高速公路混凝土橋梁預防性養護研究

王 奕 曲 直

(湖北省交通運輸廳隨岳高速公路管理處，湖北 武漢 430050)

高速公路混凝土橋梁預防性養護研究

王 奕 曲 直

(湖北省交通運輸廳隨岳高速公路管理處，湖北 武漢 430050)

從高速公路混凝土橋梁常見的病害分析著手，論述了橋梁預防性養護的重要性，并從混凝土橋梁預防性養護管理與技術兩個層面進行了深入的研究，結合隨岳高速公路橋梁養護實際，提出了高速公路混凝土橋梁養護對策。

高速公路，混凝土橋梁，病害，預防性養護

0 引言

現階段我國在建橋梁越來越多，在役橋梁服役年限越來越長，通行車輛荷載越來越忙，單車軸重越來越重，橋梁運行結構安全不容樂觀。交通部統計，2013年年末全國高速公路里程達10.44萬km，全國公路橋梁達73.53萬座，其中，特大橋梁3 075座，大橋67 677座，40 m以下中小跨徑橋梁占90.4%。目前橋梁面臨著嚴峻的考驗，從1999年到2010年的11年中，中國橋梁重大事故為37起，嚴峻的形勢要求橋梁建設、養護管理單位既要重視建設期橋梁的質量，又要加強既有橋梁檢測、評估、加固，定期開展橋梁預防性養護。

1 橋梁預防性養護的重要性

1.1 混凝土橋梁常見病害類型

混凝土橋梁常見病害類型主要有六大類：1)裂縫類，橋梁結構損壞乃至倒塌往往是從裂縫的擴展開始的，必須引起重視；2)環境因素引起的損傷或破壞：混凝土和鋼筋銹蝕；3)施工遺留病害：蜂窩、麻面、空洞、施工縫；4)支座病害：老化開裂、剪切、脫空、變位等；5)變形：梁體下撓、墩臺基礎沉降等；6)附屬設施病害：伸縮縫破壞、橋面鋪裝開裂等。

此六大類病害基本上涵蓋了混凝土橋梁的常見病害，可見橋梁養護是一項系統工程，按照當前橋梁養護技術規范的劃分，建議混凝土橋梁預防性養護應涵蓋除大修工程以外的小修保養和中修工程，這樣劃分后橋梁預防性養護的資金預算也正好與高速公路財務管理相符合，利于操作。

1.2 橋梁預防性養護的作用

預防性養護是定期的強制性保養、維修措施，是在還沒有發生明顯病害之前就進行的養護，將病害處理在萌芽狀態，防止或減緩病害的發生，達到耐久性和延長使用壽命的目的，其核心是在適當的時間，將適用的技術措施，應用在適宜的部位上，要求采用最佳成本效益的養護措施，強調養護管理的主動性、計劃性和合理性。國外研究證明，一座質量合格的公路橋梁，在使用壽命75%的時間內，性能下降40%(這一階段稱之為預防性養護階段)，如不能及時養護，在隨后12%的使用壽命時間內，性能再次下降40%，從而造成養護成本大幅度的增加(這一階段稱為矯正性養護階段)。

2 混凝土橋梁預防性養護技術研究

混凝土橋梁預防性養護技術的應用是建立在對橋梁病害深刻把握的基礎之上，前面對混凝土橋梁常見六大類病害進行了分析，下面結合混凝土橋梁的自身特點從橋梁缺陷處置、橋梁支座頂升更換、橋面系病害修復、橋梁基礎病害治理和下部附屬設施養護等5個方面探討公路混凝土橋梁的預防性養護技術。

2.1 橋梁缺陷處置

高速公路橋梁缺陷主要表現在兩個方面，一是混凝土裂縫，二是混凝土表面缺陷，后者主要是指混凝土表面出現的蜂窩、麻面、空洞以及破損等病害。針對橋梁缺陷的病害特點，其缺陷處置也相應為兩大類，一是采用封縫、灌縫等方法處置混凝土結構物裂縫，二是混凝土表面缺陷修補。

1)混凝土裂縫處置。

采用封縫、灌縫等方法處置橋梁裂縫，能夠封閉梁底板、橋臺和墩柱裂縫，恢復結構整體性，保證其耐久性。裂縫處置應該根據其縫寬選擇相應的處理技術：a.寬度w<0.05 mm的表面裂紋，不處理；b.0.05 mm≤寬度w<0.15 mm的裂縫，做表面封縫處理；c.寬度w≥0.15 mm的裂縫或出現滲水、鈣化的裂縫，進行灌縫處理，見圖1。

2)混凝土表面缺陷修補。

混凝土表面缺陷修補時應根據表面蜂窩、麻面、空洞以及破損等病害的程度，選擇處置方法。a.對于大面積的表面缺陷及混凝土質量問題，人工鑿除松動的混凝土，外露骨料，噴涂阻銹劑及界面劑，并采用C60 超早強混凝土或C60自密實混凝土進行修補。b.對于小面積的表面缺陷，特別是缺損深度較淺時，鑿除松動混凝土、外露骨料，鋼筋除銹，噴涂阻銹劑及界面劑，用超早強砂漿進行修補或用改性環氧砂漿進行修補。c.對于小面積且深度較深的混凝土空洞可采取小孔壓漿(超早強砂漿)灌注修補。

3)鋼筋銹蝕處理。

鋼筋銹蝕的處理時，首先應人工鑿除松動的混凝土，外露骨料，對鋼筋進行除銹并噴涂阻銹劑及界面劑，最后采用C60 超早強混凝土或C60自密實混凝土進行修補，見圖2。

2.2 橋梁支座頂升更換

橋梁支座是聯系橋梁上部結構與墩臺之間的重要部件，其功能關乎整座橋梁安全性與耐久性。但由于它在橋梁工程造價中所占比例較小，往往未引起工程技術人員的足夠重視。

橋梁支座在常年與空氣接觸的惡劣環境中逐年老化，支座自身或座底均會出現不同程度的損壞，用頂升的方法將新支座替代更換功能喪失的舊支座，并能對損壞的支座底座進行加固維修，可以產生大幅度恢復橋梁結構功能的效果。

2.3 橋面系病害修復

橋面系工程主要包括防撞墻、護欄，橋面鋪裝層，防水和排水設施，板梁鉸縫，箱梁接縫，橋面伸縮縫等6個主要部分，功能完好的橋面系不僅能對橋梁的主體結構起保護作用，并可滿足橋梁的正常使用功能、布局和美觀，因此，橋面系的預防性至關重要，應主要從以下幾個方面抓起：

1)保持橋面清潔，及時排除積水，清除冰凌和積雪，清理堵塞泄水孔；2)防撞護欄和泄水管等設施工作性能良好；3)橋面鋪裝封縫、局部坑槽修補；4)重做橋面鋪裝及防水層；5)伸縮縫清潔及更換；6)護欄預埋件加固焊接與除銹刷漆；7)燈柱基礎及緊固件的加固；8)橋梁鋼扶手除銹刷漆。

2.4 橋梁基礎病害治理

橋梁基礎是橋梁的重要組成部分，是橋梁上部結構正常使用和耐久性的重要保證。橋梁基礎經受洪水、泥石流和火災等突發災害的考驗，是橋梁結構的薄弱部位，也是橋梁預防性養護的重點，應做好以下5個方面的預防性養護：

1)壓漿封閉橋臺裂縫；2)換填臺后填土；3)注漿加固基礎；4)防撞措施的設置；5)拋石防護。

2.5 下部附屬設施養護

橋梁下部附屬設施在橋梁設計、施工及養護中往往不夠重視，因而使橋梁服務質量低下，外觀粗糙，隨著人們對結構物的觀賞水平要求愈來愈高以及對橋梁養護認識的深入，橋梁工作者開始認識到橋梁下部附屬設施養護不但是“外觀包裝”，而且是服務功能的大問題，應做好以下4個方面的預防性養護：

1)錐坡脫空回填及砂漿勾縫砌石；2)擋墻傾斜超過20 mm或鼓脹、位移，下沉超過20 mm時，進行維修。擋墻拆斷應及時加固，開裂超過10 mm時，進行封閉；3)護坡應完好，下沉超過30 mm、殘缺超過0.2 m2，應及時維修；4)保證錐坡、擋墻清潔。

3 隨岳高速公路應用實例

3.1 隨岳高速公路橋梁管養情況

隨(州)岳(陽)高速公路是國家骨架公路網重要的加密線，北連河南，起于隨州市淮河鎮；南接湖南，止于湖南省岳陽市道仁磯鎮；途經湖北隨州、京山、天門、仙桃、監利等地市，采用平原微丘高速公路標準建設，2005年9月開工建設，2010年12月9日全線貫通。

隨岳高速公路全長335 km，由隨岳北段、隨岳中段、隨岳南段和荊岳長江大橋組成。隨岳高速公路實行社會化養護，社會化監理，所有養護施工及監理單位均采用公開招標形式確定。橋梁養護單位為省路橋公司項目部，養護路段為隨岳北至隨岳中段，其中有特大橋6座，大橋102座，中小橋408座，上跨天橋38座。

3.2 應用實例

隨岳高速公路養護管理部門高度重視橋梁預防性養護，為充分掌握重點橋梁病害及其發展情況，及時采取相應處置措施，確保橋梁運營安全，隨岳養護每月進行一次重點橋梁檢查，每季度進行一次全線橋梁與涵洞經常性檢查，每2年對全線橋涵進行一次定期檢測，并且對規定監測的橋梁設置永久性觀測點，定期進行健康監測，每年一般監測4次(一般定于3月上旬，6月上旬，9月上旬及12月上旬，并根據實際情況改變監測次數和實施時間)。

詳實的監測數據為橋梁的預防性養護提供了科學依據，隨岳養護管理部門根據橋梁病害的輕重緩急程度，進行科學決策，對于嚴重病害，則立即安排專項資金，組織設計、監理等單位進行技術咨詢和論證，并安排施工力量進行修復；對于一般嚴重或較輕的病害，則列入下一年度施工計劃，例如橋梁混凝土表觀缺陷處置、裂縫封縫等。

對技術狀況為一、二類的橋梁，隨岳高速公路養護管理部門采取小修保養，防止出現明顯病害；對技術狀況為三類的橋梁應及時進行中修，防止病害加快擴展，影響橋梁安全運營。隨岳養護將橋梁養護的重點放在小修保養和中修工程，以2013年橋涵養護為例，年度累計完成金額12 197 318元，其中專項工程費用1 211 335元，占9.93%；小修保養2 317 921元，占19.00%；中修工程為8 668 061元，占71.07%，包括小修保養和中修工程的預防性養護所占年度累計完成金額的比例為90.07%。隨岳管理處大量的預防性養護資金的投入，有效地保證了隨岳高速公路橋梁的健康運營。

4 結語

隨岳高速公路在役橋梁服役年限越來越長，通行車輛荷載越來越忙，單車軸重越來越重，橋梁運行結構安全不容樂觀。從高速公路混凝土橋梁常見的6大類病害分析著手，提出橋梁預防性養護的重要性，并從混凝土橋梁預防性養護管理與技術兩個層面進行深入的研究，最后結合隨岳高速公路橋梁養護實際，提出了高速公路混凝土橋梁養護對策，即充分認識到橋梁預防性養護的重要性、牢固樹立預防性養護的理念、從養護政策、制度、管理模式和技術等方面落實橋梁預防性養護。

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Research on prevention maintenance of concrete bridges on expressways

WANG Yi QU Zhi

(Suizhou-YueyangExpresswayAdministrativeDivision,HubeiTransportDepartment,Wuhan430050,China)

From the analysis of common diseases of expressway concrete bridges, the paper indicates the importance of the bridge prevention maintenance, undertakes the deep research from the prevention maintenance management and technique of concrete bridges, and points out the maintenance strategies for the expressway concrete bridges by combining with the bridge maintenance of Suizhou-Yueyang expressway.

expressway, concrete bridge, diseases, prevention maintenance

2014-07-10

王 奕(1981- )，男，助理工程師； 曲 直(1984- )，男，助理工程師

1009-6825(2014)27-0181-02

U445.7

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