探讨预防及治理公路桥梁病害的措施

牛奇才

摘要：近年来，随着我国建设的快速发展，公路桥梁的交通量大幅增长，桥梁结构不断创新，大跨桥梁已很普遍，但桥面铺装的设计与施工仍沿用传统的习惯做法，在进行桥梁结构设计时，对桥面铺装层一般不作专门的计算分析。这不仅妨碍了正常交通，影响了桥面的美观，更易造成交通事故，也给维修工作带来了很大困难。因桥面铺装问题造成的直接和间接的经济损失引起了人们足够的重视。桥面铺装的早期损坏已成为影响高速公路使用功能的发挥和诱发交通事故的一大病害。

关键词：高速公路 公路桥梁 病害预防措施 治理措施 公路 桥梁

中图分类号：U412.36+6文献标识码：A文章编号：

一、公路桥梁的意义及发展

随着我国经济发展，材料、机械、设备工业相应发展，这为我国修建大跨径斜拉桥和悬索桥提供了有力保障。再加上广大桥梁建设者的精心设计和施工，使我国建桥水平已跃身于世界先进行列。我国幅员辽阔，经济发展水平参差不齐，经济上总体水平不高，公路桥梁发展还是要着眼于量大、面广的一般大、中桥，这类桥梁仍以预应力混凝土结构为主。首先，要着重抓多样化、标准化，编制适用经济的标准图，提高施工水平和质量，然后再抓住跨越大江（河）、海湾的特大型桥梁建设，不断总结经验，既体现公路人的建桥水平，又要保证高标准、高质量建桥。

加强施工各个环节的控制，从客观上制定一套科学的管理程序，保证每道工序的工程质量和工作质量，就能防止或减少路桥过渡段的不均匀沉降，从而减轻甚至避免公路桥梁病害现象，提高公路使用性能和使用寿命。

公路桥梁与社会的发展起着不可或缺的作用，伴随着随着经济的迅速发展,交通量的迅猛增加,公路交通也实现了跨越式发展，公路桥梁的病害会越来越严重，因此，探讨预防及治理公路桥梁病害的措施发挥着举足轻重的作用。

二、分析公路桥梁的病害类型

引起桥梁病害的因素涉及到设计、施工、使用和管理养护等各方面，而且因为桥梁的结构类型、跨度、环境和使用条件不同而各不相同。

国内在设计方面常因为工期或经济方面的原因在方案设计时投入的精力不足，对很多关键问题缺乏研究，为桥梁的病害埋下了病根；结构设计不合理，对结构体系缺乏仔细的研究和优化，结构细节构造粗糙，材质要求低；计算和设计不完善，如设计安全系数不恰当，进行有限元分析时对结构边界条件和传力路径认识不清除，对施工方法、顺序和施工荷载等结构成桥性能的影响认识不够等。

很多桥梁病害经常与施工质量低劣有关，典型的问题有钢筋保护层不足及目前广泛存在于施工现场的严重的构件开裂、混凝土蜂窝、麻面、露筋等问题；车辆超载是我国公路运输中较为普遍的现象。

通过对我国几条高速公路桥梁的实地考察发现，造成桥梁病害的大致有四种原因：设计方面、施工方面以及使用和维修保养不当方面。

1.桥面铺装病害桥梁桥面铺装是厚度为15~20cm的复合结构层，表层沥青混凝土厚度为10cm，底层高标号钢筋混凝土调平层厚度6~10cm不等，中间再夹几厘米厚的防水层。桥面铺装病害是多种因素共同作用的结果，铺装层直接承受高速行车的冲击、剪切与磨耗，并直接受风霜雨雪及气温变化的作用、同时又受主梁的约束，因此其受力状况十分复杂，设计其合理的厚度和最佳组合方式以及采用何种材料施作，都是有待研究的课题。

1.1在施工方面有：①高程控制不准或梁体拱度控制不准导致铺装层厚度不足或厚薄不均匀，混凝土铺装层内钢筋网保护层厚薄不均使荷载作用下厚度不足部分首先破碎；②铺装层施工前梁体顶面浮层处理不彻底，导致混凝土铺装层与梁体混凝土结合不密贴；③防水层施作不精细出现漏水或渗水现象，雨水和含有空气中多种有害化学物质的水渗入混凝土铺装层内引起钢筋锈蚀，导致混凝土开裂、破碎；④泄水管、伸缩缝、施工缝等薄弱环节处理不当，造成先局部破损，然后扩展成大面破碎。

1.2在使用方面有：①超载车辆的反复碾压使得铺装层不堪重负，过早破碎；②维修养护不及时等其他许多偶然因素致使桥面铺装层破碎。桥面铺装破碎致使行车速度减慢、交通量减少，甚至可能中断交通。

2.预应力混凝土梁裂缝重量轻、跨度大、施工简便快捷的特点使得预应力混凝土梁的应用日趋广泛，但预应力混凝土梁的裂缝始终困扰着工程技术人员。从施工角度来说，引起预制梁、现浇梁、悬臂浇筑梁裂缝的因素有：混凝土施工配合比调制不当，支架缓慢变形导致承载力不够，浇筑顺序及施工缝设置不合理，拆模时间过早，养护不及时或养护方式不合适，以及预应力张拉控制不当等。从裂缝种类区分，有干缩裂缝、温度裂缝、混凝土初凝时受到扰动面出现的裂缝、剪切裂缝等。裂缝使得混凝土内钢筋锈蚀加速，进面使裂缝范围扩大。

3.橡胶支座变形受损橡胶支座由于构造简单、造价低廉、安装方便、均匀分散水平力、几乎无须养护的特点被广泛用于各类公路桥梁中，成为联系桥梁上部、下部的重要部件。设计方面，每种橡胶支座都有抗压容许应力，当静载与动载之和长期超过支座的抗压容许应力上限时，支座就会表现为永久性非弹性变形直至严重损坏。施工方面主要是：①支撑垫石、梁体与支座结合部不平整或不水平，导致支座受力不均匀，使得应力集中部位过早破坏；②梁体就位不准时本应吊离支座重新准确就位，而只简单前后挪动预制梁体来纠偏，使得支座还未使用就受损，当然也不排除有些支座本身质量存在问题。支座受损后，造成梁体局部下沉、桥面破坏，极有可能造成重大交通事故。

4.桥梁外露混凝土局部破损此种情况比较普遍，在各个桥梁中均有出现，只是严重程度不同而己。破损部位多为梁体边角、墩台帽棱角、混凝土防撞墙端部或接缝部位等。混凝土局部受损是因雨水和空气中的多种有害化学物质顺着混凝土裂隙、孔隙或破碎面渗入到内部，致使钢筋锈蚀乃至损坏混凝土结构；或由于气温变化产生的温度应力破坏混凝土结构。

三、对于公路桥梁病害的预防及治理措施

引起桥梁病害的因素涉及到设计、施工、使用和管理养护等各方面，而且因为桥梁的结构类型、跨度、环境和使用条件不同而各不相同。要减少病害的发生，就必须有针对性地采取对策。发现问题的目的是找出其规律性，从设计、施工、运营养护阶段着手尽早采取预控措施。同时不断进行研究开发，引进新材料、新技术提高混凝土构造物的耐久性和延长各类型混凝土梁的使用寿命。针对上述主要病害，归纳如下五点防治措施。

1.桥面铺装病害防治措施桥面铺装过早破碎主要是施工阶段的问题，因此要求我们在桥面铺装施工时控制好如下几个环节：

1.1梁体施工阶段，采取有效的方法将预制梁的拱度控制在误差允许的范围内，梁体安装时要确保桥面铺装层的最小厚度。

1.2施工前彻底处理好梁体的顶面，清除梁面的杂物，凿除处理混凝土表面的水泥砂浆和松弱层。

1.3施工中处理好泄水管，伸缩缝、施工缝等细小环节。

1.4采取适当措施控制钢筋网的保护层，因为保护层偏大或偏小都将影响铺装层的使用寿命。

1.5积极引进新材料，新工艺。笔者认为有些高速公路使用钢纤维混凝土代替普通高标号混凝土、用冷轧带肋钢筋代替普通钢筋都是很好的尝试。

2.近年来，我国交通基础建设得到迅猛发展，各地兴建了大量的混凝土路桥。在路桥建造和使用过程中，因出现裂缝而影响工程质量甚至导致路桥垮塌的事故屡见不鲜。普通混凝土在路桥施工中出现的问题，经常困扰着桥梁工程技术人员。这些问题主要表现在以下几个方面。预应力混凝土梁裂缝的防治措施造成混凝土梁裂缝相关的原因有：结构受力、施工操作、环境条件和材料品质。因此在确定防治措施前首先要弄清楚裂缝原因再对症下药：