農(nóng)村危橋病害機(jī)理研究

武蕓

[摘 要]橋梁受損的原因涉及工程規(guī)劃、設(shè)計(jì)、施工、運(yùn)營(yíng)管理等各階段，且機(jī)理復(fù)雜。文章通過(guò)對(duì)湖南地區(qū)典型農(nóng)村公路橋梁的調(diào)研，歸納分析了農(nóng)村危橋病害類型及作用機(jī)理，為危橋改造的科學(xué)決策提供技術(shù)參考。

[關(guān)鍵詞]農(nóng)村橋梁；病害；研究

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

我國(guó)有近一半數(shù)量的中小跨徑橋梁分布在農(nóng)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(shí)間的延續(xù)，荷載條件變化以及環(huán)境侵蝕等不利因素的影響，加之設(shè)計(jì)和施工的缺陷，都會(huì)使橋梁受到不同程度的損傷，造成病害，使結(jié)構(gòu)性能退化，使用功能逐步降低甚至完全喪失。對(duì)于上述危橋，只能限載限速通行，甚至不得不關(guān)閉，從而嚴(yán)重影響農(nóng)村群眾的生產(chǎn)和生活，成為制約農(nóng)村經(jīng)濟(jì)發(fā)展的瓶頸。橋梁技術(shù)狀況不同，其養(yǎng)護(hù)加固對(duì)策亦不一樣，因此科學(xué)決策危橋改造方案必須以準(zhǔn)確評(píng)價(jià)橋梁技術(shù)狀況為前提。然而目前國(guó)家并未出臺(tái)完整的農(nóng)村橋梁評(píng)價(jià)指導(dǎo)標(biāo)準(zhǔn)，因此研究一套適合農(nóng)村橋梁的可靠性評(píng)價(jià)指標(biāo)具有一定的現(xiàn)實(shí)意義。

橋梁結(jié)構(gòu)的病害直接反映橋梁結(jié)構(gòu)的內(nèi)部技術(shù)狀態(tài)，分析橋梁結(jié)構(gòu)病害表現(xiàn)特征及其產(chǎn)生機(jī)理，能為橋梁結(jié)構(gòu)可靠性評(píng)定的有效實(shí)現(xiàn)奠定基礎(chǔ)。因此本文首先對(duì)農(nóng)村危橋的病害現(xiàn)狀進(jìn)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(jī)理。在此基礎(chǔ)上，提出了適合湖南地區(qū)農(nóng)村公路橋梁可靠性評(píng)價(jià)的技術(shù)指標(biāo)。

截至2012年年底，湖南省共有農(nóng)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(wèn)題所在。根據(jù)對(duì)其中部分橋梁的調(diào)研資料，農(nóng)村公路橋梁常見(jiàn)病害，分為橋面系、上部結(jié)構(gòu)以及下部結(jié)構(gòu)三個(gè)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(wǎng)狀裂縫、坑洼不平、破損等，此外，還存在橋面不潔現(xiàn)象。橋面鋪裝出現(xiàn)以上病害的主要原因是車輛的超載、養(yǎng)護(hù)不到位等，見(jiàn)表1。

表1 橋面鋪裝病害比重統(tǒng)計(jì)表

病害分類[]出現(xiàn)病害橋梁數(shù)量 n（座）[]調(diào)研橋梁總數(shù)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(jiàn)病害有以下幾種形式：伸縮縫裝置自身?yè)p壞、錨固構(gòu)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(shè)計(jì)不當(dāng)、施工以及車輛超載、材料老化等的因素造成，見(jiàn)表2。

表2 伸縮縫裝置病害比重統(tǒng)計(jì)表

病害分類[]出現(xiàn)病害橋梁數(shù)量 n（座）[]調(diào)研橋梁總數(shù)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(gòu)件破壞[]14[]27[]51.85%

伸縮縫裝置缺失[]15[]27[]55.56%

1.3 人行道、護(hù)欄及欄桿

欄桿及護(hù)欄的病害表現(xiàn)為全部或部分缺失、破損類病害（主要有斷裂、錯(cuò)位、剝落、銹蝕）、松動(dòng)等，強(qiáng)度已經(jīng)不能滿足防護(hù)及安全的要求。造成橋梁欄桿和護(hù)欄局部破損的原因大多數(shù)是機(jī)動(dòng)車交通事故，少數(shù)是人為碰損或盜竊所致，見(jiàn)表3。

表3 人行道、護(hù)欄及欄桿病害比重統(tǒng)計(jì)表

病害分類[]出現(xiàn)病害橋梁數(shù)量 n（座）[]調(diào)研橋梁總數(shù)N（座）[]病害橋梁比重（n/N）

人行道破損[]13[]27[]48.15%

欄桿、護(hù)欄缺失[]10[]27[]37.3%

破損，強(qiáng)度不足[]9[]27[]33.33%

1.4 防排水系統(tǒng)

欄桿及護(hù)欄的病害表現(xiàn)為全部或部分缺失、破損類病害（主要有斷裂、錯(cuò)位、剝落、銹蝕）、松動(dòng)等，強(qiáng)度已經(jīng)不能滿足防護(hù)及安全的要求。造成防、排水系統(tǒng)病害的主要原因，一是缺失，二是使用了質(zhì)量不合格的建材，三是由于人為原因如管養(yǎng)不及時(shí)從而造成排水管堵塞，見(jiàn)表4。

表4 防排水系統(tǒng)病害比重統(tǒng)計(jì)表

病害分類[]出現(xiàn)病害橋梁數(shù)量 n（座）[]調(diào)研橋梁總數(shù)N（座）[]病害橋梁比重（n/N）

排水系統(tǒng)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(jié)構(gòu)

2.1 上部承重構(gòu)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(guò)大，受力裂縫超過(guò)規(guī)范限值并且數(shù)量較多；預(yù)應(yīng)力混凝土構(gòu)件出現(xiàn)裂縫，預(yù)應(yīng)力筋錨固端混凝土開(kāi)裂、剝落，預(yù)應(yīng)力錨具外露等。上部承重構(gòu)件病害的主要原因是承載力不足，可能是由于設(shè)計(jì)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(yǎng)護(hù)單位管養(yǎng)不到位等，見(jiàn)表5。

表5 上部承重構(gòu)件病害比重統(tǒng)計(jì)表

病害分類[]出現(xiàn)病害橋梁數(shù)量 n（座）[]調(diào)研橋梁總數(shù)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(jiàn)的病害有位置偏離原位、梁端支承不穩(wěn)、墊石被壓碎、老化、缺失、脫空，發(fā)生不可恢復(fù)的剪切變形等。支座病害的主要原因是設(shè)計(jì)時(shí)類型選擇失誤、安裝不當(dāng)?shù)仍蛟斐傻模?jiàn)表6。