高速公路桥梁病害问题的分析与养护措施研究

张莹

（河北省高速公路青银管理处，石家庄050000）

1 引言

我国社会经济高速发展的形势下高速公路事业得到了充分的发展，高速公路桥梁技术愈发成熟，高速公路以及桥梁数量不断增多。但同时也带来了一系列的问题，如超载超限车辆越来越多，桥梁在运行过程中的超负荷现象愈发严重，高速公路桥梁病害层出不穷，为交通运输带来一定的安全隐患。因此，相关部门要对桥梁的现状、承载力等多项指标数据进行定时检测，寻找桥梁病害的类型以及成因，并提出应对措施，以便及时维修与加固桥梁，以有效杜绝安全事故的发生。

2 高速公路桥梁病害问题及其成因

我国早期修建的高速公路多为中小跨径的简支桥梁，已存在很多病害。具体表现为以下几点。

2.1 桥面混凝土损坏

根据桥梁病害相关研究报告分析可知，桥面铺装混凝土损坏现象已成为常见病害种类之一，致使路面坑槽增多，而路面坑槽增多导致的颠车现象加剧了对桥梁的二次伤害，同时也给交通运输安全造成威胁。根据相关研究报告与实践经验分析知，这类病害产生的最根本原因是由于部分高速公路在桥面铺装混凝土时存在施工质量问题。首先是桥面铺装混凝土厚度未达到设计强度标准，加上大量超载车辆循环碾压，日常冲击荷载系数大于规范值，从而诱发桥面铺装层破损、脱落等现象，加之日常养护也不到位，破损现象愈发严重。且部分桥梁使用开级配沥青混凝土（即粗集料嵌挤组成，细集料及填料较少，设计孔隙率为18%的混合料），如若施工期间不能满足一定的压实度，极易加剧透水现象这对桥梁更是百害而无一利。其次，由于施工中对表面的尘土、杂物等清理不到位等原因造成的水泥混凝土与沥青层黏结不牢现象，加之部分单位多通过增设防水层增强桥梁防水功能，但铺装中对防水层处理不当，产生防水层与水泥混凝土黏结不牢固的想象，进一步诱发彻底张裂现象【1】。此外，由于地基沉降等原因导致桥梁出现受力不均现象，桥梁连接处的混凝土受挤压出现松动，这不仅加剧了路面混凝土的损坏现象，还极易对桥梁产生不利影响。

2.2 桥梁体混凝土开裂

钢筋混凝土桥梁体开裂也是高速公路桥梁的常见病害之一，一方面是由于超载超限车辆反复碾压桥面坑槽，在颠覆力的影响下桥梁结构的耐久性受到不利影响。另一方面与桥梁体有关的桥梁体施工环节、地理环境等多重复杂因素也会导致桥梁体裂缝。本文主要列举以下几点：

第一，桥梁基础诱发裂缝。由于地基冻胀、分期建造基础、结构荷载存在差异、桥梁本身地质环境不良如滑坡、断层地质等多重因素，导致桥梁的基础在使用一定年限后在竖直方向产生不匀沉降或位移，这时混凝土结构会产生一种附加应力。当病害严重到一定程度时，这种附加应力往往会大于混凝土结构的抗拉力，桥梁因此随之出现结构开裂现象。

第二，温度问题诱发裂缝。首先，作为桥梁体的主要材料，混凝土本身具有热胀冷缩的性质，当内外部环境温度发生变化时，混凝土会随之诱发变形。同时，变形混凝土结构内会产生应力，当病害加剧时应力会超过混凝土抗拉强度，桥梁体随之出现裂缝现象。

第三，工程质量问题诱发裂缝。桥梁体的构件十分复杂，存在墩台、桥台等多种结构部件，同时对控制性位置的技术要求也十分严格。但实际工程中部分构件采购于异地、保养也在异地，极易造成保养不及时的问题。同时，施工工艺过程中存在着如拼装吊装工序错误、混凝土结构浇筑工艺不合理、运输起模分工不明等不良现象，导致桥梁体质量以及相关部件质量不合格，这极易诱发生长线型裂缝桥梁体病害。

2.3 荷载裂缝

荷载裂缝被分为应力裂缝和次应力裂缝，其主要是在外荷载作用下引起的直接应力裂缝，由于计算不到位，计算模型中预计机构受力与实际受力不相同，进而造成断面不足、图纸错误等现象。其次，是由不合理施工，如不了解预制结构特点，随意使用起吊安装等原因诱发。再次，是由使用期间超负荷运转，加之自然灾害、外力撞击等多重因素诱发。

3 高速公路桥梁养护措施

3.1 桥面混凝土养护措施

第一，预防措施。为有效预防桥面混凝土破坏，相关单位要合理细致地安排桥面铺装工作。首先，在铺装沥青混凝土前要使用专用工具如铁刷等对桥面尘土、杂物做好清除工作。其次，对混合料原材料要严格把控，通过合理选择碾压时温度、机械等，以确保沥青混凝土得到有效压实，将透水程度控制在合理范围内。还需要对混凝土坍落度严格控制，以此保障混凝土持续保持较高强度。

第二，养护措施。目前常见的养护加固方案有局部修补、重新浇筑等相关方案。局部修补是指铣刨桥面破损沥青铺装层，辅以凿毛、锈蚀钢筋除锈等工序，并铺筑新铺装层，以此保证铺设厚度、重量等来满足桥梁的设计荷载。针对桥面板损坏程度过大、坑槽范围广、数量多等严重隐患的桥面要采取重新浇筑方案，重新浇筑时要采取拆除原铺装层、表面精细处理、锚入短钢筋等流程，同时可通过铺设一二层钢筋网来加固桥面安全性，最后浇筑整体化混凝土【2】。

3.2 针对桥梁体及相关构件的养护措施

为有效解决桥梁体裂缝病害，尤其是生长线型裂缝，应加强对桥梁体、桥梁相关构件的有效养护。要做到：

第一，桥梁体裂缝的养护。可采取表面涂抹的方法应对荷载和温度等外因诱发的桥梁裂缝病害，对浆材难以灌入的细而浅的裂缝，或未深入钢筋表面的细微裂缝，不漏水的裂缝，无变形、固定的裂缝等采取封缝方案。用表面贴膜法处理严重程度渗漏裂缝如变形缝等，对宽度大但深度浅的轻微程度裂缝可直接填塞。同时，也可使用压力灌浆法处理裂缝数量大且范围广、内部结构空隙深及内部的桥梁裂缝等病害。致力于做到根据不同种类的桥梁体裂缝，有效选取不同种类的维修加固方案【3】。

第二，相关桥梁构件的养护。顶升更换剪切变形、脱空、老化开裂的支座，更换中要注意工序先用专用树脂砂浆找平，再安装新支座。同时，要根据桥梁结构的不同采取不同的更换方式。采用钢筋混凝土套箍法、扩大基础法以及人工地基法等方法加固墩台基础。根据不同伸缩缝的种类制定不同的保养方案。若已经变形，则需要将部分螺丝及时拆下来，并应用焊接的方式进行维修加固，若胶伸缩缝老化或是脱落，则需要拆除或是更换。

3.3 针对应力荷载裂缝的养护措施

荷载裂缝不仅影响道路交通运输安全，还对桥梁的耐久性等产生致命的伤害，因此，相关单位以及养护部门要高度重视，并根据不同的荷载裂缝种类，选择不同的养护方案。在结构性病害层面，可使用粘贴钢板、张拉预应力钢束、原结构补强等措施，对原始结构受力裂缝及原结构经荷载试验确认承载能力不足或不能满足原设计荷载正常使用要求等现象予以有效解决。由主梁承载力不足引起的荷载裂缝、主筋锈蚀等问题，可将黏结剂或锚栓钢板运用于结构受拉边缘以及薄弱部位，使其形成结构整体，实现病害的有效解决，以此不断提高桥梁的设计使用荷载。这种方法还能够做到在一定程度上对原结构的应力状态有所改善，主梁的抗裂性能因此得到有效提高。

4 结语

综上所述，高速公路桥梁病害不仅对桥梁的耐久性与正常使用造成影响，还极大地危害了道路交通运输安全。因此，相关单位部门应重视桥梁病害的预防与养护加固，保证高速公路能够满足日益加剧的道路交通运输要求。