農村危橋病害機理研究

武蕓

[摘 要]橋梁受損的原因涉及工程規劃、設計、施工、運營管理等各階段，且機理復雜。文章通過對湖南地區典型農村公路橋梁的調研，歸納分析了農村危橋病害類型及作用機理，為危橋改造的科學決策提供技術參考。

[關鍵詞]農村橋梁；病害；研究

[DOI]10.13939/j.cnki.zgsc.2016.12.217

我國有近一半數量的中小跨徑橋梁分布在農村公路上，由于地理位置偏僻，這些橋梁的使用狀況一直為人們所忽視。橋梁是公路的咽喉，其使用功能的好壞直接影響整條線路是否暢通。隨著服役時間的延續，荷載條件變化以及環境侵蝕等不利因素的影響，加之設計和施工的缺陷，都會使橋梁受到不同程度的損傷，造成病害，使結構性能退化，使用功能逐步降低甚至完全喪失。對于上述危橋，只能限載限速通行，甚至不得不關閉，從而嚴重影響農村群眾的生產和生活，成為制約農村經濟發展的瓶頸。橋梁技術狀況不同，其養護加固對策亦不一樣，因此科學決策危橋改造方案必須以準確評價橋梁技術狀況為前提。然而目前國家并未出臺完整的農村橋梁評價指導標準，因此研究一套適合農村橋梁的可靠性評價指標具有一定的現實意義。

橋梁結構的病害直接反映橋梁結構的內部技術狀態，分析橋梁結構病害表現特征及其產生機理，能為橋梁結構可靠性評定的有效實現奠定基礎。因此本文首先對農村危橋的病害現狀進行分析，歸納整理了不同類型橋梁的典型病害特征及其成因、作用機理。在此基礎上，提出了適合湖南地區農村公路橋梁可靠性評價的技術指標。

截至2012年年底，湖南省共有農村公路橋梁33109座，909162延米，其中梁橋占全部橋梁的83.2%，其他橋型占16.8%。因此梁橋病害是主要問題所在。根據對其中部分橋梁的調研資料，農村公路橋梁常見病害，分為橋面系、上部結構以及下部結構三個方面[1][2]。

1 橋面系

1.1 橋面鋪裝

橋面鋪裝的主要病害有橫橋向裂縫、順向裂縫、橋頭跳車、網狀裂縫、坑洼不平、破損等，此外，還存在橋面不潔現象。橋面鋪裝出現以上病害的主要原因是車輛的超載、養護不到位等，見表1。

表1 橋面鋪裝病害比重統計表

病害分類[]出現病害橋梁數量 n（座）[]調研橋梁總數N（座）[]病害橋梁比重（n/N）

裂縫類[]20[]27[]74.07%

橋面破損類[]17[]27[]62.96%

積水、積垃圾類[]18[]27[]66.67%

1.2 伸縮縫裝置

伸縮縫裝置常見病害有以下幾種形式：伸縮縫裝置自身損壞、錨固構件損壞、橋面板端頭損壞、伸縮縫裝置缺失。伸縮縫的病害主要是由于設計不當、施工以及車輛超載、材料老化等的因素造成，見表2。

表2 伸縮縫裝置病害比重統計表

病害分類[]出現病害橋梁數量 n（座）[]調研橋梁總數N（座）[]病害橋梁比重（n/N）

伸縮縫自身破壞[]12[]27[]44.44%

橋面板端頭損壞[]11[]27[]40.74%

錨固構件破壞[]14[]27[]51.85%

伸縮縫裝置缺失[]15[]27[]55.56%

1.3 人行道、護欄及欄桿

欄桿及護欄的病害表現為全部或部分缺失、破損類病害（主要有斷裂、錯位、剝落、銹蝕）、松動等，強度已經不能滿足防護及安全的要求。造成橋梁欄桿和護欄局部破損的原因大多數是機動車交通事故，少數是人為碰損或盜竊所致，見表3。

表3 人行道、護欄及欄桿病害比重統計表

病害分類[]出現病害橋梁數量 n（座）[]調研橋梁總數N（座）[]病害橋梁比重（n/N）

人行道破損[]13[]27[]48.15%

欄桿、護欄缺失[]10[]27[]37.3%

破損，強度不足[]9[]27[]33.33%

1.4 防排水系統

欄桿及護欄的病害表現為全部或部分缺失、破損類病害（主要有斷裂、錯位、剝落、銹蝕）、松動等，強度已經不能滿足防護及安全的要求。造成防、排水系統病害的主要原因，一是缺失，二是使用了質量不合格的建材，三是由于人為原因如管養不及時從而造成排水管堵塞，見表4。

表4 防排水系統病害比重統計表

病害分類[]出現病害橋梁數量 n（座）[]調研橋梁總數N（座）[]病害橋梁比重（n/N）

排水系統缺失[]14[]27[]51.85%

排水管堵塞[]11[]27[]40.74%

防水層破壞[]10[]27[]37.33%

2 上部結構

2.1 上部承重構件（主梁、掛梁）

主梁混凝土蜂窩、麻面、剝落等；鋼筋銹蝕、露筋；主梁撓度過大，受力裂縫超過規范限值并且數量較多；預應力混凝土構件出現裂縫，預應力筋錨固端混凝土開裂、剝落，預應力錨具外露等。上部承重構件病害的主要原因是承載力不足，可能是由于設計承載力不足、施工材料和方法的不足以及車輛超載行駛和養護單位管養不到位等，見表5。

表5 上部承重構件病害比重統計表

病害分類[]出現病害橋梁數量 n（座）[]調研橋梁總數N（座）[]病害橋梁比重（n/N）

主梁混凝土類[]22[]27[]81.48%

主梁鋼筋類病害[]21[]27[]77.78%

主梁裂縫類病害[]18[]27[]66.67%

2.2 支座

支座常見的病害有位置偏離原位、梁端支承不穩、墊石被壓碎、老化、缺失、脫空，發生不可恢復的剪切變形等。支座病害的主要原因是設計時類型選擇失誤、安裝不當等原因造成的，見表6。