馬進才
中鐵十二局集團第四工程有限公司,中國·陜西 西安 71000
隨著中國交通事業的發展和機動車數量的急速攀升,人們對出行的道橋安全越來越關心,因而道路和橋梁的質量日益受到人們的關注,城市道路和橋梁的發展水平代表這一個國家的經濟發展水平和科學進步程度。如果道路和橋梁的質量不能保證,道橋質量存在著眾多安全隱患,就會對人們的生命財產安全造成重大威脅,如果發生安全事故,還會引發社會公眾安全問題。因此,隨著中國城市道路和橋梁的發展,從設計、施工、監理和政府監管部門都應當引起足夠的重視,把改善城市道路和橋梁作為一項關系人們生活福祉的大事來抓。
道橋的質量直接關系著道橋的使用壽命和車輛的行駛安全問題,在建設過程中,施工現場的地質、水文、環境的影響和設計質量、施工質量都會對道路的質量產生重要影響。加之現在車流量大、重車超載現象嚴重,更對道橋的使用壽命和安全造成威脅,因而提高道橋質量,減少路橋常見病害,對道橋事業的發展有重要意義。筆者針對道橋工程中常見的幾種病害進行分析,希望對提高道橋質量有所幫助。
在道路橋橋梁運行一段時間后,不均勻沉降是最為常見的一種病害,特別是在路橋結合處容易引起橋頭跳車現象。高速行駛的汽車在橋頭發生劇烈的顛簸現象,給行車人員造成巨大的不適,嚴重甚至會發生車毀人亡現象,同時會對橋面造成嚴重的損壞。分析其產生不均勻沉降的原因,是因為路基和橋梁是由兩種不同的材料組成,沉降的速率不同,橋梁一般是混凝土剛性材料組成,而路基是柔性或半剛性材料組成。一般路基在選材上選擇透水性較好的土方材料,但材料的孔隙率較大,如果路基壓實厚度過厚,施工質量不嚴控控制路基壓實度;或者在路橋結合處沒有對路基地基進行很好的處理,且路基基底在路橋結合處容易有水,承載力較低,隨著時間的推移,在車輛荷載和路基自重的作用下,路基底部逐漸下沉,從而導致路基不均勻沉降現象的發生,進而導致橋頭搭板的斷裂,高速行駛的車輛對橋梁造成巨大的沖擊力,可能會對橋梁本身的結構安全造成危害,給車輛人員造成重大的事故隱患,甚至發生橋梁被沖撞下橋墩的事故。
橋梁在經過數年運營后,很容易出現的一個質量問題就是橋梁裂縫的產生,這大大降低了橋梁的耐久性能和結構性能,會造成橋梁承載力的降低進而對過往的車輛安全造成嚴重的威脅。橋梁結構中出現裂縫以后,水會通過裂縫進入,特別是在冬季還會形成結晶水對混凝土有凍脹作用,侵蝕鋼筋,對預應力筋危害更大。橋梁結構中常見的裂縫分為結構性裂縫和非結構性裂縫,其中絕大部分是非結構性裂縫,主要是混凝土澆筑完成后如果養護措施不到位,產生的水分蒸發帶來的收縮裂縫,對橋梁本身結構危害并不大。但是,如果不對裂縫進行及時修補等處理,長年累月,非結構性裂縫逐漸擴大,最終導致安全隱患。分析裂縫產生的原因主要有橋梁本身在澆筑過程中施工工藝控制不嚴格、使用的材料不合格、預應力張拉控制不嚴等。后期產生的原因有橋梁基礎承載力不足導致不均勻沉降產生的應力偏差,橋梁上行駛車輛超載,橋頭搭板斷裂對橋梁沖擊力過大等,如果產生結構裂縫,橋梁的危害就相當嚴重了,使用壽命大大降低,必須采取措施保證橋梁的安全,進而保證形成的安全。
橋梁端部受損是道路橋梁中最讓人棘手的問題,橋梁端部一旦受損,再次進行修復是非常困難的,甚至有時會做報廢處理。造成這一結果的主要原因包括以下兩個方面:一是橋梁設計者經驗不足,對建造橋梁所需基本參數、混凝土標號設計、材料性能伸縮量計算不精確,對建成后車輛的通行量估計不足,橋梁承載力賦予系數過低;二是施工過程中施工人員沒有嚴格遵守橋梁施工規范,如混凝土塌落度不符合規范要求,混凝土振搗不密實等。在橋梁建成運營后沒有定期的檢查和維護保養等,這些都可能造成橋梁端部受損。
針對橋梁出現的不均勻沉降和裂縫問題,施工團隊可以采用此種技術進行處理,但在處理前應確定具體的處理范圍,處理的深度、裂縫寬度等因素,制定具體的措施。在對橋梁裂縫處理之前,制定施工方案和處理的程序,丈量裂縫寬度,裂縫面的清理等,保證混凝土修復的密實性,利用環氧膠泥對裂縫進行填充,再用油漆等材料對裂縫處進行二次覆蓋,做到橋梁具有防腐性。對路面的沉降也可以采用注漿技術,用漿液和壓力對沉降的路面進行填實,改善路面的沉降。
橋梁建設中應用最多的還是鋼筋混凝土橋梁,混凝土性能的好壞會直接影響橋梁的使用壽命。如果在進行預應力混凝土梁的澆筑過程中正值夏季,白天溫度過高,施工人員應設置遮陽設備防止混凝土遭到陽光直射或者選擇晚間進行澆筑,如果在冬季就要對混凝土進行保溫措施,防止混凝土受凍,工廠預制的普通混凝土梁養護過程還可以采用蒸汽養護,加快混凝土的凝結硬化時間。加強施工人員的施工質量,控制好混凝土振搗的時間,防止過振或漏振,在下層混凝土初凝前完成上層混凝土澆筑工作。在進行配合比設計時要考慮鋼筋的間距設計石子粒徑的大小,保證混凝土能有良好的密實度。同時還可以使用合適的外加劑,防止裂縫的產生,有利于提高混凝土的抗裂性進而增強混凝土的耐久性。對有細微裂縫的混凝土表面應進行及時修補,防止水分進入,提高混凝土的耐久性和壽命。
橋梁的受力能力是所有性能中最為關鍵的,因此設計人員不但要考慮其使用時交通荷載對橋梁的影響,還要考慮其他受力影響因素。例如,城市整體規劃建設和利用橋梁通過的管道荷載對橋梁的影響,如果橋梁跨越河流還要充分考慮水流因素和其他物體可能的撞擊力等,考慮各方面的因素進行橋梁可能承受的最大荷載。另外,在對橋梁設計時不僅要求其有良好的承載負荷能力,還要對空間占用進行合理規劃。在城市建筑用地緊張的前提下,不能只為了滿足承載力而占用更多的土地面積,要充分進行橋梁的結構設計,在保證各種力學性能的前提下,滿足城市建設規劃的需要,盡量少占土地,做到設計得科學、合理。
道橋梁由于長時間的使用和磨損,橋梁產生一些問題是不可避免的,這就需要對橋梁進行定期的檢查和維護,發現問題時做好詳實的記錄,邀請專家提出解決方案,按方案要求進行施工,對橋梁進行加固補強。同時,要控制施工、養護過程中的不規范行為,對超載、重載汽車進行嚴格管理,不合要求的不讓通行并對違反者進行教育處罰措施,通過各種手段控制措施保護橋梁。
在實際施工中,施工人員一定要對橋梁的鋼筋結構進行系統規劃,尤其是橋梁框架節點的位置、受力節點處鋼筋的焊接處理等問題,考慮橋梁的受彎、受剪等力學性能,還要檢查哪些地方需要焊接、哪些地方可以綁扎連接等,防止道路橋梁變形現象的發生。利用橋梁設計的相關規范合理安裝鋼筋,使整個結構加固技術能夠充分展現出來。
綜上所述,對道路橋梁常見的病害進行分析,并對其處理措施進行闡述,其目的就是減少橋梁病害的產生的概率,增加行車的安全感和舒適感,加快中國路網建設,有利于中國橋梁事業獲得更好的發展。