公路橋梁上部結(jié)構(gòu)病害成因及養(yǎng)護(hù)對(duì)策分析

楊超、肖城

（江西省天馳高速科技發(fā)展有限公司，江西南昌330000）

0 引言

高速公路橋梁在養(yǎng)護(hù)管理環(huán)節(jié)，很多已投入運(yùn)營的橋梁項(xiàng)目因?yàn)榻ㄔO(shè)施工、運(yùn)營維護(hù)不當(dāng)?shù)葐栴}，導(dǎo)致上部結(jié)構(gòu)存在嚴(yán)重?fù)p壞的問題，影響公路橋梁整體效果。及時(shí)采取措施分析各種養(yǎng)護(hù)措施，保障橋梁的正常運(yùn)行，達(dá)到行車安全性的要求，促進(jìn)交通領(lǐng)域的發(fā)展和進(jìn)步。

1 橋梁養(yǎng)護(hù)意義

針對(duì)橋梁工程項(xiàng)目而言，在運(yùn)營的階段中經(jīng)常會(huì)受到車輛荷載以及環(huán)境因素的影響，從而出現(xiàn)橋梁病害問題。通過采取科學(xué)有效的養(yǎng)護(hù)方式，加以及時(shí)、周詳?shù)酿B(yǎng)護(hù)策略，可以減少裂縫危害的出現(xiàn)。同時(shí)，在養(yǎng)護(hù)的階段針對(duì)出現(xiàn)的裂縫問題以及相關(guān)磨損問題，通過及時(shí)的采用材料進(jìn)行更換處理，能夠提高橋梁結(jié)構(gòu)的穩(wěn)定性，對(duì)延長公路橋梁的使用年限有著積極的作用。

2 上部結(jié)構(gòu)病害

2.1 板（梁）裂縫

上部結(jié)構(gòu)的板（梁）裂縫有主要包含縱向與橫向裂縫，還有腹板結(jié)構(gòu)的裂縫，并且存在比較嚴(yán)重的腐蝕性問題。

2.1.1 板（梁）縱向裂縫

一是，縱向走向位置沿著預(yù)應(yīng)力鋼束方向運(yùn)行，和施工中的預(yù)應(yīng)力鋼束位置、張拉、壓漿等存在直接的關(guān)系，比如結(jié)構(gòu)強(qiáng)度性能不足、鋼束發(fā)生變形等；二是，空心板結(jié)構(gòu)的存在，造成縱向裂縫發(fā)生，比如在圓孔下部或者方孔邊角等部位上出現(xiàn)裂縫的問題；三是，整體澆筑作業(yè)形成的空心板結(jié)構(gòu)，結(jié)構(gòu)配筋出現(xiàn)縱向過大的情況，導(dǎo)致結(jié)構(gòu)鋼筋出現(xiàn)損壞的情況，特別是在高等級(jí)的公路橋梁寬度較大的情況下，因?yàn)闇囟葢?yīng)力、橫向彎矩等持續(xù)作用，導(dǎo)致結(jié)構(gòu)出現(xiàn)裂縫的病害問題[1]。

2.1.2 板（梁）底橫向裂縫和腹板豎向裂縫

這是目前比較普遍存在的裂縫問題，是普通混凝土結(jié)構(gòu)部件常見病害，因?yàn)椴⑽串a(chǎn)生預(yù)應(yīng)力的作用，在恒載、活載等影響之下，結(jié)構(gòu)發(fā)生裂縫的問題，這是較為常見的受力裂縫的形式，一般來說橋梁運(yùn)行較長時(shí)間都會(huì)產(chǎn)生開裂的問題。有些預(yù)應(yīng)力結(jié)構(gòu)的腹板形式，混凝土保護(hù)層結(jié)構(gòu)厚度較小，豎向鋼筋銹蝕問題的出現(xiàn)也會(huì)導(dǎo)致豎向裂縫的存在，但是一般不會(huì)延伸到底板的結(jié)構(gòu)上，也不會(huì)出現(xiàn)下寬上窄的形式，所以并不是受力裂縫的問題。

2.2 板（梁）底滲水、泛白

空心板底部因?yàn)檫M(jìn)入大量的水而導(dǎo)致結(jié)構(gòu)損壞，這主要是由于空心板結(jié)構(gòu)損壞而導(dǎo)致的，主要形成原因有如下幾種：其一，梁體的排水孔位置上并不是最低位置，所以導(dǎo)致很多部位上存在積水嚴(yán)重的情況，且水泥混凝土還有部分透水性，梁體中有一定量的存水，逐漸地進(jìn)入到水泥結(jié)構(gòu)內(nèi)部，發(fā)生泛白的問題。有些橋涵結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)為普通混凝土結(jié)構(gòu)形式，在正常運(yùn)行的過程中，底部會(huì)發(fā)生細(xì)微橫向裂縫的問題，這種情況下水會(huì)從裂縫的位置上直接滲出，造成底部發(fā)生泛白的問題。其二，有些橋面結(jié)構(gòu)排水效果比較差，且水泥混凝土損壞較為嚴(yán)重，雨水、雪水滲入到內(nèi)部的情況比較嚴(yán)重，且冬季融雪劑的加入也會(huì)造成鋼筋腐蝕嚴(yán)重，結(jié)構(gòu)性能變差，嚴(yán)重地影響總體的施工效果[2]。

2.3 剝落、露筋

造成剝落、露筋的原因：一是，混凝土結(jié)構(gòu)長期受到自然環(huán)境的侵蝕和影響，比如雨淋、日曬等，存在表面嚴(yán)重風(fēng)化損失的問題，還有滲水、凍融等綜合性影響，出現(xiàn)鋼筋銹蝕嚴(yán)重、混凝土表面結(jié)構(gòu)剝落、露筋等問題；二是，交通事故的發(fā)生，因?yàn)檐囕v碰撞而導(dǎo)致的剝落、露筋。

2.4 板底刮痕

造成板底刮痕的原因有：其一，有超出限高標(biāo)準(zhǔn)的車輛進(jìn)入到內(nèi)部行駛，或者超載、私自改裝的車輛行駛，從而引發(fā)板底刮痕的問題出現(xiàn)；其二，公路橋梁管理單位未及時(shí)采取必要的養(yǎng)護(hù)管理措施，有些交通路段內(nèi)行駛較多的砂石料運(yùn)輸車，灑落的材料未能及時(shí)清理，長久堆積導(dǎo)致路面標(biāo)高比較大，最終出現(xiàn)車輛撞擊橋梁的事故問題，嚴(yán)重影響橋梁運(yùn)行的安全性[3]。

2.5 鉸縫滲水堿蝕、勾縫砂漿脫落

因素一，勾縫施工中其結(jié)構(gòu)和梁體結(jié)構(gòu)聯(lián)合的性能比較差，車輛運(yùn)行時(shí)導(dǎo)致橋梁發(fā)生振動(dòng)的危害，造成勾縫砂漿脫落的問題發(fā)生；因素二，梁板間在傳輸車輛剪力的條件下，鉸縫也會(huì)存在有較大的外部作用力，而勾縫砂漿厚度較小，結(jié)構(gòu)性能相對(duì)較低，所以是最先損壞的結(jié)構(gòu)；因素三，橋面排水效果非常差，積水會(huì)逐漸地滲入到結(jié)構(gòu)內(nèi)部，導(dǎo)致出現(xiàn)堿蝕的問題。

2.6 支座脫空

因?yàn)橹ё撞繅|石開裂，或者出現(xiàn)了墩臺(tái)頂面平整度不足而產(chǎn)生底部脫空。

2.7 支座老化、開裂

一是，橡膠支座在運(yùn)行中因?yàn)榄h(huán)境的侵蝕影響、外部荷載的持續(xù)性作用，導(dǎo)致其老化比較嚴(yán)重，結(jié)構(gòu)性能下降，而發(fā)生老化開裂的質(zhì)量問題；二是，伸縮縫或橋面連續(xù)縫出現(xiàn)結(jié)構(gòu)損壞的問題，導(dǎo)致漏水、漏油的問題，給支座橡膠產(chǎn)生嚴(yán)重的侵蝕影響而發(fā)生損壞的問題；三是，墩頂存在有部分的垃圾或者散落的材料，支座結(jié)構(gòu)出現(xiàn)變形的情況，從而引發(fā)結(jié)構(gòu)損壞的問題。

2.8 支座剪切變形

一般情況下，橡膠支座并不會(huì)和梁體結(jié)構(gòu)同時(shí)進(jìn)行滑動(dòng)，且溫度的作用之下會(huì)出現(xiàn)收縮變形，再加上外部荷載持續(xù)性的作用，進(jìn)而出現(xiàn)了剪切變形的問題。

3 養(yǎng)護(hù)對(duì)策

3.1 梁體裂縫對(duì)策

一方面，當(dāng)裂縫寬度W＜0.15mm 時(shí)，需要選擇使用涂刷環(huán)氧樹脂漿液的方式進(jìn)行封閉處理；另一方面，當(dāng)裂縫寬度W≥0.15mm 時(shí)，選擇應(yīng)用化學(xué)灌漿作業(yè)方式。受力裂縫一般需要通過在表面粘貼碳纖維布或者鋼板等方法加固施工，但是要保證排水效果合格，確保排水孔達(dá)到通暢性的要求，符合運(yùn)行標(biāo)準(zhǔn)和要求。

3.2 剝落、露筋對(duì)策

對(duì)策一，如果因?yàn)檐囕v碰撞所產(chǎn)生的損壞問題，及時(shí)做出相應(yīng)的損壞結(jié)構(gòu)修補(bǔ)處理，可根據(jù)需要一并設(shè)置限高標(biāo)志，能夠一定程度上預(yù)防此類事故發(fā)生。對(duì)策二，如果是因堿骨料的反應(yīng)而導(dǎo)致發(fā)生剝落的問題，應(yīng)該采取環(huán)氧砂漿填補(bǔ)的方式進(jìn)行修復(fù)處理；對(duì)于鋼筋外露銹蝕的問題，需將表面存在的雜物清除干凈，裸露出光潔的部分，并且涂刷鋼筋保護(hù)劑材料，最后再在表面使用環(huán)氧砂漿材料進(jìn)行保護(hù)處理，提高結(jié)構(gòu)性能。對(duì)策三，如果發(fā)生剝落的問題是因?yàn)榛炷龄P蝕膨脹所導(dǎo)致的，將銹蝕物質(zhì)清理干凈，然后表面再涂刷一層保護(hù)劑，且使用環(huán)氧砂漿制作鋼筋保護(hù)層，達(dá)到結(jié)構(gòu)強(qiáng)度和性能的要求[4]。

3.3 板（梁）底滲水措施

對(duì)于板（梁）底滲水堿蝕，檢查確定是否達(dá)到排水性的要求，滿足通暢度的標(biāo)準(zhǔn)，及時(shí)排出積水，消除任何不利的影響。

3.4 板底刮痕對(duì)策

一方面，如果問題出現(xiàn)在公路橋梁等級(jí)較低的通道、涵洞等設(shè)施，因?yàn)榕既恍园l(fā)生的事故產(chǎn)生的撞擊損壞問題，選擇應(yīng)用環(huán)氧混凝土材料實(shí)施修復(fù)處理，表面粘貼一層鋼板或者碳纖維布增加結(jié)構(gòu)強(qiáng)度，并且在現(xiàn)場(chǎng)布置限高標(biāo)志牌或者門架，禁止超限車輛進(jìn)入到現(xiàn)場(chǎng)內(nèi)；另一方面，如果橋梁的凈高比較小，比如下部有穿越經(jīng)過的二級(jí)以上公路，則容易發(fā)生撞擊事故問題，給梁體產(chǎn)生嚴(yán)重的損壞。此時(shí)應(yīng)該采取措施加強(qiáng)梁體的維修加固處理，如有必要可以及時(shí)更換基礎(chǔ)設(shè)施，降低撞擊事故概率，也可以采用下部開挖坡道的形式，增加凈高。對(duì)于凈高不合格，且目前沒有發(fā)生撞擊事故，管理單位需要及時(shí)采取措施增加凈高，以免后續(xù)運(yùn)行中產(chǎn)生撞擊問題[5]。

3.5 鉸縫滲水堿蝕、勾縫砂漿脫落對(duì)策

對(duì)策一，滲水堿蝕的問題需要采取增加橋面與伸縮縫的方式達(dá)到防水性效果，避免病害更加嚴(yán)重；對(duì)策二，勾縫砂漿脫落問題出現(xiàn)后，可以通過使用標(biāo)號(hào)更高的水泥砂漿材料實(shí)施修補(bǔ)處理。

3.6 支座脫空對(duì)策

針對(duì)上部橋梁結(jié)構(gòu)出現(xiàn)支座脫空問題，在實(shí)踐的階段中，根據(jù)支座的現(xiàn)狀，采取不同厚度的鋼板進(jìn)行墊實(shí)處理。同時(shí)在進(jìn)行鋼板墊實(shí)的階段中，還需要做好鋼板的固定以減少支座脫空問題二次出現(xiàn)。

3.7 支座開裂對(duì)策

在支座養(yǎng)護(hù)階段，為了有效處理支座開裂問題，需要保障支座處于穩(wěn)定的平衡狀態(tài)，及時(shí)處理墩柱周圍的殘留垃圾。保證制作的開裂問題能夠得到減少，同時(shí)針對(duì)開裂嚴(yán)重的需要及時(shí)的更換，另外在進(jìn)行維修的階段中需要加強(qiáng)平時(shí)的養(yǎng)護(hù)工作，及時(shí)地進(jìn)行涂油保養(yǎng)，減少支座橡膠老化問題出現(xiàn)。

3.8 支座剪切變形對(duì)策

在控制的階段中為了能夠保證整體結(jié)構(gòu)的強(qiáng)度滿足實(shí)際要求，需要及時(shí)的針對(duì)橡膠支座的變形角度進(jìn)行控制，使其能夠控制在小于35o范圍之內(nèi)。此外一旦超過了該參數(shù)值，需要及時(shí)的更換支座。

4 結(jié)語

混凝土橋梁上部，容易因?yàn)楦黝愐蛩氐某掷m(xù)作用從而導(dǎo)致結(jié)構(gòu)發(fā)生損傷等嚴(yán)重問題，威脅交通運(yùn)行安全性。在公路橋梁養(yǎng)護(hù)實(shí)施環(huán)節(jié)，加強(qiáng)上部結(jié)構(gòu)檢查管理工作，了解缺陷發(fā)生的原因，進(jìn)而采取必要的應(yīng)對(duì)措施，切實(shí)提升公路橋梁的運(yùn)行安全性和穩(wěn)定性。