張亞龍

（西咸新區(qū)城市管理和交通運(yùn)輸局，陜西 西咸新區(qū) 712000）

0 引言

橋梁是公路交通設(shè)施的重要組成部分，對(duì)行車安全和道路暢通起著至關(guān)重要的作用。我國農(nóng)村公路橋梁呈現(xiàn)數(shù)量多、分布廣、以中小跨徑橋梁為主、建設(shè)年限久遠(yuǎn)、管理養(yǎng)護(hù)制度不完善等特點(diǎn)[1]。因此，分析研究農(nóng)村公路中小跨徑橋梁病害分布及變化規(guī)律對(duì)保障農(nóng)村道路安全通行有重要意義。

1 病害特征分析

本文依托陜西省西咸新區(qū)農(nóng)村公路橋梁安全檢測(cè)評(píng)估項(xiàng)目，對(duì)72座中小跨徑橋梁主體結(jié)構(gòu)及其附屬構(gòu)造物病害和損傷進(jìn)行全面細(xì)致的調(diào)查，對(duì)橋梁病害的部位、性質(zhì)和受損程度進(jìn)行歸類統(tǒng)計(jì)，并對(duì)主要構(gòu)件的病害特征進(jìn)行分析，得到橋梁不同部位的病害比例[2]。上部結(jié)構(gòu)病害有主梁混凝土剝落、蜂窩、麻面、裂縫，支座變形、脫空、老化；下部結(jié)構(gòu)病害有橋臺(tái)錐坡開裂、破損，基礎(chǔ)沖刷，墩臺(tái)混凝土剝落、滲水；橋面系病害主要有橋面鋪裝破損、裂縫，伸縮縫堵塞、卡死、損壞，排水孔堵塞、排水不良，護(hù)欄裂縫、破損。

統(tǒng)計(jì)數(shù)據(jù)表明，農(nóng)村公路中小跨徑橋梁中，橋面系發(fā)生病害的比例較大，橋面鋪裝病害占比最大為19.4%，其次為護(hù)欄病害和伸縮縫病害，占比分別為14.3%和13.5%。墩臺(tái)裂縫、剝落和滲水占比為12.7%，主梁混凝土剝落占比為11.5%。

農(nóng)村公路橋梁日常維修養(yǎng)護(hù)頻率較低、養(yǎng)護(hù)不及時(shí)是造成病害的主要原因。橋面鋪裝病害主要表現(xiàn)為局部坑槽、裂縫、破損、粗骨料外露等，此類病害最為普遍，發(fā)展較快，其原因是鋪裝層在汽車荷載和雨雪作用下，瀝青逐漸從礦料表面脫落，出現(xiàn)松散狀態(tài)形成坑槽，加之重載車輛的日益增多，橋面局部出現(xiàn)龜裂、網(wǎng)裂時(shí)沒有及時(shí)養(yǎng)護(hù)，造成破損面積進(jìn)一步增大，病害更加明顯[3]。

伸縮縫處病害主要表現(xiàn)為槽口堵塞、卡死、斷裂，調(diào)查發(fā)現(xiàn)鋪裝層為瀝青混凝土的農(nóng)村公路橋梁伸縮縫處橋面極易出現(xiàn)破損，且此類病害易反復(fù)出現(xiàn)，日常維修養(yǎng)護(hù)必須由專業(yè)施工隊(duì)實(shí)施?；炷羷兟渲饕怯捎诨炷帘Ｗo(hù)層厚度不足，施工缺陷導(dǎo)致表面混凝土破損后，在雨水侵蝕和外界環(huán)境作用下發(fā)生鋼筋銹脹，混凝土剝落。

2 病害規(guī)律分析

2.1 病害與跨徑的關(guān)系

所調(diào)查橋梁的跨徑主要有5m、6m、8m、10m、13m、16m、20m、30m八類，將病害數(shù)據(jù)按橋梁的跨徑進(jìn)行分類統(tǒng)計(jì)分析，得到病害與跨徑變化關(guān)系，如圖2所示。

由病害與跨徑的變化曲線可知，在農(nóng)村公路中小跨徑橋梁中，跨徑為5m和6m的主梁混凝土剝落占比明顯大于其它跨徑，這與主梁的施工材料、質(zhì)量控制、周邊環(huán)境等因素有關(guān)，其它跨徑的主梁混凝土剝落占比差別不大。橋面鋪裝病害（破損/裂縫）占比隨跨徑變化的規(guī)律并不十分明顯，這與橋梁所在的道路等級(jí)和日常養(yǎng)護(hù)關(guān)系較大，橋梁所在道路等級(jí)較低，建設(shè)年限較久，若后期維修養(yǎng)護(hù)不及時(shí)，橋面鋪裝層破損和裂縫就比較突出。伸縮縫病害（卡死/損壞）和橋面排水不良占比隨著跨徑增大基本呈增大趨勢(shì)?？鐝叫〉臉蛄盒顾咨伲瑯蛎鎱R水面積小，主要通過橋面縱坡排水；跨徑越大泄水孔越多，但農(nóng)村公路橋梁泄水孔極易被雜物堵塞，導(dǎo)致雨水沿伸縮縫滲至墩臺(tái)，易造成墩臺(tái)混凝土剝落，鋼筋銹蝕[2]。

橋梁跨徑越小，主梁混凝土剝落占比大于橋面排水不良占比；反之，跨徑越大，主梁混凝土剝落占比小于橋面排水不良占比?？鐝綖?m和6m的橋梁主要病害為橋面鋪裝破損/裂縫和主梁混凝土剝落，而隨著跨徑增大，橋梁主要病害變?yōu)樯炜s縫卡死/損壞、橋面排水孔堵塞/排水不良。

2.2 病害與橋梁寬度的關(guān)系

根據(jù)橋梁的寬度不同，將病害數(shù)據(jù)進(jìn)行分類。分別按照5.5m、6.5m、8m、9m、11m、12m六種寬度進(jìn)行統(tǒng)計(jì)分析，得到病害與橋梁寬度變化關(guān)系圖，如圖3所示。

圖3 病害與橋梁寬度變化關(guān)系

由圖3可知，主梁混凝土剝落和護(hù)欄破損占比隨著橋梁寬度的增大而減小，這是由于農(nóng)村公路橋梁越窄，所在道路等級(jí)越低，設(shè)計(jì)施工標(biāo)準(zhǔn)較低，對(duì)施工材料和工程質(zhì)量的檢測(cè)不夠重視，施工受周邊環(huán)境和天氣等因素影響較大，易形成施工缺陷。寬度5.5m和6.5m的橋梁一般均在村道上，日常養(yǎng)護(hù)管理不到位，農(nóng)用機(jī)械較多，在橋面通行時(shí)易損壞橋梁護(hù)欄。橋面越窄，主梁混凝土剝落和護(hù)欄破損的占比均要大于墩臺(tái)裂縫/滲水和伸縮縫卡死/損壞的占比。

橋梁墩臺(tái)裂縫/滲水、伸縮縫卡死/損壞占比隨著橋梁寬度的增大而基本呈現(xiàn)增大趨勢(shì)，并且這兩種病害的占比相差不大，變化規(guī)律一致，說明伸縮縫病害與橋梁墩臺(tái)滲水有一定的關(guān)聯(lián)性。由于橋面越寬匯集雨水越多，若伸縮縫內(nèi)止水帶老化、破損，橋面水流將直接通過伸縮縫流向墩臺(tái)表面，造成墩臺(tái)滲水污染、剝落、鋼筋銹蝕等病害；對(duì)于墻式橋臺(tái)，臺(tái)后填土積水不能及時(shí)排出時(shí)，造成流水由臺(tái)身砌石勾縫滲出[4]。

2.3 病害與上部構(gòu)造形式的關(guān)系

農(nóng)村公路中小跨徑橋梁常見的上部構(gòu)造形式有整體現(xiàn)澆板、預(yù)制空心板和箱梁三類，將橋梁病害信息數(shù)據(jù)按不同的上部構(gòu)造形式進(jìn)行分類統(tǒng)計(jì)，得到病害與上部構(gòu)造形式關(guān)系對(duì)比圖，如圖4所示。

圖4 病害與上部結(jié)構(gòu)形式關(guān)系對(duì)比

由圖4可知，整體現(xiàn)澆板的主梁混凝土剝落、橋面鋪裝破損/裂縫、護(hù)欄破損病害占比要明顯高于預(yù)制空心板和箱梁，這是由于農(nóng)村公路橋梁整體現(xiàn)澆板施工環(huán)境較為復(fù)雜，如支架搭設(shè)、橋下凈空、跨越障礙物、養(yǎng)護(hù)質(zhì)量、周邊環(huán)境、天氣等因素均會(huì)影響混凝土澆筑質(zhì)量，而預(yù)制空心板和箱梁在梁場(chǎng)進(jìn)行標(biāo)準(zhǔn)化施工和標(biāo)準(zhǔn)化養(yǎng)護(hù)，達(dá)到強(qiáng)度后直接運(yùn)輸?shù)浆F(xiàn)場(chǎng)架設(shè)，施工質(zhì)量能得到保障。整體現(xiàn)澆板伸縮縫卡死、損壞病害占比明顯小于預(yù)制空心板和箱梁，這與伸縮縫數(shù)量和車輛反復(fù)作用有關(guān)。

通過對(duì)不同上部結(jié)構(gòu)形式的病害對(duì)比分析可知，預(yù)制空心板和箱梁和總體病害要少于整體現(xiàn)澆板的病害。因此建設(shè)農(nóng)村公路中小跨徑橋梁時(shí)，主梁應(yīng)優(yōu)先選擇預(yù)制結(jié)構(gòu)，不僅施工方便、工程質(zhì)量易控制，而且后期病害相對(duì)較少。

2.4 病害與橋面鋪裝的關(guān)系

農(nóng)村公路中小跨徑橋梁橋面鋪裝類型有水泥混凝土和瀝青混凝土兩種，根據(jù)不同的橋面鋪裝類型將病害數(shù)據(jù)進(jìn)行統(tǒng)計(jì)分析，得到病害與橋面鋪裝關(guān)系對(duì)比圖，如圖5所示。

圖5 病害與橋面鋪裝類型關(guān)系對(duì)比

由病害與橋面鋪裝類型關(guān)系對(duì)比圖看出，不同橋面鋪裝的農(nóng)村公路中小跨徑橋梁除了橋面破損/裂縫病害占比差別較大外，其余部位病害占比相差不大，說明橋面鋪裝材料僅與橋面病害關(guān)聯(lián)性較大，與其他病害的關(guān)聯(lián)性不大。水泥混凝土橋面鋪裝破損/裂縫占比要大于瀝青混凝土橋面。

2.5 病害與橋梁跨越障礙物的關(guān)系

因所調(diào)查的農(nóng)村公路中小跨徑橋梁基本處于平原地區(qū)，主要跨越障礙物有灌溉渠（主要為干渠）、河流和高速公路，此次調(diào)查的跨越山溝的橋梁極少，故此類橋梁暫不分析。將橋梁病害信息數(shù)據(jù)按跨越障礙物的不同進(jìn)行分類統(tǒng)計(jì)，得到病害與跨越障礙物關(guān)系對(duì)比圖，如圖6所示。

圖6 病害與跨越障礙物關(guān)系對(duì)比

由圖6可知，在農(nóng)村公路中小跨徑橋梁中，跨越灌溉渠的橋梁主梁混凝土剝落和護(hù)欄破損的病害比例均要明顯大于墩臺(tái)裂縫/滲水和伸縮縫卡死/損壞，該類橋梁主梁混凝土剝落占比也大于跨越河流和高速公路的橋梁，表明跨越灌溉渠的橋梁主梁混凝土剝落病害比較突出，應(yīng)加強(qiáng)日常檢查和養(yǎng)護(hù)。

跨越河流和高速公路的橋梁墩臺(tái)裂縫/滲水和伸縮縫卡死/損壞占比明顯大于跨越灌溉渠的橋梁，這與橋梁的跨徑有一定的關(guān)系，灌溉渠的橋梁跨徑相對(duì)較小，伸縮縫數(shù)量較少。跨越高速公路的橋梁主梁混凝土剝落病害最少，但伸縮縫病害較多。不同障礙物橋梁護(hù)欄破損占比相差不大，表明護(hù)欄病害與跨越障礙物的關(guān)聯(lián)性不明顯。

3 維修養(yǎng)護(hù)建議

對(duì)技術(shù)狀況等級(jí)評(píng)定為三類以下的農(nóng)村公路橋梁必須進(jìn)行加固改造或拆除重建，三類及以上橋梁需要進(jìn)行維修，應(yīng)選擇施工難度小，工程造價(jià)低、對(duì)交通影響小、對(duì)原結(jié)構(gòu)損傷小的維修方案[5]。農(nóng)村公路橋梁常見病害處治方法有：

（1）對(duì)上下部結(jié)構(gòu)混凝土破損、孔洞、網(wǎng)裂、剝落露筋等病害建議用環(huán)氧砂漿修復(fù)，先對(duì)露筋部分進(jìn)行鋼筋除銹處理，破損部位阻銹劑處理完畢后采用高標(biāo)號(hào)環(huán)氧砂漿進(jìn)行表面修復(fù)。

（2）對(duì)上下部結(jié)構(gòu)混凝土裂縫寬度小于0.15mm的裂縫，采用結(jié)構(gòu)膠（例如水玻璃或者環(huán)氧樹脂）進(jìn)行封閉處理；當(dāng)裂縫寬大于等于0.15mm時(shí)，采用壓力灌漿法灌注環(huán)氧樹脂膠封閉裂縫。

（3）建議采用高標(biāo)號(hào)水泥砂漿對(duì)錐坡、護(hù)坡裂縫進(jìn)行修補(bǔ)；對(duì)錐坡、護(hù)坡局部破損的，建議鑿除局部破損處，再重新砌筑；對(duì)錐坡、護(hù)坡下沉的，建議采用注漿對(duì)其進(jìn)行加固，注漿施工要嚴(yán)格控制施工質(zhì)量，防止引發(fā)次生病害。

（4）對(duì)于橋面鋪裝層破損、坑槽等病害，采用局部切割修復(fù)；當(dāng)鋪裝層破損嚴(yán)重，大面積出現(xiàn)坑洞、破損情況時(shí)，應(yīng)及時(shí)更換橋面鋪裝層。

（5）伸縮縫斷裂、損壞的應(yīng)及時(shí)更換，更換伸縮縫必須要專業(yè)施工隊(duì)負(fù)責(zé)實(shí)施，日常養(yǎng)護(hù)應(yīng)及時(shí)清理伸縮縫內(nèi)雜物。

（6）對(duì)部分建設(shè)年限較久、設(shè)置不規(guī)范的橋梁防撞護(hù)欄應(yīng)更換防撞能力較好的波形梁護(hù)欄或者鋼筋混凝土墻式防撞護(hù)欄。

4 結(jié)論

通過對(duì)農(nóng)村公路中小跨徑橋梁病害特征進(jìn)行統(tǒng)計(jì)分析，研究了橋梁主要病害與跨徑、橋梁寬度、主梁構(gòu)造形式、橋面鋪裝、跨越障礙物要素之間的關(guān)聯(lián)性及變化規(guī)律，得到以下結(jié)論：

（1）在農(nóng)村公路中小跨徑橋梁中，橋面系的病害比例要明顯大于橋梁其他部位的病害，橋面鋪裝破損/裂縫占比最大，其次為護(hù)欄裂縫/破損和伸縮縫卡死/損壞，日常養(yǎng)護(hù)管理不及時(shí)是造成橋梁病害的主要原因。

（2）伸縮縫病害和橋面排水不良占比隨著跨徑增大基本呈增大趨勢(shì)，橋面鋪裝病害占比隨跨徑變化的規(guī)律并不十分明顯；橋梁跨徑越小，主要病害表現(xiàn)為橋面鋪裝破損/裂縫和主梁混凝土剝落，而隨著跨徑增大，橋梁主要病害變?yōu)樯炜s縫卡死/損壞、橋面排水孔堵塞/排水不良。

（3）主梁混凝土剝落和護(hù)欄破損占比隨著橋梁寬度的增大而減小，橋梁墩臺(tái)裂縫/滲水、伸縮縫卡死/損壞占比隨著橋梁寬度的增大而基本呈現(xiàn)增大趨勢(shì)，縮縫病害是引起橋梁墩臺(tái)滲水的主要原因之一。

（4）預(yù)制空心板和箱梁和總體病害要明顯少于整體現(xiàn)澆板，農(nóng)村公路中小跨徑橋梁主梁設(shè)計(jì)應(yīng)優(yōu)先選擇預(yù)制結(jié)構(gòu)。

（5）橋面鋪裝材料僅對(duì)橋面病害影響較大，與其他部位病害的關(guān)聯(lián)性不明顯，水泥混凝土橋面鋪裝破損/裂縫占比要大于瀝青混凝土橋面?？缭胶恿骱透咚俟返臉蛄憾张_(tái)裂縫/滲水、伸縮縫卡死/損壞占比明顯大于跨越灌溉渠的橋梁，跨越灌溉渠的橋梁主梁混凝土剝落病害比較突出，應(yīng)加強(qiáng)日常檢查和養(yǎng)護(hù)。