高速公路桥梁常见病害及养护措施
2014-06-19
高速公路桥梁常见病害及养护措施
【摘 要】本文主要阐述桥梁结构在高速公路运营过程中经常产生病害，分析病害产生的原因，并针对这几种病害应采取的养护措施。
【关键词】桥梁 病害 养护
高速公路桥梁结构物质量的好坏直接影响到高速公路的安全。随着通车时间越来越长，车流量增大，桥梁会受到不同程度的损坏。还有一些桥梁工程在建设期间，存在设计上的缺陷以及施工程序不规范等，给桥梁留下了病害隐患，随着桥梁运营时间的增长，这些病害逐渐地暴露出来。曲阜管理处共有桥梁设施共 座，其中互通立交4座，分离立交4座，大中桥 座，小桥涵 座，人行天桥 座，桥梁设施面积达42万平方米。
山东省交通科研所受公司委托，对全线的桥梁进行了病害调查。根据最终的调查结论可以看出，我处辖区内的每座桥梁都有不同程度的病害。我们针对不同类型的病害进行了认真的分析研究，制定了较为可行的养护方案，采取了有效的措施，保证了桥梁设施能正常地发挥其功能。下面，笔者分别就不同类型的病害提出解决方案：
1 桥面铺装层病害及养护措施
1.1 沥青铺装面层病害及养护措施
沥青砼铺装面层具有平整度好、噪音小、施工便捷等特点，在桥梁面层铺装中得到广泛应用，我处管养的桥梁全部采用了这种形式。但沥青砼铺装层也有怕水浸泡，使用寿命短等缺点。我省冬季气候寒冷，夏季雨水较多，季节温差大，如果排水不畅，就使沥青砼铺装经常处在湿度较大的环境中；京福线山东段全线贯通之后，车流量增大，荷载量较大，使沥青砼铺装在车辆轮胎直接作用下容易产生病害；还有部分沥青面层铺装由于在施工过程中产生了病害隐患；机动车遗落的燃油也对沥青铺装层有一定的危害。常见的病害主要有：泛油、骨料松散、麻面、裂缝，局部面层铺装有坑洞、脱皮。
对于各种不同的病害，在日常养护过程中采取相应的措施:
（1）沥青罩面：对于大面积的沥青面层麻面、骨料松散等病害，可重新摊铺沥青罩面。若有泛油、油包现象，在罩面前，应先将泛油、油包部分铣刨，将多余的沥青油铲除之后，再进行沥青面层的罩面工作。部分小面积的麻面，可用沥青油沙在病害部分的表面进行修补。
（2）沥青灌缝：对于沥青面层出现的裂缝，可用沥青油进行灌缝，这样可防止雨水渗入沥青底层，延长沥青面层使用寿命。
（3）沥青面层铺装的局部修补：对于沥青面层的局部坑洞、脱皮现象，可先将病害部分切割方正，清扫干净后，洒贴乳化沥青底油，用沥青料将坑洞补回。
1.2 砼铺装面层病害及养护措施
砼铺装面层具有使用寿命长，维护工作量小等特点，但在京福高速公路上应用较少，主要用于被交道路、人行天桥、微量伸缩缝等处，收费广场、服务区也广泛采用混凝土结构。但由于车流量增大、荷载增大以及施工质量等原因，砼铺装面层也存在相应的病害。主要病害类型有：磨光、裂缝、脱皮露筋、块板缺角、块板断裂、麻面等。
对于不同类型的病害在日常养护中采取不同的措施:
（1）局部修补：对于桥面砼铺装脱皮露筋、块板缺角等病害，可将存在病害部分切割方正，凿除已损坏部分并用清水冲洗干净充分润湿，用相同标号水泥砼或快速水泥修补。
（2）全部凿除，重筑铺装层：桥面铺装层如已严重损坏，或砼板块已严重碎裂，可采用全部凿除，重筑铺装层的方法修补。新铺的面层可采用普通水泥砼，也可采用钢纤维砼等其它材料。
（3）采用黑色路面改造桥面铺装：一部分桥面铺装砼由于受其桥梁结构自身特点的影响，损坏部分较多，局部修补无法解决，全部凿除又工期较长，影响交通，可采用沥青类材料修补桥面的办法。此种方法施工简单，面层铺装与梁体结合牢靠，施工期对交通影响也较小。由于沥青材料相对于砼材料而言，偏柔性，在桥梁振动的情况下，沥青材料不会开裂受到损坏，与梁体结合比较牢靠。
2 桥梁结构病害及养护措施
2.1 桥梁裂缝病害及养护措施:
桥梁结构在施工和运营使用过程中，常会产生各种不同形式的裂缝。桥梁所产生的裂缝可分两类：一类为正常裂缝，一类为非正常裂缝。砼构件由于自身应力作用产生收缩裂缝、温度裂缝，此类裂缝只要缝宽限制在0.3mm以内，构件内钢筋不会因裂缝的存在而受到腐蚀，这种裂缝为正常裂缝，可不作处理。预应力砼构件由于在承受荷载之前已预加应力，因此理论上不容许产生裂缝。但在荷载的作用下，桥梁的砼构件会在外力作用下产生弯曲裂缝、剪切裂缝、断开裂缝、扭曲裂缝。这几种裂缝在外力作用下产生后，会逐渐开展，裂缝宽度增大，砼构件表层砼脱落，直至导致构件内钢筋的腐蚀。此类裂缝为非正常裂缝，必须进行处理。普通砼构件在自身应力作用及外力作用下产生的裂缝若缝宽超过0.3mm的限制也应处理裂缝。
桥梁砼构件一旦发现裂缝应加强检查与观测，并制定相应的养护措施。一般情况下对桥梁裂缝应采用表面封闭修补法。常用方法有：内部压浆修补、填缝、表面抹灰、凿槽嵌补、表面粘贴和表面喷浆等。对于严重影响结构强度和刚度的裂缝，则需作结构补强加固处理。
部分桥梁由于设计及施工工艺原因，在建成时梁体结构出现大量有规律的裂缝，随着时间的推移，裂缝逐渐开展并横向贯通梁体，裂缝宽度部分已达到1mm，对这种桥的裂缝可采用的是环氧树脂材料灌浆修补法。裂缝修补完毕后，必须委托专业单位对裂缝进行了检查，确保修补的效果。
2.2 外力和外部环境的损伤
高速公路桥梁一般都处于农村地区，通道、桥梁底面经常堆积麦秸、秫秸等农作物，农民焚烧秸秆对桥梁造成重大伤害，我处的桥墩被烧达根，造成混凝土脱落，钢筋外露，严重影响了安全。车辆撞击、人为破坏也可造成类似的结果。
一般采用加粗处理。
3 桥台跳车病害及养护措施
桥台搭板是连接桥梁主梁与主线道路的一个重要构件，由于桥台填筑材料的压缩，路堤填土的自然沉降、排水不良等原因，桥台搭板在桥梁运营一段时间后，总有不同程度的下沉，从而引起桥梁梁体与道路主线联接不顺，产生跳车现象。
一般情况下桥梁运营4～5年之后，下沉基本稳定，这时可将桥台位置的砼铺装层凿除后，重新调整标高、浇筑砼层，或者对有跳车现象的桥台进行加铺沥青砼，从而使主桥与道路平顺连接。我处已经对下沉较严重的桥梁进行了整治，从目前状况来看，处理效果良好。
4 桥梁伸缩缝病害及养护措施
桥梁伸缩缝是保证梁体能正常变形伸缩而设置的一种装置。桥面伸缩缝设置在梁端构造薄弱部位，直接承受车辆反复荷载作用，又多暴露于大自然中，受到各种因素的影响，因此，伸缩缝易损坏，难修补，经常发生各种不同程度的缺陷。
伸缩缝装置根据桥梁种类的不同也有不同的型式：锌铁皮伸缩缝、钢板伸缩缝、橡胶板伸缩缝，近年来，更多的新型伸缩缝也得到了广泛的应用。
桥面伸缩缝要经常注意养护，使其发挥正常作用。对于锌铁皮U形槽伸缩缝要防止杂物嵌入；梳形钢板伸缩缝当梳齿缝内塞进杂物时要及时清除；钢板伸缩缝缝板在震断时要及时修复；橡胶板伸缩缝碳化或老化时要注意修理更换。
5 桥梁附属构造物病害及养护措施
5.1 桥梁防撞栏杆
桥梁栏杆作为一种安全防护设置，是桥梁上部结构一个不可缺少的组成部分。目前我处桥梁栏杆多采用钢筋混凝土装配式栏杆。防撞栏杆主要是起安全保护作用，因此经常被车辆撞坏。在养护过程中，应做到及时发现，及时修复，确保桥梁设施完好和桥梁整体的美观，增加车辆上桥时的安全感。
对于已被损坏的栏杆要及时修复，小损伤可修补，大损坏应更换。镀锌钢管栏杆要定期清洗，发现有脱皮、锈蚀现象应及时对栏杆进行重新用银粉油漆。桥梁金属栏杆应平均两年要油漆一次，保持栏杆的美洁，并在夜间起到视线诱导的作用。
5.2 桥梁支座的养护工作
支座是桥梁上、下部结构的连接点，其作用是将上部结构的荷载顺适，安全地传递到桥梁墩台上去，同时要保证上部结构在支座处能自由变形，以便使结构的实际受力情况与计算图相符合。支座按其作用分固定支座和活动支座两种。桥梁支座若受到损坏，作用不能发挥时，将会使桥梁上、下部结构受到不利的影响，因此必须经常进行检查，发生损坏时要及时慎重地制定维修加固计划，给予修补。
6 加强养护检查和检测
为保证桥梁经常处于良好的技术状况，使桥梁发挥正常的功能，必须不断的提高管理技术水平，合理的使用有限资金，用最少的投入取得最好的养护效果，确保桥梁设施的完好。而加强桥梁的检查和检测，会将桥梁的病害及时得到处理，防止病害扩大化。
6.1 经常性检查
（1）所有桥梁桥梁桥面设施和桥台附属结构的技术状况进行日常巡视检查，及时发现缺损，进行及时有效的小修。
（2）经常检查一般以目测为主，通过检查当场填写登记所有检查项目的缺损类型、缺损的部位、范围并及时地采取小修保养措施。
（3）经常检查的内容应包括：
① 桥面铺装是否平整，有无裂缝、局部坑槽、波浪、碎边，桥头有无跳车。
② 桥面泄水管是否堵塞和破损。
③ 伸缩缝是否堵塞卡死，联结件有否松动、局部破损。
④ 缘石、栏杆有无撞坏、断裂、松动、错位、缺件、锈蚀等。
⑤ 翼墙（侧墙、耳墙）有否开裂、风化、剥落和异常变形。
⑥ 锥坡、护坡有否局部塌陷，铺砌面有否塌陷、缺损，有否垃圾堆积、灌木杂草丛生。行人台阶是否完好。
6.2 定期检查、全面掌握桥梁的状况
桥梁定期检查是按规定周期，对桥梁主体结构及其附属构造物的技术状况进行定期跟踪的全面检查。主要检查各部件的功能是否完善有效，构造是否合理耐用，发现需要大、中修、改善或限制交通的桥梁缺损状况，为评定桥梁使用功能、制定养护计划提供基本数据。这项工作以全路段检查为主，并交由专门检测实施。
总之，桥梁结构物应当成为养护的重点，并逐步建立桥梁数据库，实现桥梁养护的决策，由经验型向专家系统型的转变，把科学转化为先进的生产力。利用高科技检测技术促进工程质量监测和桥梁养护智能化，通过利用高科技手段，实现人工检测向自动化检测发展，由破损类检测向无损检测技术发展，使桥梁质量的检测、评估和病害分析更加快捷，使桥梁养护更加合理经济。
还应当加大养护质量的科技投入，提高养护科技含量，积极采用新材料、新工艺、新设备，提高桥梁耐久性，延长桥梁的使用寿命。
