公路橋梁常見病害原因分析及防治

朱華

【摘 要】由于設計、施工和超載超限等各種原因，造成了公路小跨徑橋涵過早的出現單板受力、瀝青混凝土橋面鋪裝早期破壞、橡膠伸縮縫過早破壞、橋面混凝土滲水、橋頭跳車等各種病害。本文分析了這些病害產生的主要原因并提出了預防措施和處治方法。

【關鍵詞】橋梁；病害；原因；防治

0 前言

隨著國民經濟的發(fā)展，公路通車里程也突飛猛進，但是由于設計、施工等各種原因，尤其是超載、超限運輸沒有從根本上予以遏制，造成了高速公路橋梁在通車時間不長就出現諸如小跨進板涵或通道單板受力、瀝青混凝土橋面鋪裝早期損壞、橋面混凝土滲水、橋頭跳車等各種病害。本文重點對公路橋梁通車時間不長出現病害的成因和預防措施及處治方法進行簡要的探討。

1 小跨徑板涵或通道單板受力

1.1 小跨徑板涵或通道產生單板受力的主要原因

小跨徑板涵或通道在通車時間不長出現面層瀝青混凝土縱向裂縫，底面板縫間混凝土脫落，鉸縫損壞，行車道位置的梁板跨中板底裂縫的單板受力現象。產生單板受力的主要原因：

1）車輛重載、超載；

2）預制安裝的板涵或通道，板與板之間的連結力不夠，橋面鋪裝層偏薄，鋼筋直徑偏小；

3）施工時預制板厚度控制不嚴；

4）橋面混凝土與梁板沒有共同受力。

1.2 預防單板受力的主要措施

預防小跨徑板涵或通道出現單板受力現象要從施工方法上解決。小跨徑板涵或通道宜采用整體現澆方法施工，對預制板在預制安裝時，板與板之間的側面要鑿毛并通過預留鋼筋的焊接加強連接，鉸縫混凝土應振搗密實，并采用高標號混凝土。

1.3 單板受力橋涵的加固措施

對已產生單板受力的板涵或通道主要是以提高梁板的承載力，加強梁板的橫向聯系的加固措施解決。

1.3.1 提高橋面鋪裝的整體承載力

加厚橋面鋪裝層的厚度，加粗、加密鋪裝層鋼筋網，加強梁板的橫向連系，提高橋面的整體承載力。

1）鑿除原橋面鋪裝層，重新鋪筑

加厚橋面鋪裝層厚度。將設計橋面鋪裝防水混凝土厚度6到10cm，加至15cm厚鋪裝層。加粗、加密鋪裝層鋼筋網。使用C40防水混凝土，并在其中摻加聚丙烯纖維，同時加強澆筑混凝土前鑿毛。在板頂鉆孔，植入錨固筋，加強梁板與橋面鋪裝的共同作用。

2）鑿除全幅鉸縫混凝土重新澆筑

將原施工澆筑的C30混凝土提高到C40混凝土?？鐝叫∮?m的小橋或通道，在鉸縫中增設鉸縫鋼筋，并采用焊接連接；跨徑大于8m的橋梁，在鉸縫頂面增設聯結鋼板加強梁板的橫向聯系。

1.3.2 利用碳纖維加固補強的方法提高梁板的承載力

碳纖維施工技術以耗能低、無污染、易施工等特點被國內外許多知名人士所推薦，其原理是使用高強度的碳纖維覆蓋于被加固的構造物構件表面，使其緊密結合，增強構件的抗拉強度。

2 瀝青混凝土橋面鋪裝早期破壞

2.1 瀝青混凝土橋面鋪裝早期破壞的原因

出現隆起、黏結不牢、裂縫、滲水，甚至通車時間不長就出現坑槽、松散現象。其主要原因：

1）壓實度不足，粒徑組成設計不當，瀝青鋪裝層透水；

2）橋面水泥混凝土表面不平整、不粗糙，未按要求鑿毛；

3）橋面水泥混凝土強度不足，抗?jié)B性能差；

4）有防水層的橋面，防水層與水泥混凝土黏結不牢，使瀝青混凝土與水泥混凝土形成兩張皮現象。

2.2 預防瀝青混凝土橋面鋪裝早期損壞的措施

2.2.1 主要預防措施

1）通過試驗做好瀝青混合料組成設計，選用合格的混合料原材料，注意壓實機械的選用；

2）處理好橋面水泥混凝土面層浮漿，水泥混凝土橋面要做平整、粗糙，并做好與瀝青鋪裝層的連結層、防水層，采用改性瀝青鋪裝；

3）橋面水泥混凝土在配合比設計階段要考慮抗?jié)B指標，混凝土要達到抗?jié)B要求；

4）橋面水泥混凝土施工時，嚴格控制混凝土塌落度，確保混凝土強度。

2.2.2 主要修復措施

1）清除病害橋面瀝青混凝土，做好防水層與黏結層，重新鋪裝瀝青混凝土，要求瀝青混凝土符合設計要求，碾壓達到設計標準；

2）對瀝青鋪裝采用稀漿封層，防止因漏水而產生病害。

3 橡膠伸縮縫過早破壞

橋面伸縮縫由于設置在梁端構造薄弱部位，直接承受荷載的作用，又暴露于自然中，受到各種自然的影響，經常過早出現橡膠板錨固不牢，預埋鋼板在車輛沖擊下，整板松動，錨固螺絲脫蓋，螺銓歪斜變形。

3.1 橡膠伸縮縫早期破壞的原因

溫度變化是影響橋梁伸縮量的主要因素，橋梁結構在外界特定溫度環(huán)境，梁體內部溫度分布不均勻，梁體端部在材料熱性能的變化下產生角變位。橡膠伸縮縫早期出現損壞的主要原因：

1）橡膠伸縮縫自身剛度較差，強度低，焊接質量差，施工工藝控制不嚴；

2）混凝土早期破壞，混凝土澆筑不密實，強度低；

3）對橋梁伸縮裝置施工工藝重視不夠，未能嚴格掌握施工工藝和標準；

4）車輛掉落的堅硬物擠壓造成橡膠板損壞，未能及時認真地對橋面和伸縮裝置內的雜物進行清掃；

5）個別伸縮縫的損壞是由于設計原因造成的，伸縮縫裝置的選型不合理。

3.2 橡膠伸縮縫早期破壞的預防措施

1）加強施工工藝控制，對伸縮裝置的施工安裝高度重視。嚴格控制縫兩側混凝土的澆筑質量。焊接長度要滿足規(guī)范要求；

2）焊接固定件螺銓時，必須防止已澆混凝土被燒傷；

3）伸縮縫材料及產品要經過國家認證；

4）加強伸縮裝置的橋面板端設置；

5）合理選擇橋梁伸縮裝置的類型。

3.3 橡膠伸縮縫的處治措施

1）加強日常養(yǎng)護，及時清理車輛掉落堅硬物阻塞伸縮縫，早期病害及時修補，嚴格控制超載車輛的行駛，加強夜間行車管理。

2）及時處理易損壞的角鋼、螺銓，隨時緊固易松動的螺母。

3）出現損壞的橡膠板查明損壞原因及時更換，防止伸縮縫旁邊的結構損壞。

4 橋面混凝土滲水

4.1 橋面混凝土滲水的主要原因

橋梁通車時間不長出現板底滲水，嚴重出現滴水現象，其主要原因。

1）防水層厚度不足，混凝土強度過低；

2）混凝土使用的外摻劑配合比不好，防水混凝土的抗?jié)B、抗裂性能差；

3）施工過程控制不嚴格，施工工藝粗糙，混合料有離析現象，橋面鋪裝層鋼筋網保護墊塊密度不足；

4）鉸縫施工沒有按設計要求施工，鉸縫混凝土早期破壞；

5）過早開放交通，橋面鋪裝混凝土在沒有達到設計強度，為了施工方便便提早開放交通。

4.2 預防混凝土橋面混凝土滲水的措施

1）橋面防水混凝土應是細集料集配、高標號混凝土。配合比設計時小粒徑料偏多石料集配合理，水泥用量取上限值；

2）施工中嚴格控制混凝土塌落度及拌合時間，使混凝土和易性好、均勻，并加強振搗，滿足抗?jié)B要求；

3）嚴格控制鉸縫施工工藝和質量，將板邊鑿毛，合理布置鉸縫鋼筋，采用高標號防水混凝土，保證混凝土防水層的最小厚度；

4）空心板施工時要重視封頭處理，對封頭混凝土的質量、厚度嚴格控制；

5）控制好施工時間，采用覆蓋養(yǎng)護毯的方法養(yǎng)生，養(yǎng)生過程在施工期7d內要做到“全覆蓋、全濕潤、全天候”養(yǎng)生。

4.3 橋面混凝土防滲水處理

1）橋面清理干凈設防水層黏結層后，鋪瀝青混凝土；

2）已通車的橋梁為瀝青鋪裝層的，采用稀漿封層等措施，防止漏水。

5 橋頭跳車

橋頭跳車是公路工程質量的一個通病，在公路工程中具有普遍性，它影響著行車速度、舒適性、安全性。

5.1 橋頭跳車的成因

橋頭跳車是由于橋臺和路堤沉降不一，形成錯臺沉降所致，其主要原因：

1）路橋結構剛度相差很大，橋臺和路堤沉降不均勻；

2）路基施工沒有達到設計要求，壓路機受橋臺的限制碾壓困難，臺后壓實度達不到標準；

3）路面水滲入路基和橋臺臺背的接縫；

4）橋頭路堤及錐坡范圍內地基填前清理不徹底；

5）臺后填料采用不當或填料含水量過大。

5.2 預防橋頭跳車的措施

針對引起橋頭跳車的成因，在工程實施過程中需通過采取以下措施，從而有效地減輕橋頭跳車的危害。

1）改善地基性能，加強填前壓實，提高地基承載力；

2）做好橋頭路堤的排水、防護工程；

3）設置橋頭搭板；

4）采用無縫式伸縮縫；

5）提高橋頭路基壓實度，選擇透水性小、后期壓縮變形小、穩(wěn)定性好的做填料；

6）優(yōu)化設計方案，采用新工藝加固路堤。

5.3 橋頭跳車的處理措施

1）對橋頭跳車較輕，基層沒有破壞的，可采用瀝青混凝土填補找平；

2）對橋頭跳車嚴重，沉陷面積較大，基層出現破壞的，清除已破壞的舊基層，采用剛性、半剛性基層，重新鋪筑瀝青混凝土；

3）對于基層未破壞，整體范圍下沉較大，變化較快的可采用粉噴樁灌注基底，然后面層整平；

4）對于因防護不當水毀造成的基礎掏空等情況產生的沉陷，應視具體情況先將破壞根源處理好，采取相應的措施后，再處理基層和面層。

6 結束語

考慮到時間、費用、安全、綜合效益幾方面的因素，各級公路橋梁應從長遠利益出發(fā)，對產生的各類橋面鋪裝病害要及時修復，對不影響行車的裂縫、坑槽等病害，提倡預防性養(yǎng)護，確保路面的使用壽命，為行駛車輛提供安全可靠的環(huán)境。

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