唐港高速公路橋涵常見病害及處治措施

張雅濤

（唐山市交通運(yùn)輸局，河北 唐山 063000）

唐山至京唐港高速公路（簡(jiǎn)稱“唐港高速公路”），建設(shè)標(biāo)準(zhǔn)為全封閉、全立交、雙向六車道高速公路。路基寬33.5m，設(shè)計(jì)車速為120km/h。唐港高速公路是京唐港港口經(jīng)濟(jì)開發(fā)區(qū)規(guī)劃建設(shè)的重要運(yùn)輸設(shè)施之一，它連接唐津、京秦、沿海等高速公路，是溝通唐山市與港口的運(yùn)輸大動(dòng)脈，構(gòu)成水陸交通運(yùn)輸骨架。

唐港高速公路自1997年12月部分通車以來，一期已運(yùn)營(yíng)近15年，二期也運(yùn)營(yíng)近10年，為全面、客觀地掌握公路的技術(shù)狀況，及時(shí)為公路養(yǎng)護(hù)管理、維修決策以及確定日常養(yǎng)護(hù)工作內(nèi)容提供可靠依據(jù)，對(duì)橋涵構(gòu)造物外觀質(zhì)量、缺損和病害等情況進(jìn)行了詳細(xì)的檢查。調(diào)查結(jié)果顯示，高速公路沿線混凝土橋梁的工作情況不容樂觀，破壞情況令人擔(dān)憂。本文就調(diào)查情況做了分析研究，對(duì)高速公路橋涵養(yǎng)護(hù)施工具有指導(dǎo)意義。

1 唐港高速公路橋涵主要破壞形式

通過對(duì)檢查結(jié)果的分析統(tǒng)計(jì)，本次定期檢查路線獨(dú)立橋涵共計(jì)328座，綜合評(píng)定確定結(jié)果為：1類橋15座，占全部橋梁的7.81%；2類橋177座，占全部橋梁的92.19%；“好”涵洞43座，占全部涵洞的31.62%；“較好”涵洞93座，占全部涵洞的68.38%。統(tǒng)計(jì)結(jié)果如表1-1、表1-2所示。

表1-1 唐港高速公路橋梁技術(shù)狀況評(píng)定統(tǒng)計(jì)表

表1-2 唐港高速公路涵洞技術(shù)狀況評(píng)定統(tǒng)計(jì)表

1.1 主要破壞部位

通過本次檢查評(píng)定，唐港高速公路橋涵構(gòu)造物整體狀況良好，但也存在一些病害。通過對(duì)全線橋涵檢查結(jié)果的匯總分析，發(fā)現(xiàn)全線橋涵破壞部位包括：橋臺(tái)、涵身、空心板、支座、伸縮縫、鉸縫等。其中橋臺(tái)、涵身和空心板破壞嚴(yán)重。

1.2 主要破壞形式

1.2.1 橋臺(tái)、涵身裂縫病害

本次檢查統(tǒng)計(jì)共有143座橋涵橋臺(tái)或涵身存在不同程度的裂縫病害，橋臺(tái)或涵身裂縫以豎向裂縫為主（如圖1-1所示），大都未超限。

圖1-1 橋臺(tái)和涵身的豎向裂縫

1.1.2 空心板裂縫病害

本次檢查發(fā)現(xiàn)共有66座橋梁存在空心板裂縫。主要裂縫形式有梁（板）底縱向裂縫、梁（板）底橫向裂縫、腹板豎向裂縫、腹板水平裂縫，部分裂縫伴有堿蝕痕跡（如圖1-2所示）。板底個(gè)別縱縫幾乎貫通底板。橫縫多出現(xiàn)在跨中區(qū)段。

圖1-2 空心板板底橫縫（伴有堿蝕）

2 破壞原因分析

根據(jù)橋涵的破壞形式、橋涵所處位置，分析得出橋涵不同部位的破壞原因各不相同。

2.1 橋臺(tái)、涵身裂縫病害原因分析

經(jīng)分析，橋臺(tái)、涵身裂縫病害的原因如下：

a）隨著經(jīng)濟(jì)的發(fā)展，交通流量增大，大型超載、超限車輛增多，超過了設(shè)計(jì)荷載，活載引起豎向壓力、沖擊力及臺(tái)后土壓力增大，從而引起臺(tái)身開裂；渠化交通使各車道位置橋臺(tái)所承受的豎向壓力差別較大，這也是橋臺(tái)產(chǎn)生有規(guī)律豎向裂縫的一個(gè)主要原因；

b）按照《公路橋涵施工技術(shù)規(guī)范》（JTG/T F50—2011）規(guī)定： “輕型臺(tái)必須在安裝梁板后才可以進(jìn)行臺(tái)背填土，且在梁板安裝前振動(dòng)壓路機(jī)不得靠近臺(tái)身位置”，但是施工中在梁板未安裝時(shí)，就進(jìn)行了臺(tái)背填土，用振動(dòng)壓路機(jī)靠近臺(tái)身碾壓，并且填土達(dá)到1～2m后才進(jìn)行梁板安裝，這種違規(guī)操作削弱了臺(tái)身抵抗填土及振動(dòng)壓路機(jī)產(chǎn)生的荷載效應(yīng)的能力，給臺(tái)身質(zhì)量埋下隱患；

c）基礎(chǔ)不均勻沉降導(dǎo)致豎向裂縫的產(chǎn)生；

d）主動(dòng)土壓力對(duì)輕型橋臺(tái)影響過大，導(dǎo)致橋臺(tái)前墻出現(xiàn)橫向裂縫，兩側(cè)墻出現(xiàn)豎、斜向開裂；

產(chǎn)業(yè)鏈金融涉及到企業(yè)集團(tuán)和各個(gè)上下游企業(yè)的財(cái)務(wù)活動(dòng)與運(yùn)營(yíng)，所以僅憑財(cái)務(wù)公司完成全面而有效的監(jiān)督管理的難度相對(duì)較大。在對(duì)產(chǎn)業(yè)鏈金融的監(jiān)管工作中，財(cái)務(wù)公司自身的監(jiān)管力度也有所不足，特別是在內(nèi)部控制的應(yīng)用方面還不夠理想，沒有確定監(jiān)督工作的重難點(diǎn)以及全程的高效監(jiān)督。其次，企業(yè)集團(tuán)在產(chǎn)業(yè)鏈金融中的監(jiān)管職能作用不夠明顯，很多時(shí)候只是對(duì)財(cái)務(wù)公司的運(yùn)營(yíng)結(jié)果進(jìn)行分析研究而沒有共同參與到相關(guān)監(jiān)管工作當(dāng)中。

e）橋臺(tái)與路基連接處處理不當(dāng)，導(dǎo)致橋臺(tái)與路基連接處伸縮縫位置面層開裂，路面水滲入，對(duì)路面基層、墊層的使用功能造成影響，從而加大了臺(tái)后填土對(duì)橋臺(tái)的壓力；

f）個(gè)別橋涵地質(zhì)勘察資料可能不準(zhǔn)確，地基實(shí)際承載能力達(dá)不到設(shè)計(jì)要求，也會(huì)造成通車運(yùn)營(yíng)后基礎(chǔ)不均勻沉降，引起臺(tái)身裂縫。

2.2 空心板裂縫病害原因分析

2.2.1 空心板板底出現(xiàn)裂縫的主要原因有：

a）預(yù)應(yīng)力孔道在混凝土澆筑過程中易變形，孔道存在彎曲，導(dǎo)致預(yù)應(yīng)力沿孔道方向形成上、下或左、右的徑向分力，形成沿底板混凝土下表面的縱向裂縫；

b）預(yù)應(yīng)力空心板設(shè)計(jì)過寬，預(yù)應(yīng)力空心板在橫橋向要承受較大的彎矩作用，當(dāng)預(yù)應(yīng)力孔道底部混凝土保護(hù)層不夠時(shí)，容易在此處形成縱向開裂；

c）預(yù)應(yīng)力鋼束在板內(nèi)橫向布置位置不合理，導(dǎo)致預(yù)應(yīng)力在橫向上級(jí)差過大，導(dǎo)致混凝土無法抵抗過大的拉應(yīng)力，從而形成開裂；

d）板端由于錨具局部承壓，容易形成縱向開裂；

e）由鋼筋與混凝土的粘結(jié)機(jī)理分析可以得出，如果鋼筋外圍混凝土較薄時(shí)，鋼筋外圍的混凝土在環(huán)向拉應(yīng)力的影響下，形成徑向裂縫，徑向裂縫很容易發(fā)展到混凝土表面形成沿縱向鋼筋的裂縫；

g）在車輛荷載作用下，邊板受力較大，這是邊板產(chǎn)生較多橫向裂縫的主要原因；

h）因混凝土表層水分損失快，內(nèi)部水分損失慢，造成表面收縮大、內(nèi)部收縮小的不均勻收縮，表面收縮變形受到內(nèi)部混凝土的約束，致使表面混凝土承受拉力，當(dāng)表面混凝土承受拉力超過其抗拉強(qiáng)度時(shí)，便產(chǎn)生收縮裂縫。

2.2.2 空心板梁體裂縫存在堿蝕的主要原因有：

a）預(yù)制時(shí)存留 很多空心板預(yù)制時(shí)板底沒有設(shè)置排水孔，預(yù)制養(yǎng)生期間，梁體內(nèi)存水，由于水泥混凝土具有一定的透水性，橋梁通車運(yùn)營(yíng)后，梁體內(nèi)存水慢慢滲透至體外，出現(xiàn)堿蝕現(xiàn)象，部分空心板橋涵為普通鋼筋砼結(jié)構(gòu)，在運(yùn)營(yíng)時(shí)板底會(huì)產(chǎn)生細(xì)微橫向裂縫，此時(shí)，梁體內(nèi)水優(yōu)先從裂縫中滲出，導(dǎo)致板底出現(xiàn)堿蝕橫向裂縫現(xiàn)象；

b）后期降水滲透 部分橋涵橋面排水不暢，防水砼破損，導(dǎo)致雨水、雪水向下滲透，由于部分空心板堵頭封閉不嚴(yán)，個(gè)別空心板預(yù)制時(shí)芯模上浮造成頂板過薄，行車荷載造成頂板破損，種種因素導(dǎo)致雨水、雪水進(jìn)入梁體，造成梁體存水，再加上空心板板底沒有排水孔或者排水孔排水不暢，均會(huì)產(chǎn)生板底堿蝕或堿蝕裂縫現(xiàn)象。

3 處治措施建議

3.1 橋臺(tái)、涵身裂縫處治措施建議

根據(jù)《公路橋涵養(yǎng)護(hù)規(guī)范》（JTG H11—2004）中裂縫限值表等相關(guān)內(nèi)容，唐港高速公路除個(gè)別跨河流橋梁外，涵洞、通道常年無水。本次檢查中的墩臺(tái)、涵身豎向裂縫多數(shù)未超限，考慮其對(duì)墩臺(tái)承載能力影響較小，從耐久性角度出發(fā)，對(duì)裂縫寬度W≥0.4mm的裂縫，建議對(duì)裂縫注射或壓力灌注專用裂縫修補(bǔ)膠；對(duì)裂縫寬度W＜0.4mm的裂縫，建議對(duì)其進(jìn)行裂縫表面封閉。

3.2 空心板裂縫處治措施建議

治理上部結(jié)構(gòu)裂縫時(shí)，應(yīng)視裂縫種類、裂縫產(chǎn)生原因的不同，采取不同的養(yǎng)護(hù)治理措施。對(duì)于一般的非受力裂縫及受力產(chǎn)生的輕微裂縫，可先采用膠液灌縫、封縫的辦法，然后進(jìn)一步觀察裂縫發(fā)展情況。如果裂縫發(fā)展不穩(wěn)定，或者上部構(gòu)件的鋼筋銹蝕情況已經(jīng)很嚴(yán)重，需要加固補(bǔ)強(qiáng)，則應(yīng)采取適當(dāng)?shù)募庸檀胧┻M(jìn)行加固補(bǔ)強(qiáng)（如粘貼鋼板、粘貼碳纖維布等方法）。針對(duì)上部構(gòu)件裂縫也應(yīng)進(jìn)行預(yù)防性養(yǎng)護(hù)，及早發(fā)現(xiàn)問題，在病害還處于初始狀態(tài)時(shí)對(duì)其進(jìn)行治理。

對(duì)于寬度超限的裂縫，采用環(huán)氧樹脂灌縫方式進(jìn)行處理；對(duì)于未超限裂縫，采用環(huán)氧砂漿封縫即可。如裂縫病害嚴(yán)重，重車通過裂縫兩側(cè)出現(xiàn)錯(cuò)位變形時(shí)，則需將其視作單板受力對(duì)橋面鋪裝進(jìn)行處理。

板底堿蝕裂縫是梁體存水的外觀表現(xiàn)。梁體內(nèi)存水過多時(shí)會(huì)因凍脹引起梁體破壞，梁體水的長(zhǎng)期滲透會(huì)導(dǎo)致鋼筋銹蝕，尤其是一些伴有橫向、縱向裂縫的空心板。該種病害主要影響構(gòu)件的耐久性及承載能力。但是由于該種病害發(fā)展緩慢，應(yīng)通過日常檢查對(duì)病害發(fā)展進(jìn)行監(jiān)控，一旦裂縫附近出現(xiàn)混凝土脫落、露筋及存在嚴(yán)重滲水痕跡，應(yīng)及時(shí)進(jìn)行維修加固處理。

4 結(jié)語

最近幾年，橋涵維修量較大，同時(shí)橋涵的技術(shù)狀況變化也較大，一些典型病害到了多發(fā)期，因此，應(yīng)加強(qiáng)對(duì)橋涵的經(jīng)常性檢查。根據(jù)唐港高速公路橋涵破壞狀況調(diào)查結(jié)果，可以對(duì)一些病害進(jìn)行重點(diǎn)檢查，如：?jiǎn)伟迨芰Α⒊哕囕v撞擊、板底堿蝕裂縫等。對(duì)以上病害應(yīng)加大檢查頻率，而對(duì)于一些危害性較小的病害可以適當(dāng)減小檢查頻率，突出重點(diǎn)，抓住主要矛盾，使養(yǎng)護(hù)更具針對(duì)性。

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