淺談佛山地區(qū)現(xiàn)役公路橋梁病害成因及預防措施

高莉娜

(佛山市廣科大工程科技有限公司,廣東 佛山 528000)

0 引言

隨著交通事業(yè)的發(fā)展以及設計荷載的不斷提高,現(xiàn)在對橋梁承載能力和通行能力的要求越來越高。橋梁是確保公路鐵路暢通的關鍵部位,各城市每年投入建成的橋梁日漸增多,而政府對于養(yǎng)護維修的費用經(jīng)常被壓縮擠占。在烈日酷暑、暴雨沖刷、車船撞擊的多年影響下,大部分橋梁都出現(xiàn)大大小小的病害,這些病害大打縮短橋梁使用壽命,甚至威脅行車安全,研究病害,提出合理的維修加固方案是十分必要的。

1 佛山橋梁病害現(xiàn)狀

佛山地區(qū)與2018年5月-6月對南海區(qū)的51座橋按照《公路橋涵養(yǎng)護規(guī)范》(JTG H11-2004)和《公路橋梁技術狀況評定標準》 (JTG/T H21-2011)規(guī)定進行定期檢查,評定橋梁技術狀態(tài)等級及時掌握橋梁病害發(fā)展情況,以指導橋梁養(yǎng)護維修工作,橋梁類型占比如下圖所示。

其中有5座橋技術狀況等級評定為 “1類”,占檢測橋梁總數(shù)的9.8%；33座橋梁技術狀況等級評定為 “2類”,占比為64.7%；12座橋梁技術狀況等級評定為 “3類”,占比為23.5%；1座橋梁技術狀況等級評定為“4類”,占比為1.96%。從分析可見有25.46%的橋梁處于三類、四類,迫切需要中修或者加固改建。

橋梁病害情況有：

(1)混凝土病害：橋墩、梁底等部位多見縱橫向裂縫、蜂窩麻面,漲裂,混凝土局部破碎等。

(2)支座病害：橡膠體老化開裂、剪切變形、脫空、鼓包、鋼墊板銹蝕、支座位置串動等。

(3)橋面系病害：瀝青和混凝土橋面裂縫、龜裂、泛油、破損、車轍、松散露骨；水泥混凝土路面裂縫、破損、坑槽、露骨；欄桿銹蝕、損壞,排水管堵塞,伸縮縫開裂等。

2 橋梁病害成因分析

2.1 結構材料老化

鋼筋混凝土結構的耐久性往往是受到材料使用年限的限制。隨著橋梁使用年限的推移,混凝土綜合彈性模量下降,自身強度降低,車輛核載不變的情況下結構隨著承載能力的下降而出現(xiàn)裂縫、破損等現(xiàn)象。另外,城鎮(zhèn)工業(yè)化程度提高,自然環(huán)境受污染程度也在提高,環(huán)境中有害離子的濃度也不斷上升。各種燃料的燃燒產(chǎn)生的CO2不只引起溫室效應,還能引起混凝土的碳化,而SO2等酸性氣體引起的酸雨對混凝土有一定的腐蝕作用。

廣東省屬于亞熱帶季風氣候,夏季高溫多雨,冬季溫和少雨,施工過程中緩凝劑、早強劑等添加劑常有添加,若施工單位使用時比例添加不當或是養(yǎng)護不周,往往適得其反,并影響混凝土強度和工程質(zhì)量。

2.2 營運因素

近年來,我國道路運輸超限超載現(xiàn)象極為普遍,超限超載車輛的荷載遠遠超過了道路橋梁設計的極限荷載,出現(xiàn)路面破損、橋梁結構性裂縫、支座鼓包、剪切破壞、墩臺不均勻沉降…每年因車輛超載造成的損失高達幾百億元。2000年以來,有關部門和地方先后展開了一系列的整治工作,雖取得了一點成效,但由于涉及面較廣,治理難度大,加之利益的驅使,特別是源頭問題沒有得到有效的制止,超載問題變成了一個頑疾,有愈演愈烈的趨勢。

2.3 管養(yǎng)因素

本次定期檢查的檢查報告看出,被檢的51座橋梁有三座是特大橋,橋梁基本狀況卡片完善,設計圖紙、定期檢查情況、歷次維修等資料齊全,橋梁技術狀況等級全都評定為“2類”,被評定為“3類”“4類”的均為中小橋和部分大橋,而且有些橋梁檢查、維修資料缺失,不乏有疏于管理的問題存在。由于資金的缺乏,有些橋梁沒有及時的維修,加大了后期的維修難度。

混凝土橋梁病害由于數(shù)量之大、地域之廣、項目之多,對交通運輸業(yè)影響很大,是目前公路養(yǎng)護管理的一個薄弱環(huán)節(jié),國家當加強對其的管理。

2.4 橋梁自身缺陷

此次定期檢查中有13座橋梁缺少原始檔案資料,對于后期維修加固增加了難度。部分橋梁存在設計結構不合理,施工時使用材料不合格或施工方法不恰當,或者外部重物撞擊等因素使得橋梁本身達不到設計承載能力要求。后期就很難避免出現(xiàn)的各種問題。

3 橋梁病害防護措施

3.1 改善混凝土的抗?jié)B性能。

隨著工業(yè)化程度的提高,環(huán)境的污染程度也在不斷加大,廣東地區(qū)夏季多雨、河流網(wǎng)密集,河水匯集了工業(yè)用水和大量雨水,對橋臺橋墩的沖刷作用較大,要根據(jù)工程所在的環(huán)境提高對混凝土的要求。根據(jù)多年經(jīng)驗,改善混凝體的抗?jié)B性能,能有效改善水體對橋梁構件的侵蝕作用,對結構的耐久性和力學性能的提高很有幫助。

3.2 政府加大舊橋改造維修資金投入。

物價的不斷提高使得維修加固成本上漲,相關部門更應該認真做好每一座橋梁的檢查、維修工作,檢測部門當認真負責,檢查到位,反映出橋梁最真實的現(xiàn)狀,設計單位當針對不同的病害選擇合適的維修方案,做到真正的有效維修。51座橋梁的檢查報告中可以看出,有些維修過的病害有不減反增的趨勢,相關部門當從招標到竣工嚴格監(jiān)督。

3.3 加強超限超載車輛動態(tài)監(jiān)測。

車輛超載使路面造成嚴重損壞的現(xiàn)象日趨嚴重,限重執(zhí)法是阻止超載車輛破壞橋梁最有效的措施,由于交通管理部門、運輸企業(yè)和司乘人員三方?jīng)]有直接的信息通道,也缺少相關的誠信檔案,使超載現(xiàn)象得不到根治。而且部分鄉(xiāng)鎮(zhèn)道路和省道缺少超限超載車輛監(jiān)測系統(tǒng),重車縱橫,舊橋被壓壞的現(xiàn)象時有發(fā)生。政府相關部門當完善想關的誠信檔案機制,嚴格控制車輛荷載。

3.4 嚴格控制新建橋梁的質(zhì)量。

保障質(zhì)量的同時節(jié)約成本,引入BIM管理,BIM是一個完備的信息模型,能夠將工程項目在全生命周期中各個不同階段的工程信息、過程和資源集成在一個模型中,方便的被工程各參與方使用。通過三維數(shù)字技術模擬建筑物所具有的真實信息,為工程設計和施工提供相互協(xié)調(diào)、內(nèi)部一致的信息模型,使該模型達到設計施工的一體化,各專業(yè)協(xié)同工作,從而降低了工程生產(chǎn)成本,保障工程按時按質(zhì)完成。

4 總結與展望

橋梁病害的發(fā)展情況是復雜多變的,病害發(fā)生的原因也是多元化的,維修加固任重道遠。秉承我國可持續(xù)發(fā)展的國家戰(zhàn)略,我們要樹立“百年誠信、質(zhì)量第一”的信念,在橋梁的檢查與運營階段當恪盡職守,努力將新科技、新材料、新技術應用到工程實踐中,從根源上提高橋梁結構耐久性,讓我們的道路無后顧之憂。