楊江

摘要 高速公路橋梁是交通網(wǎng)絡(luò)發(fā)展的重要環(huán)節(jié)和連接樞紐。文章通過對高速公路橋梁典型病害及養(yǎng)護維修技術(shù)的討論，總結(jié)了病害處理的基本原則，并結(jié)合某高速公路橋梁病害的養(yǎng)護維修實際案例進行了探討。通過采取預(yù)防為主、防養(yǎng)結(jié)合的原則可以減少病害的出現(xiàn)；針對已經(jīng)出現(xiàn)的不同部位的病害類型，需要結(jié)合其產(chǎn)生原因及發(fā)展情況，制定針對性的養(yǎng)護維修方案進行全面處理。

關(guān)鍵詞 高速公路；橋梁；病害；養(yǎng)護維修

中圖分類號 U445.7文獻標(biāo)識碼 A文章編號 2096-8949（2023）16-0108-03

0 引言

高速公路是交通運輸網(wǎng)絡(luò)的重要路線，橋梁作為高速公路連接的重要環(huán)節(jié)之一，對于經(jīng)濟社會的發(fā)展具有極為重要的促進作用。隨著經(jīng)濟建設(shè)和社會的不斷發(fā)展進步，前期建設(shè)的高速公路由于修建時間相對較早，近年來車流量以及車輛的載重不斷加大，高速公路橋梁在承擔(dān)目前車流量的過程中面臨了較大的壓力，長期的載荷作用導(dǎo)致高速公路的橋梁逐漸出現(xiàn)了較多的病害問題[1]?；诟咚俟窐蛄旱臋z測結(jié)果和相關(guān)的調(diào)查情況，其病害類型從性質(zhì)上一般可以劃分為結(jié)構(gòu)性病害和耐久性病害。從病害出現(xiàn)的部位分析，可以將病害劃分為橋梁上部結(jié)構(gòu)病害、下部結(jié)構(gòu)病害、附屬設(shè)施病害等不同的類型[2]。因此，研究和分析高速公路橋梁出現(xiàn)病害的原因及部位對于橋梁針對性養(yǎng)護維修方案的制定至關(guān)重要，也是改善其使用情況的重要基礎(chǔ)前提。

結(jié)合高速公路橋梁病害產(chǎn)生的部位及原因、類型，該文給出了具體的病害檢測和判定流程，并針對性地提出了養(yǎng)護維修的相關(guān)措施和方法，為研究人員提供了更多的參考和借鑒，有利于高速公路橋梁病害處理及防治技術(shù)的提升和改善。進一步結(jié)合貴州某地高速公路橋梁病害的檢測及養(yǎng)護維修的具體案例進行了分析和討論，給出了病害判定的方法和流程，為此類問題的解決提供了更多的實際案例支撐，豐富了高速公路橋梁病害處理過程中更多的養(yǎng)護維修措施。

1 高速公路橋梁常見病害類型

1.1 橋梁上部結(jié)構(gòu)病害

日常通行過程中，與車輛接觸最多的部位是高速公路橋梁的上部結(jié)構(gòu)，該部分結(jié)構(gòu)的耐久性和安全性直接關(guān)系到橋梁整體的使用壽命以及結(jié)構(gòu)的安全性。因此，該部位的日常安全檢查及養(yǎng)護維修十分重要，屬于病害管理及排查的重點區(qū)域。檢查不及時或者未能按照要求處理相關(guān)部位的病害，直接影響到高速公路通行車輛的安全性以及橋梁的使用壽命，為交通運輸及經(jīng)濟的快速發(fā)展帶來嚴(yán)重的制約[3]。對于橋梁上部結(jié)構(gòu)而言，由于橋梁混凝土發(fā)生收縮或者受到撓曲等情況，導(dǎo)致其主梁經(jīng)常會出現(xiàn)開裂的現(xiàn)象，這也成為橋梁病害中常見的一種類型。此類病害的出現(xiàn)會導(dǎo)致高速公路橋梁發(fā)生不同程度的安全隱患，在混凝土剪力過大的情況下，支座兩側(cè)還會出現(xiàn)一定程度的裂縫，進一步引發(fā)高速公路橋梁的結(jié)構(gòu)安全風(fēng)險。因此，需要重點針對梁體裂縫的形成和發(fā)展進行及早地發(fā)現(xiàn)、處理，避免安全隱患的出現(xiàn)。

1.2 橋梁下部結(jié)構(gòu)病害

作為高速公路橋梁重要的支撐構(gòu)件，蓋梁構(gòu)件的性能是高速公路橋梁發(fā)揮作用的重要基礎(chǔ)。受力相對較為簡單是蓋梁結(jié)構(gòu)的特征，主要是受到重力的影響，尤其是剪力和軸力的影響作用[4]。對于橋梁下部結(jié)構(gòu)而言，常見的病害是裂縫以及氧化腐蝕，此類病害的長期影響將導(dǎo)致橋梁的重大安全隱患。此外，在下部結(jié)構(gòu)中，墩臺是將橋梁結(jié)構(gòu)荷載傳遞給地基的重要構(gòu)件，但同時也是容易出現(xiàn)病害的構(gòu)件之一。受到天氣變化的影響，同時由于環(huán)境溫度的作用，墩臺部位也會出現(xiàn)不同程度的腐蝕或者損壞等常見的病害，同樣也是威脅高速公路橋梁安全及使用壽命的病害之一。

1.3 橋梁支座及附屬結(jié)構(gòu)病害

支座系統(tǒng)及附屬結(jié)構(gòu)如錐坡等破損等也是高速公路橋梁典型病害問題。其中，橋梁支座常見病害有材料老化、變形、裂痕、破損、脫落甚至斷裂等，均屬于高速公路橋梁附屬結(jié)構(gòu)的主要病害類型。由于缺乏及時的養(yǎng)護維修，長期的外部氣象因素的影響均是導(dǎo)致橋梁出現(xiàn)不同程度損壞的主要原因，加上長期的過載車輛的通行，使得支座處于一種超負荷的承壓狀態(tài)。此外，雜草、棄土等在橋梁錐坡附近沉積容易導(dǎo)致周邊的土質(zhì)出現(xiàn)疏松，進而出現(xiàn)開裂或沉降等病害，進而進一步發(fā)展可能會引起土層塌陷。

1.4 橋梁混凝土質(zhì)量問題

高速公路橋梁外露混凝土也會成為病害出現(xiàn)的常見部位，引起該部位病害的主要原因一方面是外部對混凝土結(jié)構(gòu)的侵蝕作用，另一方面是受到其他外部物體的撞擊導(dǎo)致的損害。外部環(huán)境中各種酸性、堿性離子、鹽離子等均會導(dǎo)致混凝土內(nèi)部結(jié)構(gòu)的不穩(wěn)定，長期浸水的影響會加速混凝土遭受化學(xué)侵蝕的過程，均會對混凝土的質(zhì)量造成嚴(yán)重影響[5]。

2 高速公路橋梁病害養(yǎng)護維修及應(yīng)用

2.1 高速公路橋梁病害養(yǎng)護維修技術(shù)

高速公路橋梁是高速公路的重要組成，如果橋梁出現(xiàn)病害或者其他損壞，對于交通網(wǎng)絡(luò)而言，輕則限速減載；嚴(yán)重時甚至危害車輛的行車安全。橋梁構(gòu)件養(yǎng)護維修對于保障高速公路的暢通以及延長使用壽命等至關(guān)重要，同時對交通網(wǎng)絡(luò)的提升以及經(jīng)濟發(fā)展具有重要意義。因此，需要重點關(guān)注高速公路橋梁病害的排查以及養(yǎng)護維修工作。如圖1所示，給出了高速公路橋梁病害檢查及處理的基本流程。

2.1.1 分類型維修養(yǎng)護

高速公路橋梁出現(xiàn)的病害類型較多，需要結(jié)合病害的具體原因和發(fā)展情況制定針對性的養(yǎng)護維修措施。其中，對于梁板結(jié)構(gòu)裂縫而言，為了提高橋梁結(jié)構(gòu)的抗彎承載能力，可以采用纖維補強材料處理，還可以采用結(jié)構(gòu)體系轉(zhuǎn)化法對出現(xiàn)損壞的橋梁進行加固維修。其次，如果梁板出現(xiàn)了非結(jié)構(gòu)性的裂縫，環(huán)氧樹脂或注膠封閉的方法可以實現(xiàn)較好的修復(fù)效果，應(yīng)注意在預(yù)留進漿口及排氣孔的情況下做好裂縫的封閉。然后，對于橋梁上部表面出現(xiàn)的鋪裝破損情況，如果面積相對較小，可以采取局部修補的措施進行維修；如果損壞面積過大時，需要將橋梁的損壞部位所在的整垮鋪裝層鑿除之后進行重新鋪筑施工。若出現(xiàn)由于橋面鋪裝浸水造成脫落、擁包等情況，則需要在改善排水措施之后，確保浸水已經(jīng)排出的情況下進行面層的修補。此外，橡膠支座病害檢查的原則要求加強日常對橡膠支座的病害排查。對其可能出現(xiàn)的病害堅持做到早發(fā)現(xiàn)、早處理，抓住橡膠支座病害維修的最佳時機；同時需要強化橡膠支座的養(yǎng)護，采取涂油等保養(yǎng)措施進一步減緩橡膠老化以及鋼板銹蝕的作用過程；對于已經(jīng)出現(xiàn)的較為嚴(yán)重的支座病害而言，必要時需要采取更換支座的措施。

2.1.2 強化預(yù)防性養(yǎng)護維修

高速公路橋梁的預(yù)防性養(yǎng)護維修指的是針對可能出現(xiàn)的早期病害進行預(yù)防性的維修處理，最大限度地避免病害的進一步惡化。其中，常見的處理措施是微表處施工技術(shù)。該技術(shù)按照一定的配比將礦料物質(zhì)以及高分子改性乳化瀝青等進行調(diào)試，調(diào)試之后的混合物質(zhì)鋪設(shè)在橋面，該混合物能夠?qū)崿F(xiàn)與原橋面的快速黏合，加快養(yǎng)護維修的施工速度，同時還可以實現(xiàn)修補部位防水性及抗滑性的改善，維修效果明顯。但微表處技術(shù)也受限于只能針對微小裂縫進行處理的制約，無法針對大面積的裂縫進行大范圍的病害處理。

2.1.3 建立日常保養(yǎng)維修機制

針對高速公路橋梁可能出現(xiàn)或者已經(jīng)出現(xiàn)的典型病害而言，在處理過程中需要堅持預(yù)防為主，防養(yǎng)結(jié)合的養(yǎng)護維修機制，在強化日常養(yǎng)護維修的同時，針對可能出現(xiàn)病害的重點部位進行全面的排查和檢測，確保對于引起病害的前期隱患能夠及時發(fā)現(xiàn)、快速維修。對于已經(jīng)出現(xiàn)的輕微病害，需要按照相關(guān)的養(yǎng)護維修預(yù)案及時進行針對性的處理，避免病害的持續(xù)惡化。如果橋梁已經(jīng)出現(xiàn)較為嚴(yán)重的結(jié)構(gòu)性病害，首先要在做好交通流量管理的情況下，以保證結(jié)構(gòu)安全為前提，第一時間進行加固處理，需要分析病害出現(xiàn)的原因，判斷繼續(xù)發(fā)展的可能性，避免簡單機械地僅針對病害發(fā)生部位進行處理。

2.2 典型病害的養(yǎng)護維修應(yīng)用

2.2.1 工程概況

基于上述高速公路橋梁典型病害出現(xiàn)的原因及養(yǎng)護維修技術(shù)的分析，結(jié)合貴州某高速公路橋梁出現(xiàn)的問題進行了研究。該橋系連接主線和收費所的上跨橋梁，其全長356.4 m。分析其結(jié)構(gòu)可知，橋梁上部構(gòu)造采用的是預(yù)應(yīng)力混凝土空心板，下部為三柱式橋臺、樁基礎(chǔ)。橋墩為三柱式墩、樁基礎(chǔ)。橋梁第9～11跨位于匝道半徑曲線內(nèi)，容易發(fā)生超限超載貨車傾覆及重物滑落等情況，對橋梁造成損壞。

2.2.2 存在病害及養(yǎng)護維修措施

通過對該橋進行荷載對比試驗可以發(fā)現(xiàn)，其病害的類型有輕微裂縫（對各板的橫向受力影響較小）、支座橡膠出現(xiàn)老化現(xiàn)象（個別支座橡膠需要更換處理），對橋梁的整體結(jié)構(gòu)安全性影響較小，需要針對相關(guān)病害進行養(yǎng)護維修處理。因此，此次采取的主要措施是在維持現(xiàn)有結(jié)構(gòu)的情況下維修加固。其中，維修加固主要使用裂縫補強及封閉材料、NC聚合物修補材料、碳纖維加固材料等相關(guān)基礎(chǔ)材料。如表1所示，給出了NC聚合物修補材料的基本性能參數(shù)情況。結(jié)合蓋梁的病害情況以及材料的性能，采用該材料針對蓋梁構(gòu)件的病害部位進行修復(fù)處理。

NC聚合物快速修補材料是經(jīng)復(fù)合聚合形成的微膨脹粉粒狀黏結(jié)材料，主要以硅酸鹽水泥為主，同時摻有其他有機和無機材料，遇水后出現(xiàn)水化、水解等化學(xué)反應(yīng)，形成耐久性好、黏結(jié)度高、滲透性強的新型膠凝體，具有較好的耐磨和抗沖擊等性能。如圖2所示，給出了該材料的基本力學(xué)性能情況。

此外，針對裂縫的處理主要是結(jié)合裂縫區(qū)情況，采取了碳纖維布黏貼加固處理的措施，防止裂縫受外力的繼續(xù)作用而出現(xiàn)持續(xù)的發(fā)展和惡化。如圖3所示，給出了裂縫區(qū)加固方案中碳纖維布的黏貼示意圖。對于垂直裂縫方向，采用跨縫黏貼的方式，黏貼單向300 g/m2的碳纖維布進行處理，裂縫雙側(cè)的錨固長度需要保證大于250 mm；具體加固的長度確定時，需要確保其長度大于裂縫兩端終止的位置，向外延展不低于300 mm，以保障裂縫能夠被完全覆蓋。

3 結(jié)語

該文通過分析高速公路橋梁典型病害的類型及產(chǎn)生原因，針對性地總結(jié)了常見病害的養(yǎng)護維修措施，并結(jié)合實際工程討論了病害的處理養(yǎng)護維修技術(shù)。得出結(jié)論如下：

（1）高速公路橋梁典型病害的處理過程要堅持預(yù)防為主、防養(yǎng)結(jié)合的方案，針對已經(jīng)出現(xiàn)的病害需要總結(jié)分析其出現(xiàn)的具體原因，并結(jié)合病害發(fā)展情況制定針對性的養(yǎng)護維修策略，避免僅對局部病害進行簡單機械的處理。

（2）對于輕微裂縫的處理，維修加固可以采用裂縫補強及封閉材料、NC聚合物修補材料、碳纖維加固材料等進行處理。采取黏貼碳纖維布的措施進行加固處理，為保障施工質(zhì)量，黏貼施工時需要保障兩側(cè)錨固長度不低于250 mm，裂縫兩端延展長度不低于300 mm。

參考文獻

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