公路石拱橋典型病害及養(yǎng)護管理研究

譚上俞

(南充市公路管理局直屬分局，四川 南充 637000)

0 前 言

隨著我國各地城市經(jīng)濟和物流交通的飛速發(fā)展，公路橋梁的養(yǎng)護管理已成為各地干線公路交通安全運營的重要保障。通過對某地區(qū)內(nèi)3條國道近300座公路橋梁的養(yǎng)護管理統(tǒng)計，發(fā)現(xiàn)現(xiàn)役橋梁中絕大多數(shù)為石拱橋。石拱橋因其施工工藝簡單、取材方便、價格低廉、造型多樣、承載潛力大等優(yōu)點，在20世紀(jì)50～90年代間被大量推廣和使用。但隨著時代的發(fā)展和公路橋梁的長期運營，各種車輛日益增加，公路上也頻繁出現(xiàn)超限、超載現(xiàn)象，致使現(xiàn)役運營中的石拱橋出現(xiàn)了不同程度的病害，降低了橋梁承載力，給公路運營帶來嚴(yán)重的安全隱患。因此，為保障公路交通運營安全，急需加強對運營中的公路橋梁養(yǎng)護管理，完善橋梁檔案，評定橋梁技術(shù)狀況，查找橋梁病害，分析病害成因，合理采用養(yǎng)護措施，及時提高橋梁承載力，具有重大的經(jīng)濟和現(xiàn)實意義。

1 石拱橋典型病害及成因

1.1 下部結(jié)構(gòu)典型病害及成因

橋梁基礎(chǔ)和墩臺的正常運營是保障橋梁安全的重要因素。對于石拱橋而言，基礎(chǔ)墩臺不均勻沉降、位移是其最常見的病害之一。這些病害主要是因為外部荷載太大或地基承載力不足等原因，致使墩臺發(fā)生沉降或位移，或由于河水長期沖刷，基礎(chǔ)被掏空，使得墩臺處于懸空狀態(tài)，很容易發(fā)生沉降或位移。

1.2 上部結(jié)構(gòu)典型病害及成因

1)主拱圈開裂。主拱圈裂縫包括橫向開裂和縱向開裂，其發(fā)展程度嚴(yán)重影響石拱橋運營安全，一旦出現(xiàn)，必須及時處置。造成石拱橋開裂的成因有：①建橋年代早，原設(shè)計荷載標(biāo)準(zhǔn)低，隨著交通量增加，橋梁主拱圈在長期荷載作用下開裂；②墩臺、基礎(chǔ)不均勻沉降引起拱圈開裂；③公路上超限、超載車輛增多，特別在彎橋上，車輛轉(zhuǎn)彎時產(chǎn)生向心力，主拱圈因偏心受拉而開裂。

2)側(cè)墻外鼓、開裂。側(cè)墻外鼓、開裂是石拱橋最常見的病害，其產(chǎn)生成因包括：①車輛荷載過大致使側(cè)墻承受的土側(cè)壓力增大；②墩臺基礎(chǔ)之間的不均勻沉降和水平位移過大；③拱上建筑填料進水，體積膨脹，土壓力增大造成側(cè)墻臌脹外傾。

3)拱石風(fēng)化。其病害成因主要有：①橋齡較長，石材自然風(fēng)化；②周邊環(huán)境中空氣污染嚴(yán)重，有害氣體或污水長期侵蝕、腐蝕拱石。

4)砌體灰縫脫落。其病害成因主要有：①砂漿等砌縫材料強度和密實度過低；②雨水或拱上建筑滲水的長期作用導(dǎo)致砌縫材料脫落。

2 公路橋梁養(yǎng)護管理重點

1)建立橋梁養(yǎng)護隊伍，完善信息檔案。公路橋梁相對道路工程而言，專業(yè)性更強，技術(shù)更復(fù)雜，人員要求也更高。目前，各地方公路管養(yǎng)部門中專業(yè)的公路橋梁養(yǎng)護技術(shù)人員還很缺乏。以往公路管養(yǎng)部門對公路橋梁養(yǎng)護重視認(rèn)識不夠，養(yǎng)護管理知識和專業(yè)知識欠缺，從而對橋梁養(yǎng)護的管理不夠深入和專業(yè)。因此，隨著公路橋梁建設(shè)的增多和長期運營，公路管養(yǎng)單位應(yīng)加大引入專職的橋梁養(yǎng)護工程師，建立專業(yè)的橋梁養(yǎng)護隊伍，并對運營橋梁的健康狀況進行評估，編制橋梁養(yǎng)護、維修計劃和對策措施。公路管養(yǎng)單位應(yīng)定期對橋梁養(yǎng)護工程師進行業(yè)務(wù)培訓(xùn)，學(xué)習(xí)更新橋梁養(yǎng)護專業(yè)知識，吸收國內(nèi)外最新的橋梁養(yǎng)護管理方法和經(jīng)驗。公路管養(yǎng)單位應(yīng)組織人員加快完善、更新公路橋梁技術(shù)檔案，及時收集橋梁原設(shè)計及修建資料、管養(yǎng)部門及專職養(yǎng)護人員信息、運營過程中的檢查維修資料、橋周地質(zhì)氣象資料等，為合理制定橋梁養(yǎng)護管理措施提供科學(xué)依據(jù)。

2)強化橋梁健康檢查，識別安全狀況。橋梁健康檢查是確定病害橋梁進行小修保養(yǎng)、中修、大修或改建的重要科學(xué)依據(jù)。公路管養(yǎng)單位要對干線公路重要橋梁特殊部位設(shè)置永久性觀測裝置，組織專職養(yǎng)護技術(shù)人員或機構(gòu)定期對運營橋梁進行日常檢查、定期檢查和特殊檢查，并根據(jù)病害的發(fā)展程度及對橋梁承載力和安全運行影響程度進行技術(shù)狀況等級評定。

3)制定橋梁養(yǎng)護計劃，落實資金保障。公路管養(yǎng)單位應(yīng)對所管養(yǎng)的處于三、四類健康的橋梁加快檢查頻率，核查橋梁病害嚴(yán)重程度和發(fā)展趨勢，合理規(guī)劃養(yǎng)護整治措施，納入年度公路橋梁養(yǎng)護計劃，積極與中央、省、地方交通運輸部門、財政部門協(xié)調(diào)溝通，爭取專項公路橋梁養(yǎng)護經(jīng)費，為橋梁養(yǎng)護工作的實施提供經(jīng)濟保障。

4)優(yōu)化養(yǎng)護設(shè)計方案，嚴(yán)控施工管理。運營橋梁的健康安全保障主要基于養(yǎng)護設(shè)計及養(yǎng)護施工兩個重要階段。公路管養(yǎng)部門及專職橋梁養(yǎng)護人員要嚴(yán)格橋梁養(yǎng)護程序，根據(jù)橋梁實際病害狀況及安全通行現(xiàn)狀，合理規(guī)劃養(yǎng)護實施方案，既不能超限提高養(yǎng)護等級，又不能過于保守養(yǎng)護。要加強對養(yǎng)護設(shè)計質(zhì)量的審查和論證，提高養(yǎng)護技術(shù)含量，特別是包括拱橋主拱或橋臺等受力構(gòu)件病害修復(fù)方案論證，以確保橋梁養(yǎng)護工程具有技術(shù)性、經(jīng)濟性、安全性和可操作性。養(yǎng)護施工過程中，公路管養(yǎng)部門要嚴(yán)格質(zhì)量、安全、經(jīng)濟管理制度，嚴(yán)格按照養(yǎng)護設(shè)計圖進行施工作業(yè)，嚴(yán)管施工程序，防止劣質(zhì)養(yǎng)護材料、杜絕偷工減料，加強安全交通保障措施，嚴(yán)格控制養(yǎng)護工程變更，確保橋梁養(yǎng)護施工有序安全推進。

5)擴大橋梁養(yǎng)護宣傳，落實超限措施。隨著我國各地區(qū)經(jīng)濟的快速發(fā)展，交通物流的飛躍進步，超限超載車輛已成為影響公路橋梁健康安全的重要因素。由于超限超載車輛對橋梁的長期作用，時常會引起橋跨梁體(主拱)開裂、墩臺基礎(chǔ)沉降等病害。為此，公路管養(yǎng)單位應(yīng)積極通過各種媒介媒體加大橋梁養(yǎng)護安全宣傳，介紹超限超載對運營橋梁的安全影響，提高物流單位、貨運司機對超限、超載危害的思想認(rèn)識。同時，要加強公路超限超載路政整治工作，合理分段設(shè)置超限超載檢測，對違規(guī)車輛進行扣留或卸載，并對單位及個人進行行政處罰和安全教育，確保防治違規(guī)超限工作落實到位。

3 結(jié) 語

石拱橋典型病害及成因分析是公路管養(yǎng)單位對橋梁養(yǎng)護管理的一項長期性工作，是保障公路交通保通保暢、提供公路優(yōu)質(zhì)服務(wù)的重要工作之一。隨著公路交通量的日益增加和橋梁使用年限的增長，橋梁的各種病害也日益凸顯。為此，公路管養(yǎng)單位應(yīng)加強橋梁養(yǎng)護檢查，對發(fā)現(xiàn)的各種橋梁病害，準(zhǔn)確分析其成因，并根據(jù)橋梁實際狀況，優(yōu)選合理的養(yǎng)護方案并加以實施，從而恢復(fù)和提高公路橋梁的承載能力和安全通行能力，延長橋梁使用壽命，避免或減少交通安全事故的發(fā)生。