淺談橋梁結構耐久性問題的思考

橋梁結構耐久性問題的思考橋梁營運過程中，由于頻繁承載，甚至超載，再加上自然因素（如雨、雪等）的影響，以及交通事故等人為事端的侵襲，會造成橋梁損傷和局部破壞。隨著使用年限的增加，橋梁的損傷種類和損傷部位會越來越多，其程度也會越來越嚴重。如果因設計和施工的原因，導致一座先天不足的橋梁，則運營中更會問題不斷，難以維持正常使用狀態(tài)。因此，橋梁結構的耐久性問題和養(yǎng)護維修工作越來越顯得重要。只有認真地、不斷地對橋梁結構的病害進行養(yǎng)護維修才能保持橋梁的各組成部分處于健康狀態(tài)，確保橋梁抵抗自然災害的能力。在保證安全運營的同時，最大限度的實現(xiàn)和延長橋梁的設計和使用壽命。下面，通過在界**高速公路橋梁養(yǎng)護中的工作實踐，簡單分析一下橋梁結構的耐久性問題。橋梁病害界**高速公路一期工程內的**河特大橋，全長787.36m，為鋼筋混凝土板梁橋，投入運營時間為2001年4月，運營一年多時間，橋面出現(xiàn)的病害有：①橋面連續(xù)部分損壞：斷裂、破碎、坑洞、露筋、露骨。②橋面鋪裝損壞：網狀裂縫、放射性裂縫、絞縫位置出現(xiàn)縱縫、剝落、破碎、露筋、露骨和坑洞。橋梁病害原因分析每座橋梁都有其設計技術標準。導致橋梁出現(xiàn)病害的根源完全在于運營中的過橋車輛的通行和自然條件的影響，且超過設計技術標準，因而直接縮短了橋梁的使用壽命。（一）重載車輛的通行是影響著橋梁結構耐久性的關鍵隨著我國現(xiàn)代化工業(yè)建設的發(fā)展，由公路運輸特大、特重設備以日趨頻繁，加上經濟利益的驅動，不少經營車主的貨車裝貨物重量遠遠大于核定的車輛噸位數(shù)。因此，裝載這些設備和貨物的車輛往往成為超重車輛，這些車輛又需要從現(xiàn)有橋梁上通過。而原有橋梁又因為設計荷載的等級所限，不能適應超重車輛過橋的需要。這就必將引起橋梁的損壞，甚至發(fā)生重大事故。（二）設計方面**河特大橋上部有三跨一聯(lián)、四跨一聯(lián)的梁板橋面連續(xù)結構型式，在重載車輛的行駛下，連續(xù)部分的橋面由于受負彎矩的作用，加之施工過程的誤差（實際厚度不足12cm），設計12cm厚的鋼筋混凝土面層易斷裂、破碎。由于設計上的這一不足之處，在后期高速公路橋梁結構連續(xù)部分設計中，已將梁板連續(xù)段設計為端橫梁型式，增加整體穩(wěn)定性，克服了這一薄弱環(huán)節(jié)，值得借鑒。（三）施工、監(jiān)理方面**河特大橋施工時由于對質量要求不夠嚴格，監(jiān)理把關不過硬，不同程度地出現(xiàn)橋梁病害。從鑿除的橋面鋪裝來看，鋪裝層厚度不等，小于設計要求；梁端接頭縫寬不等，甚至遠遠大于設計要求。從支座上看，安裝梁板時，沒有認真檢查支座安裝的是否滿足質量要求，甚至有的脫空、偏位、缺少，梁板四個支座受力不均，造成支座變形大，損壞嚴重。這樣在荷載的作用下，必須導致梁板絞縫和橋面鋪裝出現(xiàn)裂縫現(xiàn)象。（四）養(yǎng)護方面由于受“重建輕養(yǎng)”思想的束縛，養(yǎng)護上往往“只養(yǎng)路，不養(yǎng)橋”。一方面，對橋梁在建設中的質量抱樂觀態(tài)度，加上橋梁養(yǎng)護的檢測手段、檢測儀器嚴重缺乏，問題出來時才去分析、解決。另一方面橋梁維修的費用相當大，考慮養(yǎng)護成本過高。因而，沒有起到真正意義上的“預防性養(yǎng)護“，使之耐久性減弱，壽命縮短。橋梁的養(yǎng)護與維修（一）橋面維修針對**河特大橋病害狀況，2004年5月初，實施對該橋右幅的橋面連續(xù)部分和橋面破損部分進行了維修和補強處理。1、維修方法⑴橋面鋪裝的單條裂縫做灌縫處理，網狀裂縫、放射性裂縫做局部鑿除，澆筑鋼筋纖維砼，鋼筋適當加密。⑵補植原梁板絞縫￠12的鋼筋，澆筑鋼筋纖維砼，規(guī)范施工。⑶橋面連續(xù)的砼應鑿除，清理干凈，補植鋼筋，安裝仿毛勒伸縮縫，澆筑鋼筋鋼纖維砼。2、工藝流程橋面連續(xù)縫維修鑿除破損砼、鑿毛接合面焊接或埋設鋼筋表面處理（清掃、干燥涂粘結劑）安裝補強鋼筋網澆筑鋼纖維砼補強養(yǎng)生橋面維修后經過半年多時間的通車運營，效果不太明顯。與此同時，2004年9月對該橋進行全面檢測，除橋面存在的病害外，橋梁支座的缺損、脫空情況比較多，且梁板裂縫、混凝土剝落、露筋現(xiàn)象存在。由此，2005年6月重新開始對該橋進行維修，以提高橋梁結構的耐久性，保證橋梁的正常運營。（二）支座維修與更換根據橋梁檢測報告，支座缺損狀況歸納為：缺少支座、支座偏位、支座脫空、支座墊層破碎、支座變形或老化、開裂、剝離和支座形式不正確。1、維修和更換方法橋面連續(xù)砼鑿除后，采取頂升法，進行支座的維修和更換。因梁體底部與蓋梁或承臺頂面的間隙均小于6cm，直接用扁型液壓千斤頂無法進行（扁型液壓千斤頂自身的高度僅為6cm），所以只能在原地面修整后，并利用承臺，鋪設枕更換橋梁支座木，搭設貝雷式鋼支架和工作平臺，安裝數(shù)個液壓千斤頂，同時受力并均衡地將整幅梁板端部徐徐升起，超出支座高度3mm左右，并用臨時支撐塊塞入梁板底，注意千斤頂不能卸載，保證安全。具體方法如下：⑴缺少支座的，清理好支座墊塊，補充新的支座。⑵支座位置不正確的，可慢慢調整位置，加以矯正。⑶支座脫空的，視脫空的間隙大小，可采用搗筑砂漿或細石砼墊層最好加入環(huán)氧樹脂）、加入鋼板墊層或預制鋼筋砼塊的辦法。⑷支座墊塊破損的，清理碎渣，可采用搗筑砂漿或細石砼墊層找平，具有一定的強度后再安放支座。⑸對于支座變形或老化、開裂、剝離及支座型式不正確的，必須予以更換。支座維修和更換完成以后，取出臨時支撐塊，徐徐降落上部構造，并注意千斤頂?shù)墓ぷ鳡顟B(tài)保持均衡，以保證上部構造恢復原位。2、工藝流程和工藝布置示意圖清理、平整原地面（露出承臺）鋪設枕木搭設工作平臺（貝雷式鋼架）安放液壓千斤頂頂升上部構造安放臨時撐塊維修和更換支座取出臨時支撐塊降落上部構造拆除工作平臺（三）設置車輛通行警示標志牌在**河特大橋的兩端200米處設置了“前方橋梁，減速慢行”的警示標志牌，用于提醒駕駛人員減速慢行通過該橋。以減小對橋梁的沖擊力，防止車輛高速行駛出現(xiàn)撞擊橋梁的安全事故，保證行車和橋梁設施的安全。通過對**河大橋橋面病害進行維修加固，提高了該橋質量狀況，消除了社會不良影響。經過一年的跟蹤觀察，目前該橋始終處于良好的運營狀態(tài)。建議和想法治超工作，勢在必行通過對超重車輛過橋的管理，可盡量減少過橋車輛的載重或偏載，減輕橋梁的受力，可控制車輛的合理行駛位置、控制行駛速度，使其在最佳有利的交通條件下行駛，減輕橋的負擔。這主要從以下幾方面進行管理：超重車輛過橋的申報需要過橋的車輛貨主必須事先將運送貨物的品名、重量、體積或裝載車輛型號、外形尺寸、自重、軸數(shù)、軸距、單位壓力等，以及發(fā)送地點、欲經橋的時間等情況，提前向高速公路管理部門提交書面的超重車輛過橋申請單，并落實安全措施，經有關部門批準后方可過橋。2、超重車輛過橋的措施⑴、超重車輛過橋前，應根據橋的實際狀況，進行一次全面檢查。⑵、超重車輛過橋時應選擇交通量較小的，并應事前通告，進行中請公安、路政部門配合，以確保安全。⑶、超重車輛過橋時，不得有其他車輛同時過橋，也不得有人群荷載。⑷、超重車輛過橋時，要低速行駛，限速5km/h；同時，嚴禁在橋上變速、制動、停留。⑸、使超重車輛沿橋面中心線行駛。（二）做好設計回訪工作設計部門對所設計的高速公路大、中、小橋梁應創(chuàng)造條件跟蹤調查，聽取養(yǎng)護管理部門反饋意見，根據橋梁在運營過程中所發(fā)生的各類病害，查找在設計中存在的問題，便于在以后的其他高速公路同類橋梁設計中有所改進。并針對病害類型提出切實可行的維修方案。（三）建立橋梁養(yǎng)護檢查、檢測與檔案管理制度，加強養(yǎng)護管理工作充分收集橋梁的有關資料，包括計算書、設計圖、竣工圖、材料實驗報告、施工記錄、養(yǎng)護維修檔案、歷次橋梁定期檢查和特殊檢查