現(xiàn)滑移、斷裂、脫落等。

2.1.1橋面鋪裝

橋面鋪裝首先是調(diào)查橋面鋪裝的類型，然后調(diào)查鋪裝層存在的主要缺陷。水泥混凝土鋪裝層的主要病害有：裂縫、剝落、坑洞、磨光等。瀝青鋪裝層的主要病害有：輕微裂縫（發(fā)狀或條狀）、嚴(yán)重裂縫（龜裂、縱、橫裂縫）、坑槽、車轍、擁包、磨光和起皮等。此外，瀝青鋪裝層應(yīng)保證足夠的平整度和粗糙度，過分光滑雨天易使車輛打滑。

2.1.2伸縮縫

伸縮縫設(shè)置于梁端構(gòu)造較弱部位，因直接承受車輛的反復(fù)荷載，故最易遭受破壞。本轄區(qū)內(nèi)的小橋有50%以上是沒有設(shè)置伸縮縫的，部分伸縮縫為填料式。隨著交通量的增大，載重車輛增多，伸縮縫的破壞逐漸增多。伸縮縫的損壞不僅妨礙車輛的行駛性能，而且會發(fā)展到引起結(jié)構(gòu)本身的破壞，如橋面伸縮縫損壞后，使雨水向下滲漏從而影響梁體端部結(jié)構(gòu)和造成支座銹蝕等破壞。

2.2橋梁上部結(jié)構(gòu)

2.2.1梁板

梁板通常有混凝土開裂、剝離、斷面破損、鋼筋外漏及銹蝕、混凝土本身質(zhì)量不足、異常變形、梁板濕接縫滲水、漏水等缺陷。對于簡支梁橋主要檢查支點(diǎn)、L/4、3L/4及跨中截面是否有裂縫、蜂窩、麻面、空洞、露筋、剝落、游離石灰、縫隙夾層等現(xiàn)象。

2.2.1.1預(yù)制梁板

簡支板梁主要破損是板梁跨中斷裂、梁端混凝土碎裂等。最先破壞的部位都是由主車道開始，然后逐漸向外發(fā)展。首先是板梁跨中的鉸縫混凝土碎裂脫落，從跨中向兩端逐漸延伸。與此同時，鉸縫處的裂縫反射到橋面鋪裝層上，使橋面鋪裝層的鉸縫位置沿橋梁縱向出現(xiàn)裂縫。繼續(xù)發(fā)展則橋面鋪裝層混凝土碎裂，鋪裝層橫向鋼筋被行車荷載剪斷。

2.3橋梁下部結(jié)構(gòu)

2.3.1墩臺身

墩臺的檢查主要是墩臺身缺陷及裂縫檢查和墩臺變位（沉降、位移、傾斜）的檢查。

鋼筋混凝土的墩臺身比較常見的缺陷是混凝土的風(fēng)化、掉角及船只碰撞造成的表面混凝土擦痕、混凝土的凍脹引起剝離、露筋、支座下混凝土局部承壓而造成損壞;比較常見的裂縫形態(tài)是墩臺身沿主筋方向的裂縫或沿箍筋方向的裂縫、蓋梁上與主筋方向垂直的豎向或斜裂縫。

2.3.2蓋梁

蓋梁較淺的豎向表面短細(xì)裂縫一般是由于溫差和混凝土收縮引起的，這種裂縫呈中間大兩頭逐漸變小趨勢;寬度較大的豎向深層裂縫是由于局部應(yīng)力集中造成的豎向劈裂，這種裂縫一般由蓋梁頂部向下發(fā)展，裂縫寬度呈上頭大下頭逐漸變小趨勢。蓋梁最大拉應(yīng)力位于橋墩頂處上緣，所以蓋梁墩頂處上緣沿縱向裂縫與承受的作用力有關(guān)，為受力裂縫。蓋梁上緣其它部位拉應(yīng)力處于較低的水平，因此此類裂縫不是受力裂縫，是由于溫差和混凝土收縮引起的。此外，在帽梁端頭由于受雨水和大氣的影響，使鋼筋局部銹蝕，而使混凝土產(chǎn)生一些有規(guī)則和無規(guī)則裂縫，進(jìn)而腐蝕粉化影響梁的使用壽命。

3舊橋主要病害原因分析

近年來檢查發(fā)現(xiàn)橋梁的一些部位已有不同程度的損壞。全市的橋梁80%是簡支梁橋（包括拱板橋在內(nèi)）。這些橋梁損壞的部位、損壞的形式基本相同。通過多年的橋梁養(yǎng)護(hù)發(fā)現(xiàn)，墩臺基本沒有發(fā)現(xiàn)失穩(wěn)的現(xiàn)象、下部結(jié)構(gòu)損壞較輕微、上部結(jié)構(gòu)破損的程度最嚴(yán)重。

3.1裂縫嚴(yán)重

通常裂縫是鋼筋混凝土橋梁及圬工橋梁中普遍存在的一種缺陷或主要的病害。一般裂縫有兩種類型：一種是由于橋梁結(jié)構(gòu)的強(qiáng)度或剛度不足，在外荷載作用下產(chǎn)生的裂縫，有縱向裂縫和橫向裂縫之分;另一種是由于施工質(zhì)量不好而出現(xiàn)的裂縫。

根據(jù)調(diào)查結(jié)果顯示，使用時間在三十年以上的舊橋，幾乎絕大多數(shù)構(gòu)件均出現(xiàn)不同程度開裂，裂縫分布范圍較廣，其寬度遠(yuǎn)遠(yuǎn)超過規(guī)范所規(guī)定的容許范圍。

3.2碳化程度嚴(yán)重

所謂碳化是指氣相的或水溶的CO2與混凝土中的堿性物質(zhì)反應(yīng)，使堿性物質(zhì)轉(zhuǎn)化為pH較低的碳酸鹽CaCO3。混凝土碳化結(jié)果是降低了混凝土的高堿性，導(dǎo)致鈍化層（混凝土的高堿性使包裹在混凝土中的鋼筋表面形成鈍態(tài)氧化層）失穩(wěn)甚至失效，引起鋼筋銹蝕。

3.3施工質(zhì)量差

在過去施工時由于缺乏足夠的實(shí)踐經(jīng)驗(yàn)，不注意施工質(zhì)量，不按施工操作規(guī)程辦事，加之施工組織和管理不善，不僅大幅增加了造價，而且造成了一定的工程事故和隱患。

橋的墩帽處發(fā)現(xiàn)大面積蜂窩，墩身氣泡、麻面現(xiàn)象非常嚴(yán)重。很顯然這是由于當(dāng)時施工中振搗不到位所致，且在竣工驗(yàn)收時沒有按照有關(guān)規(guī)程辦事，對此類明顯存在的問題沒有及時予以處理。另外，在各舊橋中混凝土脫落、露筋等病害也時常可見，而裸露的鋼筋又由于銹蝕膨脹，使鋼筋與混凝土間的粘結(jié)作用破壞從而使結(jié)構(gòu)物的承載能力整體下降。

3.4設(shè)計不合理或存在缺陷

一方面由于過去所選橋型不盡合理，過去流行的橋型在現(xiàn)階段重交通情況下出現(xiàn)嚴(yán)重缺陷。同時，在結(jié)構(gòu)設(shè)計計算上的某些假定也是不盡完善和合理的。另一方面，由于領(lǐng)導(dǎo)意識較強(qiáng)，在施工時任意改變設(shè)計，又未經(jīng)計算，橋梁結(jié)構(gòu)強(qiáng)度、剛度、耐久性和穩(wěn)定性均無足夠保證。

4病害處理方法

4.1橋面鋪裝層處理

鑿除原橋面鋪裝，全部重新澆筑鋼纖維混凝土（加筋），由于鋼纖維混凝土抗拉強(qiáng)度較高，并設(shè)有較強(qiáng)的鋼筋網(wǎng)，不僅耐磨，抗沖擊，而且對掛梁的橫向剛度有較大提高。

4.2支座病害處理

橡膠支座的變形開裂將會影響橋梁的安全使用，建議對變形開裂比較嚴(yán)重的、老化失效的板式橡膠支座進(jìn)行更換處理。

脫空的支座應(yīng)及時糾正支座位置，并在底部墊塞鋼板，使其達(dá)到設(shè)計狀態(tài)。

墊板銹蝕的支座應(yīng)及時更換銹蝕的鋼板，使支座正常工作。

5結(jié)論

在橋梁檢查中，一定要細(xì)心觀察，發(fā)現(xiàn)缺陷后，應(yīng)結(jié)合觀察到缺陷的種類、部位、范圍及嚴(yán)重程度，從設(shè)計、施工及使用年限，使用狀態(tài)記錄出發(fā)，進(jìn)行綜合分析，使之得到切合實(shí)際的初步判斷。對公路混凝土橋梁的一些病害進(jìn)行分析，找出產(chǎn)生病害的原因，提出加固處理的具體辦法，實(shí)踐證明此修補(bǔ)措施是可行有效的。這對以后的加固工作具有重要的現(xiàn)實(shí)意義，對我國大量既有混凝土梁式橋梁的加固改造有一定的參考價值。

參考文獻(xiàn)：

[1] 公路橋涵養(yǎng)護(hù)規(guī)范（JTGH11—2004）人民交通出版社

[2] 公路橋涵施工技術(shù)規(guī)范（JTJ041—2000）人民交通出版社

[3] 關(guān)于印發(fā)《公路橋梁養(yǎng)護(hù)管理工作制度》的通知（交通部文件交公發(fā)[2007]336號）

[4] 橋梁加固設(shè)計施工技術(shù)（劉來君，趙小星）人民交通出版社，2004

（作者身份證號碼：320925198812104540）