高速公路橋梁病害成因及養(yǎng)護(hù)管理

◎王少峰

近幾年，公路橋梁工程建設(shè)事業(yè)發(fā)展迅速，對(duì)加強(qiáng)各區(qū)域居民之間的聯(lián)系，促進(jìn)居民日常出行起到重要作用。已建高速公路橋梁的整體結(jié)構(gòu)，隨著日常使用，經(jīng)常會(huì)出現(xiàn)一些病害，不僅影響橋梁使用功能，也直接影響到整個(gè)地區(qū)公路橋梁工程結(jié)構(gòu)養(yǎng)護(hù)質(zhì)量。對(duì)此，應(yīng)當(dāng)及時(shí)采取相應(yīng)的養(yǎng)護(hù)措施，有效處理各種橋梁病害，及時(shí)加強(qiáng)橋梁養(yǎng)護(hù)工程的管理，從根本上提高公路橋梁的使用效率，促使公路橋梁更好的發(fā)揮其自身作用。高速公路橋梁在施工及投入使用后，容易在各種因素的影響下形成各種病害，這些病害既會(huì)影響行車(chē)舒適度，還可能威脅到駕駛?cè)藛T的人身安全，對(duì)此，養(yǎng)護(hù)管理人員應(yīng)當(dāng)積極掌握各種病害的形成原因，根據(jù)具體原因擬定相對(duì)應(yīng)的養(yǎng)護(hù)管理策略?；诖?，本文以高速公路橋梁的病害成因?yàn)榛A(chǔ)，繼而根據(jù)病害成因提出針對(duì)性的高速公路橋梁病害處理措施，并指出高速公路養(yǎng)護(hù)管理策略，以供參考。

一、高速公路橋梁主要病害

以上海繞城高速南環(huán)段為例，主要病害有：1.裂縫；2.橋面鋪裝網(wǎng)（碎）裂、破損、坑槽；3.鉸縫滲水；4.混凝土破損、銹脹、露筋；5.橋頭跳車(chē)。其中橋面系主要為裂縫，橋面鋪裝網(wǎng)（碎）裂、破損、坑槽，橋頭跳車(chē)；上部結(jié)構(gòu)多為結(jié)構(gòu)裂縫，鉸縫滲水以及混凝土破損、銹脹、露筋，下部結(jié)構(gòu)常見(jiàn)結(jié)構(gòu)裂縫和混凝土局部破損。

橋面系病害示意圖

上部結(jié)構(gòu)病害示意圖

下部結(jié)構(gòu)病害示意圖

二、高速公路橋梁病害成因

1.裂縫病害成因。

高速公路橋梁使用過(guò)程中裂縫缺陷是一種常見(jiàn)的病害。（1）橋面系：縱向裂縫是由于在重車(chē)荷載作用下，空心板梁出現(xiàn)撓度差，鋪裝層受到較大拉應(yīng)力而開(kāi)裂；橫向裂縫，主要因?yàn)橹髁涸诨钶d作用下產(chǎn)生撓曲而導(dǎo)致梁端產(chǎn)生轉(zhuǎn)角，引起橋面連續(xù)處產(chǎn)生較大負(fù)彎矩而拉裂。（2）上部結(jié)構(gòu)：縱向裂縫對(duì)于空心板梁主要是由于鋼筋較密區(qū)域細(xì)骨料較多，橫向收縮應(yīng)力較大而開(kāi)裂。另外由于預(yù)應(yīng)力鋼筋放張時(shí)混凝土強(qiáng)度尚未達(dá)到，橫向則受拉，產(chǎn)生沿預(yù)應(yīng)力鋼筋方向的縱向裂縫。橫向裂縫為荷載作用下受彎產(chǎn)生的正彎矩裂縫以及溫度變化產(chǎn)生的裂縫。（3）下部結(jié)構(gòu)：豎向裂縫產(chǎn)生原因是大體積混凝土溫度和收縮應(yīng)力共同作用所致。

2.鋼筋銹蝕病害成因。

這類(lèi)病害的主要成因?yàn)椋菏┕と藛T對(duì)于鋼筋防護(hù)理意識(shí)不夠，沒(méi)有特殊鋼涂料按照專(zhuān)業(yè)施工要求進(jìn)行涂裝，不能合理區(qū)分鋼材和其他化學(xué)物質(zhì)，不能達(dá)到專(zhuān)業(yè)設(shè)計(jì)特殊鋼防腐涂料的處理能力。雖然有些鋼筋施工人員對(duì)這些鋼筋涂料進(jìn)行了特殊的防腐處理，但在鋼筋的儲(chǔ)存、運(yùn)輸或特別是在施工安裝過(guò)程中，對(duì)鋼筋涂料的結(jié)構(gòu)造成很大的損害，影響鋼筋結(jié)構(gòu)的性能，導(dǎo)致鋼筋銹蝕現(xiàn)象。

3.鉸縫滲水病害成因。

鉸縫滲水的產(chǎn)生有因橋墩處伸縮縫構(gòu)造存在密實(shí)或破損和橋面鋪裝連續(xù)構(gòu)造處存在橫向裂縫防水層開(kāi)裂導(dǎo)致雨水下滲從而形成滲水現(xiàn)象；另一原因?yàn)殂q縫對(duì)應(yīng)橋面鋪裝層存在縱向裂縫，防水層開(kāi)裂從而導(dǎo)致雨水下滲形成滲水現(xiàn)象。

4.橋頭跳車(chē)病害成因。

橋頭跳車(chē)病害的根本原因主要包括以下幾個(gè)方面：（1）路堤與橋梁主體結(jié)構(gòu)的變形剛度差異很大，變形沒(méi)有完全協(xié)調(diào)；（2）土床充填工程質(zhì)量水平低，不完全滿足設(shè)計(jì)工藝的基本要求。高路堤基座出現(xiàn)較大的壓縮變形接頭；（3）填土路面基部滲水嚴(yán)重導(dǎo)致填土路基過(guò)度軟化，造成路基下沉彎曲現(xiàn)象；（4）的垃圾填埋場(chǎng)的垃圾填埋場(chǎng)的橋不是完全干凈之前完成高中，防水處理措施的石英材料軟土不到位，床的材料完成的內(nèi)容不一定是合格或土壤水混合材料的軟土的補(bǔ)充學(xué)校非常大。

5.鋪裝層松散脫落病害成因。

橋面鋪裝網(wǎng)（碎）裂、破損、坑槽均在鋪裝層出現(xiàn)裂縫的狀況下產(chǎn)生，網(wǎng)（碎）裂在重載車(chē)作用下，沿已有裂縫往四周發(fā)展而成。

6.混凝土破損、銹脹、露筋成因。

混凝土破損在高速公路橋梁病害中也較為常見(jiàn)。（1）上部結(jié)構(gòu)：多是由于主梁在吊裝時(shí)出現(xiàn)磕碰現(xiàn)象，造成局部破損、掉落，銹脹、露筋則是因?yàn)榻Y(jié)構(gòu)鋼筋保護(hù)層偏薄，引起鋼筋銹脹；（2）下部結(jié)構(gòu)：混凝土銹脹、露筋則是因?yàn)榻Y(jié)構(gòu)鋼筋保護(hù)層偏薄，引起鋼筋銹脹。

三、高速公路橋梁病害處理措施

1.裂縫病害處理措施。

裂縫處理技術(shù)能夠有效恢復(fù)墻體結(jié)構(gòu)裂縫的耐久性，其核心技術(shù)的具體方法如下：（1）表面處理，在墻體表面出現(xiàn)微裂縫時(shí)，應(yīng)涂抹防水填料等防水材料。對(duì)于寬度不等的寬裂縫，盡量及時(shí)禁止使用彈性強(qiáng)的修補(bǔ)材料。（2）注漿法，對(duì)于低速注入寬縫的環(huán)氧樹(shù)脂或膨脹水泥等修補(bǔ)材料，低壓環(huán)氧樹(shù)脂是主要的灌漿修補(bǔ)材料，大多采用這種低壓低速樹(shù)脂注射修復(fù)方法。低壓環(huán)氧樹(shù)脂低速?lài)娚湫扪a(bǔ)法和不銹鋼釘修補(bǔ)法能有效增強(qiáng)其他裂縫修補(bǔ)件的完整性，是防止其他裂縫修補(bǔ)發(fā)展的一種很好的修補(bǔ)方法。（3）填充法，該修復(fù)方法更適合廣泛的裂縫寬度，特定的方法應(yīng)該是在一個(gè)圓形的深溝的寬度裂縫鑿，和深溝內(nèi)含有粘合劑填充材料，如膨脹水泥砂漿、碳和氧樹(shù)脂砂漿、膨脹水泥復(fù)合砂漿，環(huán)氧樹(shù)脂、硅樹(shù)脂、瀝青及各種常用化工材料等增強(qiáng)劑。（4）表面噴涂法，該方法是在鑿子處理的裂縫表面噴涂一層稠密的高粘度水泥砂漿保護(hù)層進(jìn)行修復(fù)的方法。噴涂前，要部分去除結(jié)構(gòu)表面的剝落，然后用水清洗。開(kāi)始噴涂前，應(yīng)將底座弄濕，然后開(kāi)始噴涂。當(dāng)鋼筋構(gòu)件產(chǎn)生主拉應(yīng)力裂紋時(shí)，可先對(duì)裂紋進(jìn)行處理，然后將鋼板粘在裂紋上，通過(guò)膨脹螺栓對(duì)鋼板施加壓力。鋼板的粘接方向應(yīng)垂直于裂紋方向。

橋面系：瀝青封閉處理橋面鋪裝縱向裂縫、橫向裂縫及網(wǎng)裂處，嚴(yán)重區(qū)域鑿除裂縫處鋪裝層，重新采用瀝青進(jìn)行攤鋪?zhàn)龇忾]處理。

結(jié)構(gòu)裂縫：裂縫處理技術(shù)能夠有效恢復(fù)結(jié)構(gòu)裂縫的耐久性，對(duì)于寬度小于0.2mm 的裂縫清理干凈后涂刷滲透結(jié)晶型漿料（賽柏斯）予以封閉；對(duì)于寬度大于0.2mm 的裂縫，應(yīng)定期觀察其發(fā)展情況，在其穩(wěn)定的情況下，用注漿法或填充法封閉；持續(xù)發(fā)展的應(yīng)一事一議，分析原因，采取針對(duì)性的措施。

2.鋼筋銹蝕病害處理措施。

在鋼鋼筋施工中，必須采取一些保護(hù)措施，以有效地防止變形鋼筋生銹的發(fā)生。例如，用于變形鋼筋涂層的加固涂層和鋼筋涂層本身都能很好地防止侵蝕。對(duì)于遇到鋼筋銹斑存在的變形鋼筋，還需要及時(shí)采取其他相應(yīng)的防護(hù)措施，及時(shí)修復(fù)。將已經(jīng)存在鋼筋銹蝕損壞情況的鋼筋混凝土及時(shí)進(jìn)行清除或去掉，可以直接采用涂層噴砂的方法鋼筋來(lái)進(jìn)行處理，再對(duì)實(shí)際使用情況對(duì)其進(jìn)行綜合分析。為了能確保交通道路上和橋梁內(nèi)部的平均含筋量，可以綜合考慮適當(dāng)程度增加一些不銹鋼筋。同時(shí)，在正確采用鋼筋防銹處理策略的同同時(shí)候，還要綜合考慮當(dāng)?shù)貐^(qū)的氣候變化條件，以利于提高鋼筋處理后的效果。

3.鉸縫滲水病害處理措施。

對(duì)空心板梁梁間鉸縫進(jìn)行專(zhuān)項(xiàng)檢測(cè)，判定鉸縫損壞情況，并針對(duì)性的進(jìn)行修復(fù)鉸縫。

4.橋頭跳車(chē)病害處理措施。

橋頭跳較輕可考慮采用銑刨加罩的方法；對(duì)于有嚴(yán)重跳躍和翻蓋的橋頭，必須拆除已經(jīng)嚴(yán)重?fù)p壞的舊基礎(chǔ)，采用新的剛性或半剛性基礎(chǔ)重新鋪設(shè)。

5.鋪裝層松散脫落病害處理措施。

對(duì)于這類(lèi)病害，施工人員必須合理設(shè)計(jì)和確定橋梁路面的基礎(chǔ)表面的厚度，橋梁路面防水材料的選擇具有良好的抗彎性能，保護(hù)，盡量避免在橋梁路面基礎(chǔ)上出現(xiàn)彎曲或斷裂等不良情況。及時(shí)采取這樣的防護(hù)措施，可以保證橋梁鋪裝材料在正常使用時(shí)不會(huì)出現(xiàn)彎曲開(kāi)裂等不良問(wèn)題。在施工中，施工人員應(yīng)密切注意基礎(chǔ)施工中使用的防水材料。基地施工過(guò)程完成后，基地沒(méi)有滲水現(xiàn)象，防止施工人員直接從基地造成滲水破壞。盡量保證橋梁路面基層的整體使用壽命。橋梁鋪裝基礎(chǔ)整個(gè)施工過(guò)程的質(zhì)量也與實(shí)際施工的地理位置密切相關(guān)。不同的施工地點(diǎn)應(yīng)及時(shí)以不同的方式處理。只有這樣才能有效地保證橋梁鋪裝基礎(chǔ)的整體施工過(guò)程的質(zhì)量，防止大型橋梁鋪裝基層發(fā)生內(nèi)部裂縫或其他質(zhì)量問(wèn)題。采用局部銑刨橋面瀝青混凝土鋪裝層，重新進(jìn)行攤鋪采用瀝青進(jìn)行封閉處理。

6.混凝土破損、銹脹、露筋病害處理措施。

鑿除疏松部分的混凝土，對(duì)外露鋼筋除銹，表面清理干凈后再用專(zhuān)用修補(bǔ)砂漿予以修復(fù)。

四、高速公路橋梁養(yǎng)護(hù)管理策略要點(diǎn)

1.加強(qiáng)日常養(yǎng)護(hù)檢查工作。

為了避免橋梁結(jié)構(gòu)安全及耐久性的降低快速發(fā)展，規(guī)避小病成大害，減少病害治理成本，應(yīng)當(dāng)重視日常的檢查管理和養(yǎng)護(hù)。養(yǎng)護(hù)單位應(yīng)該嚴(yán)格不定期或定期進(jìn)行檢查，對(duì)結(jié)構(gòu)形式特殊橋梁以及薄弱部位要特別注意，并安排專(zhuān)人分門(mén)別類(lèi)專(zhuān)項(xiàng)負(fù)責(zé)。一旦發(fā)現(xiàn)有影響橋梁結(jié)構(gòu)安全等病害的發(fā)生，就要進(jìn)一步加強(qiáng)對(duì)橋梁日常養(yǎng)護(hù)管理的監(jiān)督檢查。如果發(fā)現(xiàn)日常養(yǎng)護(hù)管理工作檢查沒(méi)有做好，必須按照一定的規(guī)章制度予以嚴(yán)肅處罰，不可能遷就他人姑息。

2.提升養(yǎng)護(hù)人員素質(zhì)。

在日常管理工作中，養(yǎng)護(hù)人員對(duì)橋梁后期養(yǎng)護(hù)管理的認(rèn)識(shí)還需要逐步加強(qiáng)。不斷提高養(yǎng)護(hù)人員在后期養(yǎng)護(hù)中的養(yǎng)護(hù)意識(shí)，可以使每一個(gè)養(yǎng)護(hù)人員能夠根據(jù)實(shí)際需要及時(shí)、正確地從事橋梁的后期養(yǎng)護(hù)管理工作。只有每一位優(yōu)秀的高速橋梁養(yǎng)護(hù)管理人員在后期都必須提高這種良好的養(yǎng)護(hù)管理意識(shí)，才能大大提高整個(gè)高速公路橋梁的養(yǎng)護(hù)管理水平。各橋梁后期養(yǎng)護(hù)由管理單位負(fù)責(zé)，定期對(duì)全體職工干部進(jìn)行培訓(xùn)教育，使從事橋梁后期養(yǎng)護(hù)的養(yǎng)護(hù)人員專(zhuān)業(yè)技術(shù)水平不斷提高。制定切實(shí)可行的橋梁后期維護(hù)管理辦法，實(shí)行考勤獎(jiǎng)懲、激勵(lì)等管理辦法。提高各高速橋梁后期養(yǎng)護(hù)管理人員的職責(zé)，使各公路橋結(jié)構(gòu)的養(yǎng)護(hù)管理工作能夠有效、高效地進(jìn)行。

3.完善養(yǎng)護(hù)管理提前介入制度。

我國(guó)號(hào)稱(chēng)世界第一基建強(qiáng)國(guó)，每年我國(guó)新建成的高速公路橋梁數(shù)量眾多。由此而產(chǎn)生的質(zhì)量控制不嚴(yán)謹(jǐn)?shù)默F(xiàn)象屢見(jiàn)不鮮，前述列舉的病害成因中，有相當(dāng)一部分都與前期施工建設(shè)階段的控制有關(guān)，如吊裝磕碰、振搗不密實(shí)、模板保護(hù)層過(guò)小等，政府建立統(tǒng)籌的一體化橋梁設(shè)計(jì)、施工、運(yùn)行等檢查管理體系，建設(shè)主管單位協(xié)調(diào)后期管養(yǎng)單位介入到橋梁施工甚至設(shè)計(jì)階段，將后續(xù)因規(guī)劃建設(shè)階段的不當(dāng)而導(dǎo)致的隱患盡量消除，大大減少后續(xù)運(yùn)行管理養(yǎng)護(hù)階段的工作和養(yǎng)護(hù)費(fèi)用，同時(shí)提高橋梁的耐久性和安全性。

4.科學(xué)預(yù)算養(yǎng)護(hù)資金。

高速橋梁的使用養(yǎng)護(hù)管理費(fèi)用的財(cái)務(wù)預(yù)算是否要根據(jù)高速橋梁的整體最長(zhǎng)發(fā)展使用養(yǎng)護(hù)年限，編制使用計(jì)劃書(shū)時(shí)是否需要同時(shí)依據(jù)橋梁總體的使用財(cái)務(wù)預(yù)算資金使用情況不同來(lái)進(jìn)行編制。而在編制預(yù)算會(huì)計(jì)時(shí)必須按照總體考慮的基本會(huì)計(jì)原則和合理搭配各相關(guān)財(cái)務(wù)部門(mén)的財(cái)務(wù)管理，在編制預(yù)算時(shí)是使用一個(gè)整體資金的橋梁，路橋養(yǎng)護(hù)費(fèi)用的結(jié)構(gòu)采用短期長(zhǎng)期目標(biāo)首先需要整體考慮，不僅需要先考慮當(dāng)前市場(chǎng)對(duì)路橋的客觀效益要求。當(dāng)預(yù)算用于具有長(zhǎng)期目標(biāo)的橋梁項(xiàng)目的長(zhǎng)期發(fā)展時(shí)，上一年的橋梁養(yǎng)護(hù)費(fèi)用資金的如何合理分配也同樣需要被充分借鑒出來(lái)考慮，使每個(gè)整體使用預(yù)算編制方案更加統(tǒng)一，每個(gè)整體預(yù)算編制方案就要對(duì)整個(gè)橋梁養(yǎng)護(hù)使用的短期運(yùn)行成本決策、長(zhǎng)期發(fā)展目標(biāo)以及橋梁運(yùn)輸中的責(zé)任目標(biāo)進(jìn)行一個(gè)統(tǒng)籌兼顧編制。不斷的探索加以建立完善整個(gè)高速橋梁的使用預(yù)算管理體制，高速橋梁管理的各個(gè)相關(guān)部門(mén)財(cái)務(wù)人員就需要熟練的加以掌握和合理運(yùn)用整個(gè)預(yù)算編制體系。

5.提高養(yǎng)護(hù)管理技術(shù)應(yīng)用。

養(yǎng)護(hù)維修不同于建設(shè)施工，是在交通開(kāi)放的環(huán)境下進(jìn)行的，這就對(duì)日常檢查、養(yǎng)護(hù)和維修工作提出了更高的安全性、準(zhǔn)確性和快速性的要求。通過(guò)運(yùn)用現(xiàn)代橋梁計(jì)算機(jī)自動(dòng)控制系統(tǒng)技術(shù)，可以隨時(shí)隨地掌握公路橋梁的承載力和壓縮變形。采用溫度傳感監(jiān)測(cè)系統(tǒng)技術(shù)，可以實(shí)時(shí)了解板與板架之間的加熱和溫度變化。通過(guò)風(fēng)傳感器系統(tǒng)實(shí)時(shí)檢測(cè)風(fēng)流對(duì)橋梁的承載效果，檢測(cè)地面橋的承載阻力變形，檢測(cè)車(chē)輛橋的超載阻力。通過(guò)不斷改進(jìn)定位和檢測(cè)技術(shù)，可以對(duì)公路橋進(jìn)行及時(shí)監(jiān)控，并對(duì)各種潛在危險(xiǎn)發(fā)出警報(bào)。根據(jù)各種橋梁承載狀況的現(xiàn)場(chǎng)測(cè)試大數(shù)據(jù)結(jié)果，結(jié)合現(xiàn)場(chǎng)測(cè)試和分析方法分別進(jìn)行現(xiàn)場(chǎng)評(píng)價(jià)，同時(shí)對(duì)所有橋梁的內(nèi)部結(jié)構(gòu)荷載情況分別采用橋梁靜力混合試驗(yàn)和橋梁動(dòng)載混合試驗(yàn)兩種現(xiàn)場(chǎng)評(píng)價(jià)方法，針對(duì)性的確定橋梁養(yǎng)護(hù)項(xiàng)目類(lèi)別，制定橋梁養(yǎng)護(hù)項(xiàng)目計(jì)劃，實(shí)現(xiàn)橋梁養(yǎng)護(hù)項(xiàng)目管理方法工作的更加科學(xué)化和程序化。各種新材料的運(yùn)用，可以減少維修現(xiàn)場(chǎng)的操作時(shí)間，提高了工作的安全性。

結(jié)束語(yǔ)：綜上所述，在高速公路橋梁的實(shí)際養(yǎng)護(hù)應(yīng)用過(guò)程中，橋梁上各種病害的發(fā)生，可能直接影響高速公路橋梁的正常運(yùn)行和耐久性、安全性，及時(shí)處理高速公路橋梁上的各種病害非常必要。在進(jìn)行路橋養(yǎng)護(hù)作業(yè)應(yīng)用的過(guò)程中，作為路橋養(yǎng)護(hù)相關(guān)組織的工作人員應(yīng)該對(duì)路橋上可能發(fā)生的各種病害運(yùn)用新技術(shù)進(jìn)行充分的科學(xué)分析，在此基礎(chǔ)上應(yīng)選擇有效的養(yǎng)護(hù)策略措施進(jìn)行橋梁的養(yǎng)護(hù)和管理，同時(shí)盡可能的提前介入橋梁的前期階段，以有效減少公路橋梁各種病害的發(fā)生，同時(shí)使其能夠更好的被利用。