关于公路桥梁的病害和防范措施分析
2015-06-11
引言
近些年随着我国经济建设的高速发展，高速公路建设速度十分迅猛，过很多省份多山多水，公路中所包含的桥梁数目也十分可观。公路桥梁的特点在于：车速快，流量大，对桥梁的冲击力大；很多公路桥梁是交通要道，一旦封桥造成严重堵车，甚至使周围地区交通陷入中断状态。这些特点给桥梁的定期检查和维护造成了困难。
一、桥梁常见的病害及原因分析
1.1桥梁裂缝
公路桥梁的裂缝主要包括主拱圈裂缝、主梁裂缝、墩台裂缝以及牛腿裂缝等。主拱圈裂缝是指在桥梁的主拱圈中波波顶处、拱肋处、拱波与拱肋连接处以及横系梁处出现的裂缝，其形成原因多样化，比较复杂；主梁裂缝是指在桥梁悬臂梁与锚跨梁上形成的裂缝。这类裂缝般都是由于重型车辆的超载运输，从而引起主梁的受拉区开裂； 墩台裂缝是指桥墩上出现的竖向裂缝，多是由于桥梁施工时混凝土浇筑不严格所致；牛腿裂缝是指在悬臂孔主梁牛腿上出现的裂缝，它一般是由于支座钢板外移，使钢筋混凝土结外露所致。
1.2伸缩缝受损
公路桥梁的伸缩缝出现损坏现实中比较常见，其出现受损的原因一般有以下几个方面:
(1) 随着交通量的增加及重型载重车的增大，对伸缩缝的撞击及反复的荷载作用也增大，因材料的磨损和疲劳，以及混凝土面板或梁的结合强度不够，造成伸缩装置损坏。
(2) 伸缩缝接头为对接时，环氧树脂砂浆的剥落、断损、填缝材料硬化与部分脱落是伸缩全面破坏的原因，所以必须彻底清洁伸缩缝的各种垃圾。
(3) 大跨径、斜桥、弯桥的伸缩缝因结构形式、固定方式与梁不吻合造成破坏。
(4) 由于安装不到位，伸缩装置和桥面板或桥台胸墙产生垂直错位，增大了车轮的冲击破坏。
1.3钢筋锈蚀
由于混凝土质量较差或保护层厚度不足，混凝土保护层受二氧化碳侵蚀碳化至钢筋表面，使钢筋周围混凝土碱度降低，或由于氯化物介入，钢筋周围氯离子含量较高，均可引起钢筋表面氧化膜破坏钢筋中铁离子与侵入到混凝土中的氧气和水分发生锈蚀反应，其锈蚀物氢氧化铁体积比原来增长约2―4 倍，从而对周围混凝土产生膨胀应力，导致保护层混凝土开裂、剥离，沿钢筋纵向产生裂缝，并有锈蚀渗到混凝土表面。由于锈蚀，使得钢筋有效断面面积减小，钢筋与混凝土握裹力削弱，结构承载力下降，并将诱发其他形式的裂缝，加据钢筋锈蚀，使截面有效尺寸减小，导致结构承载能力下降，钢筋锈蚀还会降低混凝土对钢筋的握裹力，锈蚀物外流，在结构表面形成锈迹，影响结构美观。
1.4 桥面铺装的损坏
桥面铺装病害是多种因素共同作用的结果，铺装层直接承受高速行车的冲击，剪切与磨耗，并直接受风霜雨雪及气温变化的作用，同时又受主梁的约束，因此其受力状况十分复杂，设计其合理的厚度和最佳组合方式以及采用何种材料施工都是有待研究的课题。在施工方面: 一是高程控不准或梁体拱度控制不准导致铺装层厚薄不均匀，混凝土铺装层内钢筋网保护层厚度不均使荷载作用下厚度不足部分首先破碎； 二是铺装施工前梁体顶面浮层处理不彻底，导致混凝土铺装层与梁体混凝土结合不密贴； 三是防水层施工不精细出现漏水或渗水现象，导致混凝土开裂、破碎； 四是泄水管、伸缩缝、施工缝等薄弱环节处理不当造成现局部坡缓然后扩展成大面破碎。在使用方面: 有超载车辆的反复碾压使得铺装层不堪重负，过早破碎。桥面铺装破碎致使行车速度减慢、交通量减少，甚至可能中断交通。
1.5 桥头跳车
高速公路桥头处路基沉陷。路面出现凹陷，车辆行驶到桥头处时发生明显的颠簸。其主要原因: 一是路桥结构刚度相差很大； 而是路基施工没有达到设计要求，台后压实度达不到标准，高填路堤本身出现压缩变形；三是路面水渗入路基，使路基软化，水土流失造成桥头路基下沉；四是桥头路堤及锥坡范围内地基填筑前清洗不彻底，尤其是软土路基处理不好；五是台后填土材料采用不当，或填土含水量过大。
二、病害处理
2.1裂缝的防治措施
一是要加强对过桥车辆载重的控制，坚决杜绝超载车辆上桥。二是要重视桥面层的时机和施工，桥面的铺装层直接承受着过往车辆的碾压，如果对其不加以重视，就会为日后的早期损坏埋下隐患。三是要重视对桥梁的养护工作，一旦出现裂缝，要及时清理缝中杂物并予以修补，以免裂缝扩大造成更严重的破坏。
2.2 伸缩缝损坏的防治
(1) 安装伸缩缝时要使主梁与伸缩缝连接牢固，这样外力作用就可以通过伸缩缝均匀的传递给主梁，有效的减小冲击力；
(2) 增强伸缩缝本身的刚度，使其与前后混凝土保护带刚度大体相当，这样可以有效地减少由于伸缩缝本身刚度不足而造成的前后混凝土保护带开裂；
(3) 养护管理要到位，及时清理伸缩缝内的杂物并更换损坏严重的伸缩缝。
2.3 钢筋锈蚀的防治措施
在出现锈蚀的区域，首先清除所有锈蚀区域的混凝土，然后对钢筋采用喷砂法和超高压水枪进行喷射除锈处理，如果钢筋严重锈蚀，根据验算结果确定修复部位并增加钢筋数量，然后浇筑高强混凝土。同时还可以采用物理方法除锈: 即在钢筋表面增加环氧树脂涂层，在发达国家，带有环氧树脂涂层的钢筋被广泛应用于桥梁等工程建设中。良好的涂层能有效防止钢筋锈蚀，大大延长结构使用寿命。
2.4 桥面铺装病害的防治措施
对于桥面铺装病害，可以采用新近开发的冷轧带肋钢筋和钢纤维混凝土材料防护。冷轧带肋钢筋与普通钢筋相比，设计强度大幅度提高，与混凝土粘结握裹力强。同时，冷轧带肋钢筋网有良好的整体刚度，不易变形，在桥面混凝土施工时不会出现局部钢筋网陷落的情况。采用了钢钎维混凝土这一新型高强复合材料来对桥面处理、补强，既可提高桥面的抗裂性、耐磨性、耐久性，有可延长桥梁的使用寿命和减少维修。
2.5 桥头跳平的处理措施
一是对跳车较轻、沉陷面积不大、凹陷小于4cm、路面基层没有破坏的桥头，可采用沥青混凝土填补找平；二是对跳车较重、沉陷面积较大、路面基层出现破坏的桥头，清除以破坏的就路基，采用刚性、半刚性基层、重铺沥青混凝土；三是对路面基层未破坏、整体范围下沉较大、变形较快的桥头，经查确实是桥头路基地基软弱的，可采用钢花管注浆加固基底，然后面层找平； 四是对因防护不当、水毁造成的基础掏空等情况产生的沉陷，应视具体情况先将破坏根源处理好，采取相应措施后，再处理基层面层。
三、结束语
桥梁病害有很多种，但在养护过程中发现以上五种病害比较常见，分析其产生原因，知道设计缺陷或施工不当是引起桥梁病害的主因，如果在设计中进一步完善，施工中加强过程或方式控制，则可减少桥梁病害，减少养护费用，即桥梁使用成本降低。所以从养护过程中不难知道，造成桥梁病害不能一味推卸给车辆荷载引起的。设计、施工还有待进一步完善。这种设计完善或恰当施工，给养护带来巨大效益，公路使用成本大为降低。
