高速公路桥梁破坏的原因分析及预防对策探究

（福建省高速公路养护有限公司路面分公司，福建 福州 350000）

随着我国经济的不断发展，我国的运输业也发生了翻天覆地的变化。运输业的发达激烈了我国的交通发展。20世纪80年代末，是我国的高速公路的发展初始期，凭借着国家财政的支持和人们的智慧和勤劳，建成了我国的第一条高速公路线——沪嘉高速公路。为实现全国人民奔小康和社会主义现代化的战略目标和愿望，“十二五”规划期间，给出了贯穿全国的18条出川高速公路的宏伟蓝图。一段时期内，由于我国各地地理环境及土壤条件的不同，限制了我国高速公路的发展。随着桥梁建设技术的引进及发展，又一次的促进了我国高速公路的发展。近年来，高速公路桥梁由于受到设计、施工技术、使用及管理养护等多方面原因的影响，显示出多样的病害现象，影响了交通的使用。目前，我国高速公路桥梁病害并分析其原因，研究相应的预防及补救措施，恢复和加固交通的畅通及使用成为相关从业人员关注的热点，同时，这些关注点也是今后高速公路桥梁建设、使用养护管理中的重点。

1 我国高速公路桥梁病害分析

一般情况下，人们通常将高速公路桥梁分为桥面铺装结构、上部结构、支座、下部及基础结构和附属结构等几大部分。由于不同原因的影响，在桥梁的不同部位会表现出不同的病害表现形式[1]。

1.1 桥面铺装病害

高速公路桥梁桥面的铺装在现阶段，一般而言是在水泥混凝土桥面上在进行沥青铺装，针对这两种不同材料的桥面铺装，在桥梁后期使用的过程中往往会表现出不同的病害缺陷。一般而言，沥青面的病害缺陷包含了局部裂缝、变形和磨损 3大方面[2]；而水泥混凝土铺装层常常会出现开裂、坑槽积水、钢筋锈蚀等病害，通常情况下，开裂是常见的现象。

分析引起桥面铺装这些病害的原因，主要从材质、施工及设计、养护等方面着手探讨。如果水泥混凝土表面在整修的过程中，进行不恰当的收水工艺处理，再加上当时的气温较高，而后期的养护管理又进行的不周到的话，会使得混凝土表面产生速度过快的失水，从而出现收缩裂缝；混凝土的材质不稳定也是裂缝的原因之一；而排水系统的不完善，则会对钢纤维混凝土层产生不良影响，导致便面龟裂、脱皮等现象的发生。而基层的这些裂缝通常情况下会反射到沥青层面的；当然受沥青材质的影响，也会产生老化开裂和收缩裂缝的情况；当面层材料的热稳定性不好时，在重压的承载下，沥青层中的材料就会产生侧向的位移，从而出现路面变形的情况，也就是我们通常提到的车辙；对于面层的磨损，则通常引起的原因是面层混合材料中的石料本身的抗磨耗性差，达不到使用要求，这样在于沥青相粘附的时候出现两张皮的现象。

1.2 上部结构病害

桥梁的上部结构是桥梁道路的关键性的组成部分，它承载者行车安全与舒适、以及美观的使命。在桥梁的上部结构中主要涵盖了梁、板、拱肋等基础性部件，是桥梁的主要承重部分。那么通常情况下，上部结构的破坏或者是病害就主要表现在它的基础构成部件上。承重能力的不足；在设计时主梁的挠度计算不合理，超出了其限定值、开裂；拱肋强度不足、横向失稳、墩台位移等是上部结构中一些病害缺陷。在这些病变中，拱桥病变的情况比较普遍的出现，主要表现为开裂、变形、脱落等形式[3]。上部结构病害的发生大多是由于车辆超载以及后期养护不周造成的。

1.3 支座病害

板式橡胶支座在高速公路桥梁中具有承上启下的作用，它的好坏与桥梁的安全和寿命息息相关。关于支座的损坏主要包含自身缺陷和使用效果丧失两种情况。前者主要包含了支座胶体开裂、鼓凸变形(均匀鼓凸、不均匀鼓凸)、剪切变形等情况，而后者则主要表现在：支座的完全及其局部错位、丢失、支座胶体高度不够、支座周围有杂物填塞、支座垫石破损、垫石与梁体直接接触等方面。

分析支座病害的原因，主要在于施工方面的影响。另外，上部结构中不同类型的梁结构对支座病害的影响有所不同。如果在上部空心板处没有设置限位装置，桥台处的连续性连接，是产生剪切变形的主要因素；支座材料的老化，剪切变形的发生以及部分支座的不平整放置会引起支座开裂的发生；垫石的高度不够、空心板灌浇不够平整以及球冠橡胶存在纵横坡度较大的先天性缺陷，是造成支座脱空的主要原因[4]。

1.4 下部结构及基础病害

通常情况下，桥梁的下部结构对其上部结构的使用安全性以及使用寿命产生重大的影响。下部结构的病害主要在于墩台下沉、倾斜、位移及转动；桥台前墙、耳墙翼墙开裂；基础冲刷、侵蚀等方面。

分析其原因主要在于在早期建设的桥梁其承重能力的设计不能够满足当今运输业的要求，从而出现超负荷运载的情况，加上洪水、冻害、地震、强风等自然因素的影响，以及桥梁的自然老化和服役年限的超支等都是引起桥梁下部结构病害的原因[5]。

2 高速公路桥梁病害的预防措施

2.1 科学合理的设计规划

科学合理的桥梁设计规划是桥梁建设的基础和指导性文件，直接影响着工程的建设及后期的使用情况。为了良好的预防桥面病害，可以设计完善的排水系统，减少钢纤维混凝土层由于受到水的侵蚀而产生的裂变现象；在空心板处设置防震锚栓或者限位装置，支座反力大于200kN时，选择采用盆式支座来减少支座的剪切变形；采用先简支后连续的结构形式，彻底地解决桥面连续处混凝土早期破损的问题。此外，在高速公路桥梁的进行设计时，要严格考虑当前以及未来车辆的运载能力、桥梁所处的地理环境等因素，建立科学的设计方案。

2.2 材料的合理选择

不同的地理环境会对桥梁的破坏程度有所不同，因此，施工设计人要要因地制宜，对工程所处的地理环境进行科学严密的勘测，根据勘测结果，制定相应的材料选择。针对水位变化的地里位置，或者是干湿交替作用的部位，亦或是当地处于较严寒的地区，在选用水泥时，应该注意选择抗硫酸盐的普通水泥，其冲刷部位宜选高强度水泥。对其骨料，要进行其性质的分析，如抗酸性骨料与水、水泥的作用对混凝土的碳化有一定的延缓作用。为避免环境恶劣对建筑的损害，应该选用环氧基液对建筑进行涂层保护；对建筑物地下部分在其周围设置保护层，用各种溶注液对混凝土进行浸注。

另外，要注意沥青的延展伸缩性能，钢筋的结构及型号的选择，支座本身的质量以及选型都要严格的进行选择和把控，切记不可对材料进行混乱使用和偷工减料。

2.3 施工过程的质量把关

施工时工程建筑实施的过程，受人力素质的主观影响，对工程进度和质量的把控有着很大程度的不可确定性。因此，在施工的过程中为了确保工程质量，要进行科学合理的监工。

例如：水泥砼整体化层的平整、桥台背墙标高、桥头水泥混凝土路面漏设胀缝或胀缝施工、砼料的均与性以及厚度的把控、垫石的高度、空心板灌浇的平整性、周遭环境的清洁整理等这些施工细节的把控和掌握都是至关重要的。

2.4 后期使用及预防养护管理

在桥梁建设完成，建立完善的档案并进行管理，其投入使用之后，要注意严格控制车辆的运载重量，避免对桥梁的使用造成不必要的毁坏。科学合理的预防性养护措施的实施也是不可缺少的，在这一方面需要相关从业人员应用科学紧密的测量仪器，对桥梁进行日常的检测及日常巡查，把握恰当的养护时间，健立健全桥梁预防性养护制度，制定相应合理的养护计划并严格进行实施，从管理和技术两个方面双向入手，做好高速公路桥梁的养护管理。

设计沥青微表处理；而在伸缩缝上对横隔板等横向联系等构件及时进行裂缝处治，必要时增加横向联系；清理支座周围杂物、刷漆、涂防水层都是常用的预防养护措施。同时对于发生病害的部位要进行及时的补修及加固处理，以避免延续性病害的发生。

3 小结

随着我国经济的不断发展以及运输车辆的密集和载重的不断增加，这些都对我国高速公路的畅通有着极高质量的要求，桥梁建设时高速公路发展的必要环节，在其使用的过称中常常会出现一定情况的毁坏和病变，对道路的畅通造成不良影响。分析高速公路桥梁遭到破坏的原因，无外乎设计、材质选择、施工、使用及后期保养等几个方面。而在其产生病害之前进行科学合理的预防措施是保障其桥梁良好使用价值的最好的方式。因此，要想做好预防桥梁病害，也要从设计开始，对桥梁建造的每一个环节直到后期使用及保养都要严格的进行把关，科学的进行操作，保障桥梁的使用。

[1]黄宁.潭耒高速公路桥梁养护管理现状分析[J].湖南交通科技,2011,37(1):96-98.

[2]张晓勇.高速公路桥梁养护浅谈桥面系的养护维修[J].公路与管理,2010,(23):367-368.

[3]梁瑞芹.桥梁上部结构病害分析与加固[J].桥梁隧道,2008,(17):128.

[4]钟国东,曹玉锋,何栋.公路桥梁板式橡胶支座病害原因及处治措施[J].广东公路交通,2013,(1):30-34.

[5]韦建在.大中型桥梁下部结构常见病害的分析和防护措施[J].中国科技博览,2011,(24):136-137.