高速公路橋梁病害成因及養(yǎng)護管理

◎王少峰

近幾年，公路橋梁工程建設(shè)事業(yè)發(fā)展迅速，對加強各區(qū)域居民之間的聯(lián)系，促進居民日常出行起到重要作用。已建高速公路橋梁的整體結(jié)構(gòu)，隨著日常使用，經(jīng)常會出現(xiàn)一些病害，不僅影響橋梁使用功能，也直接影響到整個地區(qū)公路橋梁工程結(jié)構(gòu)養(yǎng)護質(zhì)量。對此，應(yīng)當(dāng)及時采取相應(yīng)的養(yǎng)護措施，有效處理各種橋梁病害，及時加強橋梁養(yǎng)護工程的管理，從根本上提高公路橋梁的使用效率，促使公路橋梁更好的發(fā)揮其自身作用。高速公路橋梁在施工及投入使用后，容易在各種因素的影響下形成各種病害，這些病害既會影響行車舒適度，還可能威脅到駕駛?cè)藛T的人身安全，對此，養(yǎng)護管理人員應(yīng)當(dāng)積極掌握各種病害的形成原因，根據(jù)具體原因擬定相對應(yīng)的養(yǎng)護管理策略。基于此，本文以高速公路橋梁的病害成因為基礎(chǔ)，繼而根據(jù)病害成因提出針對性的高速公路橋梁病害處理措施，并指出高速公路養(yǎng)護管理策略，以供參考。

一、高速公路橋梁主要病害

以上海繞城高速南環(huán)段為例，主要病害有：1.裂縫；2.橋面鋪裝網(wǎng)（碎）裂、破損、坑槽；3.鉸縫滲水；4.混凝土破損、銹脹、露筋；5.橋頭跳車。其中橋面系主要為裂縫，橋面鋪裝網(wǎng)（碎）裂、破損、坑槽，橋頭跳車；上部結(jié)構(gòu)多為結(jié)構(gòu)裂縫，鉸縫滲水以及混凝土破損、銹脹、露筋，下部結(jié)構(gòu)常見結(jié)構(gòu)裂縫和混凝土局部破損。

橋面系病害示意圖

上部結(jié)構(gòu)病害示意圖

下部結(jié)構(gòu)病害示意圖

二、高速公路橋梁病害成因

1.裂縫病害成因。

高速公路橋梁使用過程中裂縫缺陷是一種常見的病害。（1）橋面系：縱向裂縫是由于在重車荷載作用下，空心板梁出現(xiàn)撓度差，鋪裝層受到較大拉應(yīng)力而開裂；橫向裂縫，主要因為主梁在活載作用下產(chǎn)生撓曲而導(dǎo)致梁端產(chǎn)生轉(zhuǎn)角，引起橋面連續(xù)處產(chǎn)生較大負(fù)彎矩而拉裂。（2）上部結(jié)構(gòu)：縱向裂縫對于空心板梁主要是由于鋼筋較密區(qū)域細(xì)骨料較多，橫向收縮應(yīng)力較大而開裂。另外由于預(yù)應(yīng)力鋼筋放張時混凝土強度尚未達到，橫向則受拉，產(chǎn)生沿預(yù)應(yīng)力鋼筋方向的縱向裂縫。橫向裂縫為荷載作用下受彎產(chǎn)生的正彎矩裂縫以及溫度變化產(chǎn)生的裂縫。（3）下部結(jié)構(gòu)：豎向裂縫產(chǎn)生原因是大體積混凝土溫度和收縮應(yīng)力共同作用所致。

2.鋼筋銹蝕病害成因。

這類病害的主要成因為：施工人員對于鋼筋防護理意識不夠，沒有特殊鋼涂料按照專業(yè)施工要求進行涂裝，不能合理區(qū)分鋼材和其他化學(xué)物質(zhì)，不能達到專業(yè)設(shè)計特殊鋼防腐涂料的處理能力。雖然有些鋼筋施工人員對這些鋼筋涂料進行了特殊的防腐處理，但在鋼筋的儲存、運輸或特別是在施工安裝過程中，對鋼筋涂料的結(jié)構(gòu)造成很大的損害，影響鋼筋結(jié)構(gòu)的性能，導(dǎo)致鋼筋銹蝕現(xiàn)象。

3.鉸縫滲水病害成因。

鉸縫滲水的產(chǎn)生有因橋墩處伸縮縫構(gòu)造存在密實或破損和橋面鋪裝連續(xù)構(gòu)造處存在橫向裂縫防水層開裂導(dǎo)致雨水下滲從而形成滲水現(xiàn)象；另一原因為鉸縫對應(yīng)橋面鋪裝層存在縱向裂縫，防水層開裂從而導(dǎo)致雨水下滲形成滲水現(xiàn)象。

4.橋頭跳車病害成因。

橋頭跳車病害的根本原因主要包括以下幾個方面：（1）路堤與橋梁主體結(jié)構(gòu)的變形剛度差異很大，變形沒有完全協(xié)調(diào)；（2）土床充填工程質(zhì)量水平低，不完全滿足設(shè)計工藝的基本要求。高路堤基座出現(xiàn)較大的壓縮變形接頭；（3）填土路面基部滲水嚴(yán)重導(dǎo)致填土路基過度軟化，造成路基下沉彎曲現(xiàn)象；（4）的垃圾填埋場的垃圾填埋場的橋不是完全干凈之前完成高中，防水處理措施的石英材料軟土不到位，床的材料完成的內(nèi)容不一定是合格或土壤水混合材料的軟土的補充學(xué)校非常大。

5.鋪裝層松散脫落病害成因。

橋面鋪裝網(wǎng)（碎）裂、破損、坑槽均在鋪裝層出現(xiàn)裂縫的狀況下產(chǎn)生，網(wǎng)（碎）裂在重載車作用下，沿已有裂縫往四周發(fā)展而成。

6.混凝土破損、銹脹、露筋成因。

混凝土破損在高速公路橋梁病害中也較為常見。（1）上部結(jié)構(gòu)：多是由于主梁在吊裝時出現(xiàn)磕碰現(xiàn)象，造成局部破損、掉落，銹脹、露筋則是因為結(jié)構(gòu)鋼筋保護層偏薄，引起鋼筋銹脹；（2）下部結(jié)構(gòu)：混凝土銹脹、露筋則是因為結(jié)構(gòu)鋼筋保護層偏薄，引起鋼筋銹脹。

三、高速公路橋梁病害處理措施

1.裂縫病害處理措施。

裂縫處理技術(shù)能夠有效恢復(fù)墻體結(jié)構(gòu)裂縫的耐久性，其核心技術(shù)的具體方法如下：（1）表面處理，在墻體表面出現(xiàn)微裂縫時，應(yīng)涂抹防水填料等防水材料。對于寬度不等的寬裂縫，盡量及時禁止使用彈性強的修補材料。（2）注漿法，對于低速注入寬縫的環(huán)氧樹脂或膨脹水泥等修補材料，低壓環(huán)氧樹脂是主要的灌漿修補材料，大多采用這種低壓低速樹脂注射修復(fù)方法。低壓環(huán)氧樹脂低速噴射修補法和不銹鋼釘修補法能有效增強其他裂縫修補件的完整性，是防止其他裂縫修補發(fā)展的一種很好的修補方法。（3）填充法，該修復(fù)方法更適合廣泛的裂縫寬度，特定的方法應(yīng)該是在一個圓形的深溝的寬度裂縫鑿，和深溝內(nèi)含有粘合劑填充材料，如膨脹水泥砂漿、碳和氧樹脂砂漿、膨脹水泥復(fù)合砂漿，環(huán)氧樹脂、硅樹脂、瀝青及各種常用化工材料等增強劑。（4）表面噴涂法，該方法是在鑿子處理的裂縫表面噴涂一層稠密的高粘度水泥砂漿保護層進行修復(fù)的方法。噴涂前，要部分去除結(jié)構(gòu)表面的剝落，然后用水清洗。開始噴涂前，應(yīng)將底座弄濕，然后開始噴涂。當(dāng)鋼筋構(gòu)件產(chǎn)生主拉應(yīng)力裂紋時，可先對裂紋進行處理，然后將鋼板粘在裂紋上，通過膨脹螺栓對鋼板施加壓力。鋼板的粘接方向應(yīng)垂直于裂紋方向。

橋面系：瀝青封閉處理橋面鋪裝縱向裂縫、橫向裂縫及網(wǎng)裂處，嚴(yán)重區(qū)域鑿除裂縫處鋪裝層，重新采用瀝青進行攤鋪做封閉處理。

結(jié)構(gòu)裂縫：裂縫處理技術(shù)能夠有效恢復(fù)結(jié)構(gòu)裂縫的耐久性，對于寬度小于0.2mm 的裂縫清理干凈后涂刷滲透結(jié)晶型漿料（賽柏斯）予以封閉；對于寬度大于0.2mm 的裂縫，應(yīng)定期觀察其發(fā)展情況，在其穩(wěn)定的情況下，用注漿法或填充法封閉；持續(xù)發(fā)展的應(yīng)一事一議，分析原因，采取針對性的措施。

2.鋼筋銹蝕病害處理措施。

在鋼鋼筋施工中，必須采取一些保護措施，以有效地防止變形鋼筋生銹的發(fā)生。例如，用于變形鋼筋涂層的加固涂層和鋼筋涂層本身都能很好地防止侵蝕。對于遇到鋼筋銹斑存在的變形鋼筋，還需要及時采取其他相應(yīng)的防護措施，及時修復(fù)。將已經(jīng)存在鋼筋銹蝕損壞情況的鋼筋混凝土及時進行清除或去掉，可以直接采用涂層噴砂的方法鋼筋來進行處理，再對實際使用情況對其進行綜合分析。為了能確保交通道路上和橋梁內(nèi)部的平均含筋量，可以綜合考慮適當(dāng)程度增加一些不銹鋼筋。同時，在正確采用鋼筋防銹處理策略的同同時候，還要綜合考慮當(dāng)?shù)貐^(qū)的氣候變化條件，以利于提高鋼筋處理后的效果。

3.鉸縫滲水病害處理措施。

對空心板梁梁間鉸縫進行專項檢測，判定鉸縫損壞情況，并針對性的進行修復(fù)鉸縫。

4.橋頭跳車病害處理措施。

橋頭跳較輕可考慮采用銑刨加罩的方法；對于有嚴(yán)重跳躍和翻蓋的橋頭，必須拆除已經(jīng)嚴(yán)重?fù)p壞的舊基礎(chǔ)，采用新的剛性或半剛性基礎(chǔ)重新鋪設(shè)。

5.鋪裝層松散脫落病害處理措施。

對于這類病害，施工人員必須合理設(shè)計和確定橋梁路面的基礎(chǔ)表面的厚度，橋梁路面防水材料的選擇具有良好的抗彎性能，保護，盡量避免在橋梁路面基礎(chǔ)上出現(xiàn)彎曲或斷裂等不良情況。及時采取這樣的防護措施，可以保證橋梁鋪裝材料在正常使用時不會出現(xiàn)彎曲開裂等不良問題。在施工中，施工人員應(yīng)密切注意基礎(chǔ)施工中使用的防水材料。基地施工過程完成后，基地沒有滲水現(xiàn)象，防止施工人員直接從基地造成滲水破壞。盡量保證橋梁路面基層的整體使用壽命。橋梁鋪裝基礎(chǔ)整個施工過程的質(zhì)量也與實際施工的地理位置密切相關(guān)。不同的施工地點應(yīng)及時以不同的方式處理。只有這樣才能有效地保證橋梁鋪裝基礎(chǔ)的整體施工過程的質(zhì)量，防止大型橋梁鋪裝基層發(fā)生內(nèi)部裂縫或其他質(zhì)量問題。采用局部銑刨橋面瀝青混凝土鋪裝層，重新進行攤鋪采用瀝青進行封閉處理。

6.混凝土破損、銹脹、露筋病害處理措施。

鑿除疏松部分的混凝土，對外露鋼筋除銹，表面清理干凈后再用專用修補砂漿予以修復(fù)。

四、高速公路橋梁養(yǎng)護管理策略要點

1.加強日常養(yǎng)護檢查工作。

為了避免橋梁結(jié)構(gòu)安全及耐久性的降低快速發(fā)展，規(guī)避小病成大害，減少病害治理成本，應(yīng)當(dāng)重視日常的檢查管理和養(yǎng)護。養(yǎng)護單位應(yīng)該嚴(yán)格不定期或定期進行檢查，對結(jié)構(gòu)形式特殊橋梁以及薄弱部位要特別注意，并安排專人分門別類專項負(fù)責(zé)。一旦發(fā)現(xiàn)有影響橋梁結(jié)構(gòu)安全等病害的發(fā)生，就要進一步加強對橋梁日常養(yǎng)護管理的監(jiān)督檢查。如果發(fā)現(xiàn)日常養(yǎng)護管理工作檢查沒有做好，必須按照一定的規(guī)章制度予以嚴(yán)肅處罰，不可能遷就他人姑息。

2.提升養(yǎng)護人員素質(zhì)。

在日常管理工作中，養(yǎng)護人員對橋梁后期養(yǎng)護管理的認(rèn)識還需要逐步加強。不斷提高養(yǎng)護人員在后期養(yǎng)護中的養(yǎng)護意識，可以使每一個養(yǎng)護人員能夠根據(jù)實際需要及時、正確地從事橋梁的后期養(yǎng)護管理工作。只有每一位優(yōu)秀的高速橋梁養(yǎng)護管理人員在后期都必須提高這種良好的養(yǎng)護管理意識，才能大大提高整個高速公路橋梁的養(yǎng)護管理水平。各橋梁后期養(yǎng)護由管理單位負(fù)責(zé)，定期對全體職工干部進行培訓(xùn)教育，使從事橋梁后期養(yǎng)護的養(yǎng)護人員專業(yè)技術(shù)水平不斷提高。制定切實可行的橋梁后期維護管理辦法，實行考勤獎懲、激勵等管理辦法。提高各高速橋梁后期養(yǎng)護管理人員的職責(zé)，使各公路橋結(jié)構(gòu)的養(yǎng)護管理工作能夠有效、高效地進行。

3.完善養(yǎng)護管理提前介入制度。

我國號稱世界第一基建強國，每年我國新建成的高速公路橋梁數(shù)量眾多。由此而產(chǎn)生的質(zhì)量控制不嚴(yán)謹(jǐn)?shù)默F(xiàn)象屢見不鮮，前述列舉的病害成因中，有相當(dāng)一部分都與前期施工建設(shè)階段的控制有關(guān)，如吊裝磕碰、振搗不密實、模板保護層過小等，政府建立統(tǒng)籌的一體化橋梁設(shè)計、施工、運行等檢查管理體系，建設(shè)主管單位協(xié)調(diào)后期管養(yǎng)單位介入到橋梁施工甚至設(shè)計階段，將后續(xù)因規(guī)劃建設(shè)階段的不當(dāng)而導(dǎo)致的隱患盡量消除，大大減少后續(xù)運行管理養(yǎng)護階段的工作和養(yǎng)護費用，同時提高橋梁的耐久性和安全性。

4.科學(xué)預(yù)算養(yǎng)護資金。

高速橋梁的使用養(yǎng)護管理費用的財務(wù)預(yù)算是否要根據(jù)高速橋梁的整體最長發(fā)展使用養(yǎng)護年限，編制使用計劃書時是否需要同時依據(jù)橋梁總體的使用財務(wù)預(yù)算資金使用情況不同來進行編制。而在編制預(yù)算會計時必須按照總體考慮的基本會計原則和合理搭配各相關(guān)財務(wù)部門的財務(wù)管理，在編制預(yù)算時是使用一個整體資金的橋梁，路橋養(yǎng)護費用的結(jié)構(gòu)采用短期長期目標(biāo)首先需要整體考慮，不僅需要先考慮當(dāng)前市場對路橋的客觀效益要求。當(dāng)預(yù)算用于具有長期目標(biāo)的橋梁項目的長期發(fā)展時，上一年的橋梁養(yǎng)護費用資金的如何合理分配也同樣需要被充分借鑒出來考慮，使每個整體使用預(yù)算編制方案更加統(tǒng)一，每個整體預(yù)算編制方案就要對整個橋梁養(yǎng)護使用的短期運行成本決策、長期發(fā)展目標(biāo)以及橋梁運輸中的責(zé)任目標(biāo)進行一個統(tǒng)籌兼顧編制。不斷的探索加以建立完善整個高速橋梁的使用預(yù)算管理體制，高速橋梁管理的各個相關(guān)部門財務(wù)人員就需要熟練的加以掌握和合理運用整個預(yù)算編制體系。

5.提高養(yǎng)護管理技術(shù)應(yīng)用。

養(yǎng)護維修不同于建設(shè)施工，是在交通開放的環(huán)境下進行的，這就對日常檢查、養(yǎng)護和維修工作提出了更高的安全性、準(zhǔn)確性和快速性的要求。通過運用現(xiàn)代橋梁計算機自動控制系統(tǒng)技術(shù)，可以隨時隨地掌握公路橋梁的承載力和壓縮變形。采用溫度傳感監(jiān)測系統(tǒng)技術(shù)，可以實時了解板與板架之間的加熱和溫度變化。通過風(fēng)傳感器系統(tǒng)實時檢測風(fēng)流對橋梁的承載效果，檢測地面橋的承載阻力變形，檢測車輛橋的超載阻力。通過不斷改進定位和檢測技術(shù)，可以對公路橋進行及時監(jiān)控，并對各種潛在危險發(fā)出警報。根據(jù)各種橋梁承載狀況的現(xiàn)場測試大數(shù)據(jù)結(jié)果，結(jié)合現(xiàn)場測試和分析方法分別進行現(xiàn)場評價，同時對所有橋梁的內(nèi)部結(jié)構(gòu)荷載情況分別采用橋梁靜力混合試驗和橋梁動載混合試驗兩種現(xiàn)場評價方法，針對性的確定橋梁養(yǎng)護項目類別，制定橋梁養(yǎng)護項目計劃，實現(xiàn)橋梁養(yǎng)護項目管理方法工作的更加科學(xué)化和程序化。各種新材料的運用，可以減少維修現(xiàn)場的操作時間，提高了工作的安全性。

結(jié)束語：綜上所述，在高速公路橋梁的實際養(yǎng)護應(yīng)用過程中，橋梁上各種病害的發(fā)生，可能直接影響高速公路橋梁的正常運行和耐久性、安全性，及時處理高速公路橋梁上的各種病害非常必要。在進行路橋養(yǎng)護作業(yè)應(yīng)用的過程中，作為路橋養(yǎng)護相關(guān)組織的工作人員應(yīng)該對路橋上可能發(fā)生的各種病害運用新技術(shù)進行充分的科學(xué)分析，在此基礎(chǔ)上應(yīng)選擇有效的養(yǎng)護策略措施進行橋梁的養(yǎng)護和管理，同時盡可能的提前介入橋梁的前期階段，以有效減少公路橋梁各種病害的發(fā)生，同時使其能夠更好的被利用。