李曉波

(石家莊市公路橋梁建設(shè)集團(tuán))

1 河北省橋梁病害調(diào)查

河北省公路管理局近期對(duì)全省公路橋梁的狀況進(jìn)行了普查，結(jié)果表明屬于二、三類之間的較多，基本上處于較好與較壞之間。屬于三、四類的橋梁多集中在梁、板式橋、少筋微彎板橋、雙曲拱橋和部分T型梁橋。在國(guó)道上，橋梁為1674座/92203.95m，三類橋分屬在十條國(guó)道上，共92座，全長(zhǎng)6250.06m，四類橋分屬在七條國(guó)道上共55座，共3077.31m;在省道上橋梁共272座/139078.5m，屬三類橋149 座，全長(zhǎng)12 190m，四類橋共89座，全長(zhǎng)共2190.34m。三、四類橋分別占國(guó)道橋梁總長(zhǎng)度的10.2％和省道橋梁總長(zhǎng)度的8.5％，全省有結(jié)構(gòu)缺陷的橋梁其比率略顯偏高。

2 河北省梁式橋病害成因分析

2.1 上部結(jié)構(gòu)病害

2.1.1 鋼筋混凝土板梁橋

(1)裂縫。裂縫現(xiàn)象較普遍，有受力裂縫和非受力裂縫。非受力裂縫由施工原因或溫度變化等環(huán)境因素影響而產(chǎn)生:部分橋梁存在無(wú)固定規(guī)律的網(wǎng)狀裂縫、縱橋向裂縫。受力裂縫有板梁下緣受拉區(qū)裂縫和腹板上主拉應(yīng)力引起的斜裂縫。

(2)混凝土剝落，露筋。嚴(yán)重部位多發(fā)生在邊梁外側(cè)，因?yàn)橥鈧?cè)邊梁易受到風(fēng)雨和橋面流水的侵蝕。輕則開(kāi)裂，混凝土松散，鋼筋銹蝕，重則混凝土剝落露筋，其中107線交河大橋混凝土剝落露筋長(zhǎng)達(dá)10m。

(3)空心板施工時(shí)內(nèi)模上浮引起的頂板過(guò)薄，造成橋面和空心板頂板混凝土破損或形成空洞。

(4)施工原因所致梁體之間豎向位置錯(cuò)動(dòng)，不在同一平面上，不利形成橫向整體斷面。

(5)橫向聯(lián)結(jié)破壞?？招陌彘g縱向鉸縫失效連帶橋面縱縫，使結(jié)構(gòu)形成單板受力。

(6)滲水。橋面表層水進(jìn)入空心板洞內(nèi)積水，滲水腐蝕混凝土和鋼筋。有的梁未設(shè)置排水孔，或排水孔堵塞，水沿梁體裂縫滲出，在滲水縫周圍形成混凝土析出物。

(7)由于制造原因或超載破壞使結(jié)構(gòu)承載力不足，結(jié)構(gòu)撓度變形大。

2.1.2 鋼筋混凝土T梁

(1)由于混凝土施工原因所致腹板網(wǎng)狀無(wú)規(guī)律細(xì)裂縫。

(2)腹板下緣豎向裂縫，裂縫超過(guò)0.3mm甚至達(dá)到2mm，裂縫向上可至翼板。

(3)腹板上的斜裂縫。在腹板兩側(cè)離跨中越遠(yuǎn)其裂縫傾斜角越大。

(4)梁肋下緣混凝土剝落，鋼筋外露銹蝕，邊梁尤為嚴(yán)重。

(5)橋面縱向開(kāi)裂，橫梁連接開(kāi)裂，鉸縫破壞，橫向連接失效，橋梁整體剛度下降。

(6)施工原因所致梁體預(yù)拱度偏大。

(7)部分大跨徑T梁橋因結(jié)構(gòu)剛度小，使梁撓度過(guò)大，行車震動(dòng)，行人有不安全感。

(8)部分T梁懸臂過(guò)大，邊梁防撞護(hù)欄過(guò)重，長(zhǎng)期使用情況下外翼緣板有下?lián)犀F(xiàn)象。

2.1.3 裝配式箱梁

(1)箱梁底板跨中部位有受彎裂縫，有的延至腹板。(2)腹板豎向裂縫，多與底板裂縫有關(guān)聯(lián)。(3)主拉應(yīng)力所致腹板斜裂縫。(4)沿橋梁縱向的底板非受力裂縫。(5)頂、腹、底板銜接處的裂縫。(6)底板、腹板交界處由于模板漏漿形成的混凝土松散、麻面，成為混凝土剝蝕、鋼筋銹蝕的隱患。(7)墩頂濕接頭處開(kāi)裂。

2.2 下部結(jié)構(gòu)與基礎(chǔ)病害

常用的橋梁基礎(chǔ)包括淺埋擴(kuò)大基礎(chǔ)和樁基礎(chǔ)。淺埋擴(kuò)大基礎(chǔ)容易發(fā)生的病害有基礎(chǔ)滑移、不均勻沉降，以及沖刷淘空，基礎(chǔ)外露等等。由于地基承載力不足，或者持力層下存在軟弱地基，處理不當(dāng)，就會(huì)使基礎(chǔ)發(fā)生不均勻的沉降或者轉(zhuǎn)角位移。有的地基埋深不夠，或者受河道變遷以及挖沙取土的影響，受到?jīng)_刷，造成基礎(chǔ)外露，嚴(yán)重的甚至基礎(chǔ)下局部被水流沖刷淘空，直接影響基礎(chǔ)的穩(wěn)定。在基礎(chǔ)外露或埋深不足的情況下，如果橋下排水不暢，發(fā)生凍害，則基礎(chǔ)會(huì)產(chǎn)生滑移、上下膨落;若水流過(guò)速，會(huì)加大沖刷，掏空地基而垮橋。

打入樁基礎(chǔ)病害。有的打入樁因施工原因，或者后期水流沖刷、裸露后遭受漂浮物撞擊，造成樁身、樁頭破碎，混凝土剝蝕，鋼筋銹蝕，引起承載力降低。

鉆孔灌注樁基礎(chǔ)病害。鉆孔灌注樁基礎(chǔ)受到水流沖刷，發(fā)生樁身裸露，受到施工質(zhì)量影響，以及裸露后受到?jīng)_刷、撞擊、破壞，樁基發(fā)生縮頸，混凝土缺失、剝蝕，鋼筋出現(xiàn)露筋、銹蝕病害。

樁基礎(chǔ)發(fā)生沉降。在摩擦樁與打入樁多見(jiàn)。由于設(shè)計(jì)原因，樁長(zhǎng)不足，樁徑過(guò)小，或?qū)τ诘刭|(zhì)情況沒(méi)有探明，會(huì)發(fā)生樁基礎(chǔ)的沉降。還有的樁基礎(chǔ)受到負(fù)摩阻力影響發(fā)生沉降。例如橋臺(tái)填土施工時(shí)，后填的土體和地基土層受到壓路機(jī)振動(dòng)碾壓而固結(jié)，會(huì)對(duì)樁基產(chǎn)生負(fù)摩阻力，使橋臺(tái)樁基下沉。有時(shí)橋臺(tái)填土施工的臺(tái)后土壓力會(huì)使樁頂發(fā)生水平位移。有的立交橋中墩坐落在下行路線的路基上。路基施工時(shí)，由于振動(dòng)壓路機(jī)使路基土體固結(jié)，對(duì)樁基產(chǎn)生負(fù)摩阻力，導(dǎo)致樁基下沉。

有的樁基受地質(zhì)災(zāi)害影響發(fā)生病害。張家口某高速公路跨線橋橋臺(tái)樁基由于受到山體邊坡滑坡的影響，發(fā)生水平向位移、轉(zhuǎn)角位移，甚至被滑坡體剪斷。

基礎(chǔ)以及下部的位移與沉降會(huì)對(duì)橋梁的上部結(jié)構(gòu)產(chǎn)生嚴(yán)重影響。尤其對(duì)于連續(xù)梁超靜定結(jié)構(gòu)，會(huì)產(chǎn)生較大的附加內(nèi)力，使梁體受力加大，開(kāi)裂破壞。

2.3 附屬結(jié)構(gòu)病害

(1)橋面鋪裝病害。鋪裝層厚度小，配筋少，缺少防水措施，造成橋面在重車作用下發(fā)生松散、開(kāi)裂破壞。橋面鋪裝的破壞，使主梁失去了保護(hù)，主梁發(fā)生開(kāi)裂、滲水。有時(shí)橋面除雪使用了含鹽的除雪劑，帶有有害物質(zhì)的積水下滲，加速了主梁堿骨料反應(yīng)、抓鹽侵蝕、凍融破壞、混凝土可融物質(zhì)析出、鋼筋銹蝕等病害的發(fā)生發(fā)展，降低了橋梁的使用壽命。

(2)伸縮縫病害。伸縮縫長(zhǎng)期受動(dòng)荷載的作用，并且承擔(dān)著滿足梁體變形的任務(wù)，容易發(fā)生破壞。常見(jiàn)的病害有:伸縮縫被雜物卡住，失去自由伸縮功能，加大主梁承受溫度變形的附加內(nèi)力;漏水，加速侵蝕主梁梁端;還有錨固件松脫，預(yù)埋鋼板斷裂，填縫料脫落，伸縮縫結(jié)構(gòu)破壞，兩側(cè)橋面的混凝土破碎，形成坑槽。伸縮縫的破壞將進(jìn)一步加劇車輛通過(guò)時(shí)的顛簸，加大梁端所承受的動(dòng)荷載沖擊，使其發(fā)生疲勞破損。

(3)支座病害。支座的功能是滿足主梁位移、轉(zhuǎn)動(dòng)的需要，并且支撐主梁，按照設(shè)計(jì)要求限制主梁某些方向的位移。如果支座發(fā)生病害，則主梁受力的邊界條件就要改變，主梁受力會(huì)受到很大的影響。支座病害主要包括支座本身的破壞，例如橡膠老化，變硬或開(kāi)裂，使支座變形受限，主梁受力加大，梁端或墩臺(tái)頂面開(kāi)裂破壞?；瑒?dòng)支座四氟板滑移脫落，造成滑動(dòng)受限，梁體附加內(nèi)力增大。固定支座的錨固裝置松動(dòng)錯(cuò)位，使梁端的變形不再受到限制，改變了梁體的受力狀態(tài)。還有由于施工問(wèn)題，導(dǎo)致支座安裝不密貼，或者支座墊石破壞，支座支墊鋼板脫落，造成支座脫空，使梁體失去支撐，受力情況改變。

(4)其他附屬結(jié)構(gòu)。如泄水孔堵塞，橋面排水不暢。如果長(zhǎng)期不加以處治，橋面水就不能及時(shí)排走，會(huì)淤積、下滲，或者沿邊梁涎流，對(duì)鋼筋混凝土梁產(chǎn)生侵蝕、凍融等，加速梁體病害的發(fā)生和發(fā)展。還有橋頭跳車，如果不加以治理，則梁端部長(zhǎng)期承受較大的沖擊荷載作用，梁端發(fā)生開(kāi)裂，混凝土破碎等病害。再如導(dǎo)流設(shè)施、調(diào)治構(gòu)造筑物，如果破壞，則水流沖刷加大，直接影響破壞橋梁基礎(chǔ)與下部，若下部發(fā)生病害變形后，就會(huì)進(jìn)而間接影響主梁結(jié)構(gòu)的安全。

3 橋梁病害的維護(hù)措施

3.1 橋梁的養(yǎng)護(hù)是防治橋梁病害的最重要措施

加強(qiáng)汛期后橋梁的養(yǎng)護(hù)工作。汛期及洪水過(guò)后，要對(duì)橋梁墩臺(tái)基礎(chǔ)、翼墻錐坡、調(diào)治構(gòu)造物等沖刷情況進(jìn)行檢查、觀測(cè)，及時(shí)發(fā)現(xiàn)和處治水毀現(xiàn)象，避免水毀病害加重危及全橋。

加強(qiáng)橋梁橋面系統(tǒng)的養(yǎng)護(hù)，特別要注意橋面鋪裝的防水、排水，杜絕橋面積水現(xiàn)象;橋面伸縮縫破損要及時(shí)維修，防止漏水，提高橋梁、板的耐久性，保持支座的使用功能。對(duì)防撞欄進(jìn)行除銹、涂防水材料處理，防止開(kāi)裂、生銹。

加強(qiáng)橋跨結(jié)構(gòu)主要受力截面、重要構(gòu)件要加強(qiáng)檢查，謹(jǐn)防腐蝕并實(shí)施定期檢查并保持橋面鋪裝的平整度。

3.2 定期對(duì)橋梁進(jìn)行檢測(cè)

橋梁檢測(cè)是進(jìn)行橋梁養(yǎng)護(hù)、維修和加固的先導(dǎo)工作，是決定維修和加固方案可行和正確與否的前提。對(duì)現(xiàn)有正在使用的橋梁按使用年限、重要性、類別等不同形式，開(kāi)展有計(jì)劃的、有針對(duì)性的橋梁檢測(cè)，這是一項(xiàng)非常重要的基礎(chǔ)性工作，也是勢(shì)在必行的。利用先進(jìn)的儀器，科學(xué)的方法對(duì)病橋進(jìn)行診斷，分析出它的病因、成因，找出它的主要缺陷，為橋梁的修復(fù)提供科學(xué)、翔實(shí)的依據(jù)。同時(shí)要注重開(kāi)發(fā)和引進(jìn)先進(jìn)的檢測(cè)儀器，充實(shí)和完善檢測(cè)方法及理論，使我們能夠更加準(zhǔn)確及時(shí)地診斷出橋梁病害，使橋梁修復(fù)做到有的放矢。

3.3 根據(jù)檢測(cè)結(jié)果加固設(shè)計(jì)

加固設(shè)計(jì)是橋梁修復(fù)后，保證橋梁達(dá)到提高承載力、延長(zhǎng)使用壽命、充分體現(xiàn)修復(fù)目的的重要基礎(chǔ)。根據(jù)橋梁修復(fù)目的，依據(jù)檢測(cè)數(shù)據(jù)及查出的病因，采用最先進(jìn)、最有效、最簡(jiǎn)潔的理念對(duì)病橋進(jìn)行有針對(duì)性的加固設(shè)計(jì)，通過(guò)加固和改造，改善和提高舊橋的承載能力和通過(guò)能力。在橋梁修復(fù)過(guò)程中要注意新材料、新工藝的應(yīng)用與開(kāi)發(fā)，這樣會(huì)收到事半功倍的效果。

3.4 治理超限運(yùn)輸是保障橋梁安全的關(guān)鍵

公路超限運(yùn)輸是造成公路橋梁非正常損壞主要原因。超限運(yùn)輸不治理，公路和橋梁的損壞將難于遏制，交通安全將難于保證。

4 結(jié)語(yǔ)

完善、詳實(shí)的橋梁基礎(chǔ)資料是橋梁養(yǎng)護(hù)管理和加固維修的前提和必要條件;橋梁檢測(cè)是進(jìn)行橋梁養(yǎng)護(hù)、維修和加固的先導(dǎo)工作，是決定維修和加固方案可行和正確與否的前提。因此，掌握橋梁病害狀況，在對(duì)病害產(chǎn)生的原因進(jìn)行正確診斷分析的基礎(chǔ)上，配合科學(xué)合理的設(shè)計(jì)和正確的養(yǎng)護(hù)措施，嚴(yán)格按照施工程序控制施工質(zhì)量，可大大延長(zhǎng)維修周期，提高橋梁的耐久性，延長(zhǎng)橋梁的使用壽命。

[1] 趙衛(wèi)國(guó).公路鋼筋混凝土梁橋的病害分析與受損后承載能力計(jì)算[D].長(zhǎng)安大學(xué)，2007.

[2] 金玉泉.橋梁的病害及災(zāi)害[D].同濟(jì)大學(xué)，2006.

[3] 陳璐玲，吳明峰.福建省高速公路橋梁病害原因分析與維護(hù)措施[J].華東公路，2009，(3).

[4] 林任生.高速公路橋梁病害分析及防治[J].公路與汽運(yùn)，2009，(5).