高速公路橋梁病害問題的分析與養護措施研究

張瑩

（河北省高速公路青銀管理處，石家莊050000）

1 引言

我國社會經濟高速發展的形勢下高速公路事業得到了充分的發展，高速公路橋梁技術愈發成熟，高速公路以及橋梁數量不斷增多。但同時也帶來了一系列的問題，如超載超限車輛越來越多，橋梁在運行過程中的超負荷現象愈發嚴重，高速公路橋梁病害層出不窮，為交通運輸帶來一定的安全隱患。因此，相關部門要對橋梁的現狀、承載力等多項指標數據進行定時檢測，尋找橋梁病害的類型以及成因，并提出應對措施，以便及時維修與加固橋梁，以有效杜絕安全事故的發生。

2 高速公路橋梁病害問題及其成因

我國早期修建的高速公路多為中小跨徑的簡支橋梁，已存在很多病害。具體表現為以下幾點。

2.1 橋面混凝土損壞

根據橋梁病害相關研究報告分析可知，橋面鋪裝混凝土損壞現象已成為常見病害種類之一，致使路面坑槽增多，而路面坑槽增多導致的顛車現象加劇了對橋梁的二次傷害，同時也給交通運輸安全造成威脅。根據相關研究報告與實踐經驗分析知，這類病害產生的最根本原因是由于部分高速公路在橋面鋪裝混凝土時存在施工質量問題。首先是橋面鋪裝混凝土厚度未達到設計強度標準，加上大量超載車輛循環碾壓，日常沖擊荷載系數大于規范值，從而誘發橋面鋪裝層破損、脫落等現象，加之日常養護也不到位，破損現象愈發嚴重。且部分橋梁使用開級配瀝青混凝土（即粗集料嵌擠組成，細集料及填料較少，設計孔隙率為18%的混合料），如若施工期間不能滿足一定的壓實度，極易加劇透水現象這對橋梁更是百害而無一利。其次，由于施工中對表面的塵土、雜物等清理不到位等原因造成的水泥混凝土與瀝青層黏結不牢現象，加之部分單位多通過增設防水層增強橋梁防水功能，但鋪裝中對防水層處理不當，產生防水層與水泥混凝土黏結不牢固的想象，進一步誘發徹底張裂現象【1】。此外，由于地基沉降等原因導致橋梁出現受力不均現象，橋梁連接處的混凝土受擠壓出現松動，這不僅加劇了路面混凝土的損壞現象，還極易對橋梁產生不利影響。

2.2 橋梁體混凝土開裂

鋼筋混凝土橋梁體開裂也是高速公路橋梁的常見病害之一，一方面是由于超載超限車輛反復碾壓橋面坑槽，在顛覆力的影響下橋梁結構的耐久性受到不利影響。另一方面與橋梁體有關的橋梁體施工環節、地理環境等多重復雜因素也會導致橋梁體裂縫。本文主要列舉以下幾點：

第一，橋梁基礎誘發裂縫。由于地基凍脹、分期建造基礎、結構荷載存在差異、橋梁本身地質環境不良如滑坡、斷層地質等多重因素，導致橋梁的基礎在使用一定年限后在豎直方向產生不勻沉降或位移，這時混凝土結構會產生一種附加應力。當病害嚴重到一定程度時，這種附加應力往往會大于混凝土結構的抗拉力，橋梁因此隨之出現結構開裂現象。

第二，溫度問題誘發裂縫。首先，作為橋梁體的主要材料，混凝土本身具有熱脹冷縮的性質，當內外部環境溫度發生變化時，混凝土會隨之誘發變形。同時，變形混凝土結構內會產生應力，當病害加劇時應力會超過混凝土抗拉強度，橋梁體隨之出現裂縫現象。

第三，工程質量問題誘發裂縫。橋梁體的構件十分復雜，存在墩臺、橋臺等多種結構部件，同時對控制性位置的技術要求也十分嚴格。但實際工程中部分構件采購于異地、保養也在異地，極易造成保養不及時的問題。同時，施工工藝過程中存在著如拼裝吊裝工序錯誤、混凝土結構澆筑工藝不合理、運輸起模分工不明等不良現象，導致橋梁體質量以及相關部件質量不合格，這極易誘發生長線型裂縫橋梁體病害。

2.3 荷載裂縫

荷載裂縫被分為應力裂縫和次應力裂縫，其主要是在外荷載作用下引起的直接應力裂縫，由于計算不到位，計算模型中預計機構受力與實際受力不相同，進而造成斷面不足、圖紙錯誤等現象。其次，是由不合理施工，如不了解預制結構特點，隨意使用起吊安裝等原因誘發。再次，是由使用期間超負荷運轉，加之自然災害、外力撞擊等多重因素誘發。

3 高速公路橋梁養護措施

3.1 橋面混凝土養護措施

第一，預防措施。為有效預防橋面混凝土破壞，相關單位要合理細致地安排橋面鋪裝工作。首先，在鋪裝瀝青混凝土前要使用專用工具如鐵刷等對橋面塵土、雜物做好清除工作。其次，對混合料原材料要嚴格把控，通過合理選擇碾壓時溫度、機械等，以確保瀝青混凝土得到有效壓實，將透水程度控制在合理范圍內。還需要對混凝土坍落度嚴格控制，以此保障混凝土持續保持較高強度。

第二，養護措施。目前常見的養護加固方案有局部修補、重新澆筑等相關方案。局部修補是指銑刨橋面破損瀝青鋪裝層，輔以鑿毛、銹蝕鋼筋除銹等工序，并鋪筑新鋪裝層，以此保證鋪設厚度、重量等來滿足橋梁的設計荷載。針對橋面板損壞程度過大、坑槽范圍廣、數量多等嚴重隱患的橋面要采取重新澆筑方案，重新澆筑時要采取拆除原鋪裝層、表面精細處理、錨入短鋼筋等流程，同時可通過鋪設一二層鋼筋網來加固橋面安全性，最后澆筑整體化混凝土【2】。

3.2 針對橋梁體及相關構件的養護措施

為有效解決橋梁體裂縫病害，尤其是生長線型裂縫，應加強對橋梁體、橋梁相關構件的有效養護。要做到：

第一，橋梁體裂縫的養護。可采取表面涂抹的方法應對荷載和溫度等外因誘發的橋梁裂縫病害，對漿材難以灌入的細而淺的裂縫，或未深入鋼筋表面的細微裂縫，不漏水的裂縫，無變形、固定的裂縫等采取封縫方案。用表面貼膜法處理嚴重程度滲漏裂縫如變形縫等，對寬度大但深度淺的輕微程度裂縫可直接填塞。同時，也可使用壓力灌漿法處理裂縫數量大且范圍廣、內部結構空隙深及內部的橋梁裂縫等病害。致力于做到根據不同種類的橋梁體裂縫，有效選取不同種類的維修加固方案【3】。

第二，相關橋梁構件的養護。頂升更換剪切變形、脫空、老化開裂的支座，更換中要注意工序先用專用樹脂砂漿找平，再安裝新支座。同時，要根據橋梁結構的不同采取不同的更換方式。采用鋼筋混凝土套箍法、擴大基礎法以及人工地基法等方法加固墩臺基礎。根據不同伸縮縫的種類制定不同的保養方案。若已經變形，則需要將部分螺絲及時拆下來，并應用焊接的方式進行維修加固，若膠伸縮縫老化或是脫落，則需要拆除或是更換。

3.3 針對應力荷載裂縫的養護措施

荷載裂縫不僅影響道路交通運輸安全，還對橋梁的耐久性等產生致命的傷害，因此，相關單位以及養護部門要高度重視，并根據不同的荷載裂縫種類，選擇不同的養護方案。在結構性病害層面，可使用粘貼鋼板、張拉預應力鋼束、原結構補強等措施，對原始結構受力裂縫及原結構經荷載試驗確認承載能力不足或不能滿足原設計荷載正常使用要求等現象予以有效解決。由主梁承載力不足引起的荷載裂縫、主筋銹蝕等問題，可將黏結劑或錨栓鋼板運用于結構受拉邊緣以及薄弱部位，使其形成結構整體，實現病害的有效解決，以此不斷提高橋梁的設計使用荷載。這種方法還能夠做到在一定程度上對原結構的應力狀態有所改善，主梁的抗裂性能因此得到有效提高。

4 結語

綜上所述，高速公路橋梁病害不僅對橋梁的耐久性與正常使用造成影響，還極大地危害了道路交通運輸安全。因此，相關單位部門應重視橋梁病害的預防與養護加固，保證高速公路能夠滿足日益加劇的道路交通運輸要求。