探讨高速公路高墩桥病害成因及措施

骆会军

(贵州省公路工程集团有限公司)

1 工程概况

该高速公路属于山区修建，其中，最高的高墩桥的高度为30 m，其路线纵坡的组合坡为1.4% ～4.6%之间，且整个路段属于上坡路段，在桥梁的上部结构中，采用先简支再连续预应力混凝土T 梁，以四跨为一联布设桥跨，连续五联，且在每联的正中央的桥墩选取的支座为固定支座，而其余的桥墩则均采用了活动支座。经检查，在本工程的330 km 处的一座桥梁(处于山地丘陵地区，且地形十分复杂，地质条件差)发生存在大量的病害，具体的病害是上部的梁体朝着整个路线下坡的方向滑移，且活动支座的桥墩朝着路线的上坡方向发生了倾斜，导致其中一部分的支座失去了应有的作用，进而导致伸缩缝出现异常。这些病害的出现，一旦不能得到及时有效的处置，将会导致更大病害的出现，最终可能导致安全事故的发生，给国家和人民带来严重的灾难。因而必须对病害的成因进行分析，才能更好地采取有效的措施予以应对。

2 结合工程实践分析高速公路高墩桥病害成因

一是桥墩结构的受力体系出现严重的变化。这是因为在本工程中，高墩桥的纵坡坡度较大，桥墩所承受的不仅有桥梁上部结构的自重，而且还要承受汽车荷载、制动力以及温度应力，从而给桥墩的立柱形成了竖向和水平的两种分力，但在本工程设计的桥墩立座只承受竖向的压力，而并不能承担水平的压力，但实际是承受了这两种压力，这样上部的梁体在支座的垫块上将上部的竖向分力传到立柱，在支座的滑动和摩擦中将上部水平分力释放出来，使得立柱承受的力相对值较小。所以支座垫块不得不承担上部荷载的压力，而在处理支座垫块时往往由于误差的存在，导致桥墩立柱所承受的水平分力较大，进而导致整个桥墩结构的受力体系出现变化，进而导致桥梁病害的出现。

二是从桥墩立柱来看，本工程的桥墩立柱的刚度存在不足的情况。主要是由于桥墩立柱的下部与基础相连，因而往往将其作为固结端，且上部荷载产生的水平分力往往作用在立柱的顶部，所以立柱的受力部位往往属于悬臂受力。而在本工程中，由于桥墩高约30 m，因而属于高墩桥梁，所以桥墩立柱设计的长径很大，这就会导致其刚度很低，所以一旦桥梁立柱的顶部受力时，经常会形成很大的弯矩，所以柱顶的位移量较大，久而久之就会导致桥梁结构内部发生病害。

三是桥墩支座的性能下降，应有的性能得不到有效的发挥。在高墩桥梁中，桥墩支座具有十分重要的作用，即利用支座进行滑动和摩擦，进而将桥梁上部荷载的水平分力释放出来，确保上部结构形成的变为在滑动和摩擦过程而得到恢复。但在本工程中，由于多方面的原因，导致支座互动的接触面失效，使得桥墩立柱的顶部直接承受来自上部荷载的水平分力，导致立柱所承受的水平压力不断的加大，进而出现倾斜甚至变位，而因为支座失效则难以将立柱的倾斜变位恢复，所以当立柱承受来自上部结构的各种水平分力和应力之后就会形成新的倾斜和变位，而随着倾斜于变位量不断的加大，久而久之就会积累更多的桥梁病害。

3 应对高速公路高墩桥病害的措施分析

(1)鉴于桥墩结构的受力体系的变化会导致桥梁病害的出现，因而为了有效的预防受力体系的变化，就必须将桥墩的立柱变位进行恢复，具体的办法是:将作用在桥墩立柱上的外力释放出来，这就会使得立柱形成弹性变形，只要卸载上部外力之后，就会在一段时间后得以恢复，但如果立柱已经在长时间内形成了塑性变形，就必须对其附加一定的外力，以达到恢复的目的。在此基础上，还应对桥墩的支座进行科学有效的处理，确保其能正确承受来自上部荷载的压力，减少桥墩立柱所承受的压力，确保整个结构体系的稳定性，以此从根本上确保桥梁病害得到有效的预防。但针对已经破坏的桥墩结构，应在实际工程中结合工程实际，加强与工程设计、监理和施工等方面的交流，精心确定修复方案，以此最大化的确保受损的结构得到有效的修复。

(2)针对桥墩立柱刚度不足的病害，由于刚度的大小直接对立柱的抗倾斜和抗变位性能有着直接的影响。因而在解决刚度不足的病害时，应采取多种措施，致力于立柱刚度的提升，例如采取支护或者增加截面尺寸等方式均能促进立柱刚度的提升，进而提高桥墩立柱的抗倾斜和抗变位的性能。以此确保桥墩的刚度得到有效的增强，从而更好地应对来自桥梁上部的荷载，提高整个桥墩的承载性能。

(3)针对桥墩支座性能不足以及难以发挥作用的现状。主要是墩顶的位移过大导致，当墩顶所承受的温度应力和上部结构的荷载以及汽车的制动、荷载等上部荷载时，就会导致墩顶出现倾斜的情况，一旦倾斜的程度大于设计所允许的最大值，就会导致桥梁病害的出现。所以为了更好地预防和治理此类病害的出现，就必须采取有效的措施对墩顶的位移量进行严格的限制。具体的办法是:在确保支座及其垫块得到精细化的处理的基础上，确保上部荷载所传递的水平分力最小，并在桥顶安装限位装置，以最大化的控制墩顶的偏位值，且始终处于最佳的范围之内，从而确保支座的性能得到有效的发挥。

4 结束语

综上所述，对高速公路高墩桥病害成因及措施进行探讨具有十分重要的意义。作为新时期背景下的路桥施工人员，必须紧密结合我国交通事业发展的需要，致力于自身专业化水平的提升，在实际工程中，应结合工程实践分析高速公路高墩桥病害成因，并针对病害的成因采取有效的措施，以此全面提高高墩桥梁的抗病害性能，促进整个工程质量的有效提升，进而使其更好地为广大人民的安全出行保驾护航。

［1］沈承.浅析高速公路高墩桥病害成因及处置措施［J］.建设科技，2013，(16):99－100.

［2］吴吉林.高速公路桥梁病害成因及预防措施［J］.交通世界(运输·车辆)，2013，(7):158－159.

［3］徐关松.高速公路高墩柱施工的安全技术措施［J］.交通世界(建养·机械)，2008，(6):96－97.