2018浅谈高速公路桥梁病害成因预防措施及处治方法
摘要：随着我国高速公路通车里程的逐年增长，每年用于高速公路的各种病害的维修养护的人力、物力和财力呈上升趋势。本文主要探讨了高速公路桥梁病害的成因，桥面铺装早期损坏、橡胶伸缩缝过早破坏、桥面砼渗水、桥头跳车及小跨径桥梁过早出现单板受力等常见病害的成因进行了深入系统的分析，同时提出了预防措施和处治方法，供同行参考。http://
关键词：桥梁；病害成因；预防措施；处治方法
Abstract: Along with the highway mileage of increased year by year, every year for the highway maintenance of all kinds of disease of human, material and financial resources, are on the rise. This paper mainly discussed the highway bridge the cause of disease, early damage of bridge deck pavement, rubber is adjustable seam premature failure, bridge concrete seepage, the bridge jumped and little premature single slab bridge models such as the cause of common disease further analysis of the system, and puts forward the preventive measures and treatment methods, refers for the colleague.
Keywords: bridge; disease causes; prevention measures; treatment method
中图分类号：U445 文献标识码：A文章编号：
前言
随着国民经济的快速发展，高速公路交通量日益增大，各种超重车辆增多，桥梁的实际荷载远远超过建桥时的设计荷载，在重车荷载的反复作用下，桥梁出现了一定程度的受力和疲劳破坏。很多高速公路是交通要道，封桥检修将造成严重堵车，甚至周围地区交通陷入中断状态。这些特点给桥梁的定期检查和养护维护造成了困难。因此，总结高速公路桥梁的病害成因对桥梁的养护、维修和加固都具有重要意义。
一、沥青砼桥面铺装早期损坏
（一）沥青砼桥面铺装早期损坏的原因
沥青砼桥面出现隆起、粘结不牢、裂缝、渗水，甚至通车不长时间就出现坑槽、松散。其主要原因：
①压实度不足、路面组合设计不当，沥青铺装层透水。
②桥面水泥砼整体化层表面有浮浆薄弱层，与沥青层粘结不牢，桥面整体化层水泥砼表面有尘土、杂物或油污，铺装沥青砼前未清洗干净。
③桥面整体化层水泥砼表面不平整、不粗糙，未按要求凿毛。
④桥面横坡不符合设计要求，在铺装沥青砼前，对不符合要求的横坡处、尖锐突出及凹坑未作处理或打磨修补，有个别厚度不足。
⑤桥面整体化层水泥砼强度不足，抗渗性能差。
⑥有防水层的桥面，防水层与整体化层水泥砼粘结不牢，使沥青砼形成“两张皮”现象。
（二）预防沥青砼桥面铺装早期损坏的措施
1）主要预防措施
①通过实验做好沥青混合料组合设计，选用合格的混合料原材料，注意掌握碾压温度和压实机械的选用。
②提高沥青砼的压实度，减少空隙率。
③处理好桥面整体化层水泥砼面层浮浆，水泥砼整体化层要做平整、粗糙，并做好与沥青铺装层的连接层、防水层，采用改性沥青铺装。
④铺装沥青砼前，彻底清除砼整体化层的尘土、杂物、油污。
⑤对不符合要求的桥面横坡处或尖锐突出物及凹坑进行打磨、修补处理，使其符合要求，保证沥青铺装层厚度。
⑥在桥面整体化层水泥砼配比设计阶段，考虑抗渗指标，使砼达到抗渗要求。
⑦桥面整体化层水泥砼施工时，严格控制砼坍落度，确保砼强度。
2）主要修复措施
①对病害桥面沥青砼清除至砼整体化层，做好防水层粘结层，重新铺装沥青砼，要求沥青砼符合设计要求，碾压达到设计标准。
②对沥青铺装采用稀浆封层，防止因漏水而产生病害。
③对已出现的坑槽、松散，在分析原因的基础上，不仅要重铺沥青砼，而且还要对水泥砼整体化层损坏部分进行彻底修复，然后重铺沥青砼。在修复坑槽前，要将坑槽切割成规则形状，病害部分切割要彻底，不能留薄弱部分，保证修复效果。
二、橡胶伸缩缝过早破坏
桥面伸缩缝由于设置在梁端构造薄弱部位，直接承受荷载的作用，又多暴露于自然中，受到各种自然条件的影响，经常过早出现橡胶板锚固不牢，预埋钢板在车辆冲击下整板松动，锚固螺丝脱盖、螺栓歪斜变形，伸缩装置两侧砼、橡胶板破坏等病害。
（一）橡胶伸缩缝早期破坏的原因
橡胶伸缩缝早期出现损坏的主要原因：
①橡胶伸缩缝装置自身刚度差，强度低，锚固系统焊接点多，焊接质量差，易开焊松动。
②两侧锚区砼过窄，角钢易松动、断裂，砼早期破坏，砼浇筑不密实，强度低。
③施工工艺控制不严，螺母易松动。
④伸缩缝接头为对接时，环氧树脂砂浆的剥落、断损、填缝材料的硬化与部分脱落。
⑤车辆掉落的坚硬物挤压，造成橡胶板损坏。
⑥个别伸缩缝损坏是由于设计原因造成的。
（二）橡胶伸缩缝早期破坏的预防措施
①加强施工工艺控制，保证砼密实、平整和强度。
②焊接固定件螺栓时，必须防止已浇砼被烧伤。
③伸缩缝材料及产品要经国家认证。
④设计时应根据不同结构形式、当地温度来计算伸缩量，采用不同形式的伸缩缝。
（三）橡胶伸缩缝的处治措施
①加强日常养护，及时清理车辆掉落坚硬物，防止其阻塞伸缩缝。
②及时处理易损坏的角钢、螺栓，随时紧固已松动的螺母。
③对出现损坏的橡胶板，查明原因并及时更换，防止造成伸缩缝旁边结构的损坏。
三、桥面砼渗水
（一）桥面砼渗水的主要原因
桥梁通车时间不长出现板底渗水，严重的出现滴水。其主要原因：
①防水层质量差，防水砼配合比不合理，粗集料多，水泥用量少，砼不密实；
②砼使用的外掺剂配比不好或效果不理想，防水砼的抗渗、抗裂性差；
③施工过程中控制不严密，施工工艺粗糙，混合料有离析现象；
④铰缝施工没有按设计要求进行，铰缝砼早期破坏；
⑤部分空心板端封砼重视不够，由于空心板封头砼干裂、厚度过薄等原因使水从伸缩缝等部分顺着封头进入空心板。
（二）预防桥面砼渗水的措施
①桥面防水砼应采用密集料级配、高标号砼。配合比设计时，小粒径料偏多，石料级配合理，水泥用量取上限值。
②施工中严格控制砼坍落度及拌和时间，使砼和易性好、且均匀，并加强振捣，掺入防水剂，满足抗渗要求。
③严格控制铰缝施工工艺和质量，将板边凿毛，合理布置铰缝钢筋，采用高标号防水砼。
④空心板桥施工时，要重视封头处理，对封头砼的质量、厚度严格控制，可采用防水砼。
四、桥头跳车
（一）桥头跳车的主要原因
高速公路桥头处路基沉陷。路面出现凹陷，车辆行驶到桥头处时发生明显的颠簸。其主要原因：
①路桥结构刚度相差很大。
②路基施工没有达到设计要求，台后压实度达不到标准，高填土路堤本身出现压缩变形。
③路面水渗入路基，使路基软化，水土流失造成桥头路基下沉。
④桥头路堤及锥坡范围内地基填筑前清理不彻底，尤其是软土路基处理不好。
⑤台后填土材料采用不当，或填土含水量过大。
（二）预防桥头跳车的措施
①改善地基性能，清除填土范围内的种植物、腐殖土等杂物，加强填筑前的压实，提高地基承载力、减少差异沉降。
②做好桥头路堤的排水、防护工程。
③设置桥头搭板，其长度根据填土高度和工后沉降值大小而定，可适当加长搭板长度。
④采用无缝式伸缩缝。
⑤提高桥头路基压实度，有针对性地选择台背填料，如选用透水性好、后期压缩变形小的砂砾石或容重小、稳定性好的粉煤灰、炉渣等，在缺少砂石的地区可用水泥稳定土作填料。
⑥重视桥头地基处理，把桥头台背填土列入重点工程部位，制定合理的台背填土施工工艺，肋板式桥台的台背填土应先填土再浇筑盖梁。
⑦优化设计方案，采用新工艺加固路堤，可根据地质情况，采用热塑土工格栅、粉喷桩、强夯等。
（三）桥头跳车的处理措施
①对跳车较轻、沉陷面积不大、凹深小于4cm、路面基层没有破坏的桥头，可采用沥青砼填补找平。
②对跳车较重、沉陷面积较大、路面基层出现破坏的桥头，清除已破坏的旧基层，采用刚性、半刚性基层，重铺沥青砼(长度宜大些)。
③对路面基层未破坏、整体范围下沉较大、变形较快的桥头，经查确实是因桥头路基地基软弱的，可采用钢花管注浆加固基底，然后面层找平。
④对因防护不当、水毁造成的基础掏空等情况产生的沉陷，应视具体情况先将破坏根源处理好，采取相应的措施后，再处理基层和面层。
五、小跨径桥或通道产生单板受力
（一）小跨径桥或通道产生单板受力的原因
小跨径桥梁或通道通车时间不长即出现面层沥青砼纵向裂缝，底面板缝间砼脱落，铰缝损坏，行车道位置的梁板跨中板底裂缝的单板受力现象。产生单板受力的主要原因：
①车辆重载、超载。一些车主为了牟取暴利，多拉、多赚，个别集装箱及半挂车重达130t，大大超过设计荷载，这些严重超载车辆对桥梁的冲击力是相当大的。桥梁受到这些严重超载车辆长期冲击、疲劳作用，部分构造物出现不同程度的损坏，这是小跨径桥梁或通道出现单板受力的主要原因。
②设计理论荷载横向分布是随跨径增长而减少的，小跨径板横向分布基本接近杠杆理论，弹性变形很小，易出现单板受力。
③预制安装的板梁或通道，一般设计为实心板，均为小铰缝，板与板之间的联结力不够，桥面铺装层偏薄、钢筋直径偏小，致使桥面板的整体承载能力差。
④施工时，预制板厚度控制不严，为了满足标高的需要，桥面铺装砼厚度不足。
⑤桥面砼与梁板没有共同受力。
（二）预防单板受力的主要措施
加大公路路政执法力度，严格限制超载、超限运输是对现有桥梁保护的根本措施。但从目前高速公路交通管理现状看，交通安全管理与路政管理分别由公安、交通两家管理，加上个别车主法律意识差，超载、超限运输还难以根治。因此，小跨径桥梁或通道单板受力现象的预防要从施工方法上解决。在工期能保证的前提下，小跨径桥梁或通道宜采用整体现浇方法施工。对预制板，在预制安装时，板与板之间的侧面要凿毛并通过预留钢筋的焊接加强连接，铰缝砼应振捣密实，并采用高标号砼。
（三）单板受力桥涵的加固措施
对已产生单板受力的板梁或通道，主要采取提高梁板的承载力、加强梁板的横向联系的加固措施加以解决。
1、提高桥面铺装的整体承载力
加厚桥面铺装层厚度，加粗、加密铺装层钢筋网，加强桥梁的横向联系，提高桥面的整体承载力。具体做法：
1)凿除原桥面铺装层，重新铺筑。
①加厚桥面铺装层厚度。通常设计桥面铺装防水砼厚度为6～10cm，加至15cm厚铺装层。增加厚度，利用桥头引道顺坡解决，以保证行车安全、舒适。②加粗、加密铺装层钢筋网。将原设计ф8或ф6一级钢筋变为横向采用ф16、纵向采用ф12的二级钢筋，纵横向钢筋间距均采用15cm。③将原设计30号防水砼提高到40号防水砼，并在其中掺加聚丙烯纤维，改变砼的抗裂、抗渗性能，同时加强浇筑砼前的凿毛。④在板顶钻孔，植入锚固筋，锚固筋纵横向间距为30cm，顶部与桥面铺装钢筋网焊接，加强梁板与桥面铺装的共同作用。
2)凿除全幅铰缝砼，重新浇筑。
①将原施工浇筑30号砼提高到40号砼。②跨径小于8m的小桥或通道，在铰缝中增设铰缝钢筋，并采用焊接连接；跨径大予8m的桥梁，在铰缝顶面增设联结钢板，加强梁板的横向联系。
2、用碳纤维加固补强提高梁板的承栽力
碳纤维施工技术以耗能低、无污染、易施工等特点而被国内外许多专家所推荐，其对构造物加固的原理是使用高强度的碳纤维覆盖于被加固的构造物构件表面，并使其紧密结合，相当于在构件内部配筋，增强构件的抗拉强度。其中碳纤维的抗拉强度约为3500MPa，是等截面积钢筋的7～10倍，其弹性模量略高于钢；其他材料完全为环保材料，也有很高的强度和粘着力。虽然板底粘贴碳纤维没有改善桥梁整体的横向联系，仍存在单板受力现象，但它有效地改变了单块梁板的强度和刚度，是一种行之有效的加固方法。
六、结论
随着我国高速公路通车里程的逐年增长，每年用于高速公路的各种病害的维修养护的人力、物力和财力呈上升趋势。本文就高速公路桥梁部分常见的病害类型及其产生原因做深入分析，并对桥梁病害的系统防治提出一些建议。
注：文章内所有公式及图表请用PDF形式查看。
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