分析高架橋梁道路病害類型和養(yǎng)護(hù)方法

郭大江

(上海城建市政工程(集團(tuán))有限公司，上海 200000)

如今，高架橋逐步成為城市交通系統(tǒng)重要組成部分，其質(zhì)量在很大程度上影響后續(xù)通車，但高架橋道路位置特殊，容易在使用中產(chǎn)生一些病害，影響實(shí)際的使用效果與安全。因此，有必要對(duì)病害的類型進(jìn)行分析研究，并探討行之有效的養(yǎng)護(hù)處理方法。

1 高架橋道路病害常見(jiàn)類型與產(chǎn)生機(jī)理

1.1 病害類型

目前的高架橋道路病害主要有以下幾種類型。

(1)路基滑移

表現(xiàn)為以下兩個(gè)方面：其一，路基整體向側(cè)向發(fā)生滑移；其二，路基整體向高架橋的橋臺(tái)方向發(fā)生滑移。其中，前者的產(chǎn)生原因?yàn)槁返踢吰缕露冗^(guò)大，或發(fā)生破壞，受上部荷載持續(xù)作用后，產(chǎn)生縱向開(kāi)裂。當(dāng)高架橋的橋臺(tái)采用樁柱式時(shí)，臺(tái)前土體處在受壓狀態(tài)，如果錐坡被破壞，則受到自重與沖擊荷載后，土體將向橋臺(tái)側(cè)產(chǎn)生滑移，出現(xiàn)橫裂，導(dǎo)致橋頭處路基與路面出現(xiàn)一定豎向位移。產(chǎn)生上述兩種個(gè)情況的路基，都具有填土相對(duì)較高和整體性不足等問(wèn)題，邊坡被破壞時(shí)，整體或局部會(huì)沿著滑動(dòng)面不斷下滑，導(dǎo)致路面上產(chǎn)生錯(cuò)臺(tái)及裂縫。

(2)路基和橋臺(tái)之間產(chǎn)生臺(tái)階

路基和橋臺(tái)之間產(chǎn)生臺(tái)階表現(xiàn)為局部沉降產(chǎn)生于臺(tái)背和過(guò)渡段之間的結(jié)合部位，最大沉降位置和橋臺(tái)背之間的距離很近，導(dǎo)致錯(cuò)臺(tái)。與路面的設(shè)計(jì)標(biāo)高相比，路基明顯下沉，在橋臺(tái)和過(guò)渡段之間結(jié)合部位的實(shí)際沉降差達(dá)到某個(gè)值后，就會(huì)出現(xiàn)橋頭跳車。

(3)路面凹陷

這一病害在道路運(yùn)營(yíng)中較為常見(jiàn)，原因是路堤或地基產(chǎn)生不均勻沉降，其外部表現(xiàn)具有的特征為：路基產(chǎn)生的沉降不均勻、路面被嚴(yán)重破壞和產(chǎn)生凹凸不平。這一病害的主要特征是過(guò)渡段中的沉降未達(dá)到均勻，在部分位置的沉降很大，使路面上產(chǎn)生一定程度的凹陷，在沉降最大的位置，和橋臺(tái)之間保持一定距離。

(4)搭板斷裂

新建道路的路橋過(guò)渡段經(jīng)常通過(guò)搭板的設(shè)置來(lái)防止橋頭跳車，因種種原因的影響，在道路運(yùn)營(yíng)時(shí)，會(huì)產(chǎn)生搭板斷裂的問(wèn)題。這一病害表現(xiàn)為板底脫空，枕梁處和它外部路基的實(shí)際沉降相對(duì)較小，厚度較薄，無(wú)法承擔(dān)上部荷載，導(dǎo)致搭板在受力相對(duì)較大的方向上產(chǎn)生斷裂。

(5)搭板和路堤之間形成的縱坡相對(duì)較大

通過(guò)對(duì)橋頭搭板的設(shè)置，能有效預(yù)防橋頭跳車，這在避免橋頭跳車上有很大進(jìn)步，雖然有很多成功案例，但也有很多失敗案例。如果臺(tái)背填土路堤產(chǎn)生很大的沉降，路堤和搭板之間的縱坡超過(guò)6%，則在搭板兩端相互銜接位置出現(xiàn)過(guò)大的轉(zhuǎn)角，車輛從此處通過(guò)后，會(huì)出現(xiàn)二次跳車。這一病害的產(chǎn)生原因是路基產(chǎn)生了很大的工后沉降，或搭板的長(zhǎng)度不足，無(wú)法使差異沉降做到平穩(wěn)的過(guò)渡。

(6)搭板的末端出現(xiàn)差異沉降

因路橋過(guò)渡段實(shí)際問(wèn)題較為突出，所以在設(shè)計(jì)與施工中需采取有效措施處理，比如在布置搭板的基礎(chǔ)上對(duì)路基實(shí)施注漿處理，以此減小沉降，但這樣經(jīng)常會(huì)忽視搭板范圍內(nèi)路基碾壓和處理。使用一段時(shí)間后，搭板端部和路基之間的銜接部位容易產(chǎn)生一定差異沉降，導(dǎo)致橋頭跳車。

1.2 產(chǎn)生機(jī)理

高架橋道路病害的主要產(chǎn)生機(jī)理包括。

(1)地基沉降

天然地基可以在自身重量持續(xù)作用下完成固結(jié)，當(dāng)路堤的地基為天然地基時(shí)，由于受到填土重量與行車荷載持續(xù)作用，特別是在填土高度相對(duì)較大時(shí)，會(huì)產(chǎn)生一定附加應(yīng)力，使天然地基出現(xiàn)沉降變形，這一變形往往需要很長(zhǎng)的時(shí)間才能達(dá)到穩(wěn)定。該變形的程度，主要受填土性質(zhì)與填高兩個(gè)因素的影響，當(dāng)填高一致時(shí)，隨著填土密度不斷增加，沉降變形明顯增大；而當(dāng)填土密度一致時(shí)，填高不斷增加，沉降變形明顯增大。

(2)路堤固結(jié)沉降

部分道路的臺(tái)背大多用到砂礫與碎石，通常情況下，臺(tái)背填料還是以粘性土為主。但臺(tái)背填高通常很大，根據(jù)相關(guān)施工程序，需在構(gòu)造物的施工結(jié)束以后對(duì)路堤進(jìn)行填筑，這樣會(huì)使作業(yè)段變得狹窄，大型機(jī)械設(shè)備無(wú)法進(jìn)場(chǎng)使用，不得不采用小型機(jī)具設(shè)備，使碾壓不徹底不到位，局部壓實(shí)度無(wú)法達(dá)到要求。在這種情況下，受到荷載作用以后，填料不斷壓縮，導(dǎo)致孔隙率大幅減小，影響穩(wěn)定性，在一段時(shí)間后產(chǎn)生沉降。

2 高架橋道路病害養(yǎng)護(hù)方法

2.1 地基處治

地基問(wèn)題是導(dǎo)致道路路基與路面病害的主因，目前地基處治方法有很多，目前比較常用的包括靜壓注漿、旋噴樁、換填、灰土擠密樁。對(duì)于地基處治，其主要對(duì)象為巖土體，具有復(fù)雜多變的特點(diǎn)，所以任何一種方法都不是萬(wàn)能的，并且不同方法有各自優(yōu)劣勢(shì)。對(duì)此，應(yīng)做到具體問(wèn)題具體分析，堅(jiān)持對(duì)癥下藥，實(shí)現(xiàn)預(yù)期的病害防治目的。

2.2 路堤病害處治

對(duì)于路堤病害，可采取以下措施來(lái)處治。

(1)注漿法：該方法是現(xiàn)階段最為常用且有效的一種路堤病害處治方法，它在部分情況清下也可用于地基的處理和補(bǔ)強(qiáng)。

(2)換填法：該方法是指對(duì)路堤范圍內(nèi)不滿足設(shè)計(jì)要求或由于環(huán)境因素發(fā)生變化的土體進(jìn)行更換，然后填筑碾壓成新路堤，滿足設(shè)計(jì)及規(guī)范的要求，避免病害的發(fā)生。

(3)土工織物加筋法：土工織物目前在路堤病害的防治工作中得到越來(lái)越廣泛的應(yīng)用，比較常用的有兩種，即土工格柵與土工格室。借助土體和土工格柵或土工格室之間的相互作用，能實(shí)現(xiàn)對(duì)下部土體實(shí)際受力狀態(tài)的改善，使荷載能夠擴(kuò)散至更大范圍，減小外部荷載造成的壓縮沉降。

2.3 路面病害處治

對(duì)于路面病害，可采取以下措施來(lái)處治。

(1)采用變剛度結(jié)構(gòu)：對(duì)于變剛度結(jié)構(gòu)，它實(shí)際上就是特殊形式的梯形搭板，在它的表面進(jìn)行柔性路面的鋪設(shè)，這樣能使路面結(jié)構(gòu)產(chǎn)生一定剛度變化，實(shí)現(xiàn)順坡的目標(biāo)。

(2)采用具有過(guò)渡性質(zhì)的路面：在已產(chǎn)生沉降且有可能進(jìn)一步擴(kuò)大的臺(tái)背，可通過(guò)對(duì)過(guò)渡性路面的合理設(shè)置來(lái)解決。通過(guò)對(duì)這種路面的鋪設(shè)，一方面能使車輛順利且平穩(wěn)的通過(guò)，避免跳車，另一方面還能有效防止雨水的下滲，避免路基水毀。

(3)設(shè)置一定縱向反坡：對(duì)于縱向反坡，實(shí)際上就是在可能發(fā)生沉降的區(qū)域之內(nèi)，以沉降經(jīng)驗(yàn)值為依據(jù)設(shè)置適當(dāng)縱向超高，用于抵消實(shí)際運(yùn)營(yíng)過(guò)程中產(chǎn)生的路基沉降，實(shí)現(xiàn)消除跳車的目標(biāo)。

(4)使用HD摻膠混凝土對(duì)路面進(jìn)行修補(bǔ)：這種修補(bǔ)材料具有粘結(jié)性良好、早期強(qiáng)度較高、耐熱交變性能良好等優(yōu)勢(shì)，能在達(dá)到良好修補(bǔ)效果的同時(shí)，縮短封閉交通的時(shí)間，在城市高架橋與道路之間的銜接段是十分適用的。

(5)設(shè)置可活動(dòng)搭板：針對(duì)橋頭路基填高相對(duì)較大和過(guò)渡段實(shí)際施工進(jìn)度相對(duì)較快等較為特殊的情況，由于在通車之后存在很大的剩余沉降量，在這種情況下，很容易產(chǎn)生跳車的問(wèn)題。對(duì)此，在實(shí)際條件允許的情況下，建議通過(guò)可活動(dòng)搭板的合理設(shè)置來(lái)解決，完成對(duì)這一搭板的設(shè)置后，在通過(guò)一段時(shí)間之后，如果產(chǎn)生跳車的現(xiàn)象，則可立即把搭板向上抬起，對(duì)基層和枕梁實(shí)際標(biāo)高進(jìn)行適當(dāng)?shù)恼{(diào)整，然后再把搭板放置到原位。該方法具有施工簡(jiǎn)單和快速的優(yōu)勢(shì)特點(diǎn)，是一種值得大范圍參考借鑒的路面病害處治方法。

3 結(jié)束語(yǔ)

綜上所述，高架橋道路容易產(chǎn)生一系列病害，對(duì)正常的交通通行造成影響，甚至引發(fā)交通事故。因此，在實(shí)際工作中，應(yīng)在了解常見(jiàn)病害類型的基礎(chǔ)上，根據(jù)其產(chǎn)生機(jī)理與原因，充分借鑒相關(guān)經(jīng)驗(yàn)，制定行之有效的解決對(duì)策，以保證道路質(zhì)量和使用效果。