市政橋梁病害分析及養(yǎng)護方法探討

李國權(quán)

(廣東瑞迅建設(shè)集團有限公司,廣東 佛山 528200)

0 引言

建筑產(chǎn)業(yè)的飛速發(fā)展推進了市政工程的建設(shè)與發(fā)展，為了提升市政橋梁壽命，降低橋梁病害的干擾，本文將嘗試對市政橋梁病害進行分析，設(shè)計市政橋梁養(yǎng)護方法，延長橋梁的使用壽命，為市政工程的持續(xù)建設(shè)提供保障。

1 市政橋梁病害分析

1.1 橋梁裂縫

橋梁裂縫是指橋面鋪設(shè)的水泥層或表層出現(xiàn)裂痕，通過對某裂痕橋梁進行分析，發(fā)現(xiàn)出現(xiàn)此種現(xiàn)象的原因有如下三點。如下表1所示。

表1 橋梁裂縫產(chǎn)生原因

如上述表1所示，橋梁的問題一直屬于市政工程的關(guān)鍵，由于橋梁裂縫導(dǎo)致的社會危險較顯著。尤其在當(dāng)下市政工程中，大部分橋梁均使用的鋼制材料制造，此種施工材料受到天氣環(huán)境的影響較大[1]。尤其在冬季時期，室外氣溫較低，鋼材料易折斷，整體橋梁變得十分脆弱。

1.2 橋墩沉降

近年來由于橋墩沉降導(dǎo)致的安全事故屢屢發(fā)生，大多數(shù)事故均發(fā)生在我國中西部地區(qū)，這些地區(qū)的經(jīng)濟發(fā)展起步較晚，因此建筑產(chǎn)業(yè)的建設(shè)也缺少統(tǒng)籌計劃。加之市政工程的改造導(dǎo)致、不標(biāo)準(zhǔn)施工等原因，導(dǎo)致地基鋪設(shè)不均勻，或由于橋面出現(xiàn)超負荷/超限承載現(xiàn)象，橋面在長期擠壓的情況下，混凝土性能失效，長期時間導(dǎo)致橋墩出現(xiàn)沉降問題。

1.3 橋梁端頭損壞

橋梁端頭出現(xiàn)破損屬于混凝土橋面裂縫的進一步延伸，此種情況下，可直接采用強補施工的方式進行養(yǎng)護。但由于端頭發(fā)生損壞并不是突發(fā)性事故，因此究其原因仍屬于建筑施工不到位，或后期對橋梁的運維管理存在問題所導(dǎo)致的[2]。主要是由于當(dāng)端頭局部伸縮施工過程沒有受到有關(guān)單位的關(guān)注，日常對橋梁的巡查行為不完善，無法及時的發(fā)現(xiàn)橋梁端頭凍融現(xiàn)象，周而復(fù)始導(dǎo)致材料松動，出現(xiàn)損壞。

1.4 橋梁支座失效

支座失效又被稱為底座開裂或底座脫空，大部分橋梁為了保持其穩(wěn)定性，使用橡膠材質(zhì)的底座，但也正因如此，橋梁底座的受力十分不均勻。長此以往，橋梁底座被脫空。無法參與對橋梁受力作用，導(dǎo)致剩余橋梁底座所承受的壓力顯著增加，在作用力的影響下，橋梁發(fā)生形變，架空部位受到光照、熱效應(yīng)、氧化等的影響，最終呈現(xiàn)失效現(xiàn)象。

2 市政橋梁養(yǎng)護要點

橋梁受到室外環(huán)境的影響，導(dǎo)致橋面損壞發(fā)生的幾率較大，為了緩解現(xiàn)狀，應(yīng)做好橋面的巡查與養(yǎng)護工作。以橋梁養(yǎng)護工作為例，在施工過程中，需要針對橋面病害類型進行分析，并采用就地加熱、定期將橋面翻松與壓實的方式，進行路面修補。此過程中應(yīng)注意的是橋梁排水問題，受到區(qū)域降水影響，大量雨水堆積在橋面上，不僅會影響橋面的穩(wěn)定性，也會在一定程度上導(dǎo)致路面受到侵蝕。因此在養(yǎng)護過程中應(yīng)加大對橋面的排水力度，降低積水問題的出現(xiàn)。

在此基礎(chǔ)上，可適當(dāng)加大對橋梁、支柱、底座等組織結(jié)構(gòu)的加固，并增設(shè)定期對橋梁的評估，設(shè)計市政橋梁養(yǎng)護標(biāo)準(zhǔn)，為養(yǎng)護工作的實施提供有效的執(zhí)行依據(jù)。

3 市政橋梁養(yǎng)護方法

3.1 處理市政橋梁病害

定期對市政橋梁進行巡查，及時發(fā)現(xiàn)影響橋梁質(zhì)量的病害與發(fā)生原因，提出規(guī)范化的病害處理程序。如下圖1所示。

圖1 市政橋梁病害處理程序

按照上述圖1所述流程，進行市政橋梁病害的修復(fù)，在修復(fù)前，應(yīng)先分析病害的所屬類型，并劃分病害發(fā)生等級。對于結(jié)構(gòu)性破壞，采取大面積處理工作，對于小面積病害，應(yīng)及時給予其修補，以此避免對橋面造成進一步的損壞[3]。以橋梁裂縫病害為例，對其進行等級處理與劃分可按照如下表2的方式實施。

表2 橋梁裂縫程度與分類

橋墩沉降、橋梁端頭損壞、橋梁支座失效等病害均可參照表2中等級劃分方式實施。

3.2 市政橋梁大面積修補與養(yǎng)護

養(yǎng)護工作的實施是為了提高市政橋梁的使用壽命，因此本章針對市政橋梁大面積病害具有的散點多、分布廣等特點，進行養(yǎng)護修補工作。具體步驟如下所示。

安排專業(yè)測評人員對橋梁路面進行評估與勘測-實施銑刨行為-運輸并清理施工廢料-切除施工邊角料-打邊-人工清掃橋梁與橋面-銑刨剖面復(fù)測-在橋面瀝青上噴灑乳化后的瀝青-尋找剖面基準(zhǔn)線(此步驟涉及瀝青養(yǎng)護材料的運輸與裝載)-將修補與養(yǎng)護涂料攤鋪在橋面-使用壓路機反復(fù)碾壓橋面-等待橋面冷卻-開放橋面交通。

綜合上述修補與養(yǎng)護流程，可顯著的看出，市政橋梁的修補與養(yǎng)護工藝相對復(fù)雜，施工過程中涉及的大型裝載設(shè)備較多。包括地質(zhì)勘探設(shè)備、運輸車輛、乳化試劑、撒布車等。因此在實際養(yǎng)護施工過程中，應(yīng)加大對不同設(shè)備的選型力度，綜合橋梁病害現(xiàn)狀，執(zhí)行對應(yīng)的養(yǎng)護行為，以此提高市政橋梁的質(zhì)量與生命周期，確保市政工程的順利實施。

4 對比實驗

實驗以某城市市政橋梁作為實驗對象，該橋梁全長1.28 km，寬度為12.5 m，當(dāng)前該橋梁當(dāng)中存在的病害問題主要包括橋梁裂縫、橋墩沉降、端頭損壞、支座失效等，選取該橋梁中的一半?yún)^(qū)域利用傳統(tǒng)養(yǎng)護方法進行養(yǎng)護，選取橋梁另一半?yún)^(qū)域利用本文設(shè)計的養(yǎng)護方法進行養(yǎng)護。完成養(yǎng)護后，重新開放該市政橋梁，并持續(xù)運行15天，在確保養(yǎng)護期間兩種養(yǎng)護方式均沒有產(chǎn)生錯誤操作的情況下，對比兩塊區(qū)域的養(yǎng)護效果。為方便后續(xù)對兩種養(yǎng)護方法進行評價，建立如下評價指標(biāo)及相應(yīng)評分。

根據(jù)表3中的內(nèi)容，對兩種養(yǎng)護方法進行評分，在評價過程中，若出現(xiàn)表3中其它評價指標(biāo)中的泛油和補修現(xiàn)象，未出現(xiàn)記為0分，每出現(xiàn)一次記為一分，其余評價指標(biāo)同理。利用電子表格對兩組評價結(jié)果進行記錄，并利用FGHJ軟件計算出兩種養(yǎng)護方法的最終得分，為方便對兩種養(yǎng)護質(zhì)量對比，將得分結(jié)果記錄如表4所示。

表3 養(yǎng)護方法評價指標(biāo)及評分

表4 兩種養(yǎng)護方法養(yǎng)護結(jié)果對比表

表4中，本文養(yǎng)護方法得分明顯小于傳統(tǒng)養(yǎng)護方法得分，分數(shù)越小，證明出現(xiàn)上述橋梁病害問題的次數(shù)越少，養(yǎng)護質(zhì)量越高。因此，通過表4中的數(shù)據(jù)可以得出，通過本文養(yǎng)護方法并未出現(xiàn)松散類以及泛油和補修的問題，并且裂縫類和變形類出現(xiàn)次數(shù)僅為1次。而傳統(tǒng)養(yǎng)護方法在四種病害問題上均出現(xiàn)了較多次，因此進一步證明本文提出的養(yǎng)護方法具有更高質(zhì)量的養(yǎng)護效果，不需要重復(fù)養(yǎng)護操作，可以有效降低對市政橋梁的養(yǎng)護成本，并降低橋梁病害問題對其正常運營的影響。將本文提出的養(yǎng)護方法應(yīng)用于實際，可在后期橋梁實際運行過程中，為駕駛?cè)藛T提供更好的行車體驗。

5 結(jié)束語

隨著路面車輛數(shù)量的劇增，加之橋梁結(jié)構(gòu)與常規(guī)柏油路面的結(jié)構(gòu)不同，導(dǎo)致橋梁一直是事故高發(fā)場所。因此本文以市政橋梁為研究對象，對其病害現(xiàn)象進行了分析，并提出了對應(yīng)的橋梁養(yǎng)護方法。此外，本文提出設(shè)計對比實驗的方式，對設(shè)計的養(yǎng)護方法進行檢驗，分析對比實驗結(jié)果可發(fā)現(xiàn)本文提出的養(yǎng)護方法具有更高質(zhì)量的養(yǎng)護效果，不需要重復(fù)養(yǎng)護操作，可以有效降低對市政橋梁的養(yǎng)護成本，并降低橋梁病害問題對其正常運營的影響。因此，在后期的道路橋梁建設(shè)過程中，可嘗試將本文提出的養(yǎng)護方法應(yīng)用到市政橋梁的維護與養(yǎng)護工作中，通過定期執(zhí)行合理化的養(yǎng)護行為，提高市政工程的質(zhì)量，也提升市政橋梁的使用壽命，以此實現(xiàn)建筑產(chǎn)業(yè)的可持續(xù)建設(shè)與發(fā)展。