超載引起的橋梁常見病害
2011-05-25 來源：網(wǎng)絡
引言
312國道滬寧段自2003建成以來承擔了大部分貨車交通量。而且超載現(xiàn)象比較嚴重．因此許多橋涵因超載出現(xiàn)了較嚴重破損。312國道滬寧段汽車超載主要有3種情況：其一是早期修建的老橋超齡負載運營；其二是橋梁通行的車型或流量超過原設計；其三是車輛違規(guī)超載。，產(chǎn)生前2種情況的主要原因是設計荷載的變化和交通量的增加；最后一種情況是原因是車輛使用者違法超載營運。橋梁的超載會使橋梁疲勞應力幅度加大、損傷加?。踔習霈F(xiàn)一些超載引發(fā)的結(jié)構(gòu)破壞事故。另一方面。由于超載造成的橋梁內(nèi)部損傷不能恢復。將使得橋梁在正常荷載下的工作狀態(tài)發(fā)生變化．從而可能危害橋梁的安全性和耐久性。
1、重車荷載對各類橋梁的影響
對于斜交橋來說，重車對橋梁的影響略小于同等跨徑的正橋．因為車輛荷載通過斜橋時車輛的2排輪胎不能同時作用于最不利位置，所以與同跨正交橋相比，其截面內(nèi)力略小。對于單孔跨徑較大的橋。因為橋長、跨徑大，在同一或相鄰跨內(nèi)可能同時上多輛重車，重車的荷載效應較大，并且車輛的縱向間距對內(nèi)力影響也很大。由此可見．在重載交通的路段，大跨橋梁是不適宜的，應多采用中、小跨徑的橋梁。對于中、小跨徑橋梁，隨著跨徑的減?。爿d內(nèi)力所占比例變小，活載內(nèi)力所占比例變大，所以活載增大對橋梁內(nèi)力的整體影響也變大。換言之，重車在小跨徑橋上的荷載效應較大，造成的破壞較嚴重。另外．因為橋梁短、跨徑小，縱向僅能上l輛重車，因而縱向車距影響不大，最大活載內(nèi)力的大小由重車的主軸質(zhì)量決定。內(nèi)力最大值所對應的布載情況為超車時2列重車的重軸同時布于最不利位置。
2、幾種常見橋梁病害的檢測與處治
2．1空心板梁的加固與維修
盛新橋位于312國道無錫境內(nèi)．樁號K15l+900．該橋上部結(jié)構(gòu)采用三跨10 m普通鋼筋混凝土空心橋梁．橋臺采用重力式u形橋臺，橋墩采用樁柱式橋墩。橋梁位于圓曲線段及超高段。據(jù)現(xiàn)場調(diào)查，該橋中心線與兩側(cè)線路中心線一致，高程平順，超高一致，車輛通過時橋頭無跳車現(xiàn)象；瀝青混凝土橋面鋪裝在中跨常州方向中心線右側(cè)第2塊板出現(xiàn)25 crux25 cm的坑洞，在無錫方向邊跨中心線左側(cè)第2塊板的兩側(cè)橋面通長出現(xiàn)裂縫、沉陷現(xiàn)象．沉陷寬度為10～20 cm；鋼筋混凝土空心板梁外觀良好，底部平直無撓曲，混凝土無空洞和明顯裂縫；鉸縫寬度不均勻，尤其在橋面鋪裝破壞處，板梁寬度不足造成鉸縫布置過寬，混凝土有脫落現(xiàn)象；橋墩、灌注樁等外觀良好無明顯裂縫。
2．1．1病害分析
除橋面鋪裝局部破壞外，該橋其他主要承重結(jié)構(gòu)均能滿足使用要求。由于板梁布置不均勻或板梁的寬度不夠，部分鉸縫寬度過大。加上鉸縫混凝土強度不足．在超車輛荷載的反復作用下，鉸縫混凝土逐漸破碎脫落。造成橋面凹陷破壞。
2．1．2處理方案
鏟除坑洞四周15啪范圍內(nèi)的表面瀝青混凝土．裁成矩形凹槽，若底部混凝土橋面有破壞現(xiàn)象．則應先鑿除破壞的混凝土，修補好后涂一層黏層油，并填補瀝青混凝土鋪裝；將2條通長沉陷拓寬10 cm后鏟除表面瀝青混凝土．鑿除破壞橋面及鉸縫混凝土，根據(jù)鉸縫寬度設置加強鉸縫鋼筋網(wǎng)片，吊模重新澆筑4∥混凝土，再涂一層黏層油，并填補瀝青混凝土鋪裝。
2．2桁架拱橋的加固與維修
后莊橋位于312國道常州境內(nèi)，樁號K169+538．5。該橋主孔為一跨40 nl鋼筋混凝土架拱橋．兩側(cè)各設1個4 m輔孔。主孔橋臺為重力式橋臺。橋臺基礎為擴大基礎。據(jù)現(xiàn)場觀測調(diào)查，該橋中心線與線路中心線一致，橋頭鋪裝損壞嚴重，主孔跨中無明顯下凹現(xiàn)象．橋梁病害主要表現(xiàn)為裂縫，集中在兩側(cè)輔孔及輔孑L與主孔相連處的主孔橋面板上，無錫方向輔孔南側(cè)的現(xiàn)澆板已明顯有15 cmxl5cm的下凹坑塘，坑塘四周裂縫上下貫穿，橋面破損嚴重。下部結(jié)構(gòu)橋臺砌體出現(xiàn)不規(guī)則裂縫。
2．2．1病害分析
主跨伸縮縫附近橋面出現(xiàn)裂縫是由車流量較大、微彎板變形過大造成的；輔孔現(xiàn)澆板出現(xiàn)跨中大面積破壞是由鋼筋混凝土現(xiàn)澆板施工質(zhì)量不高造成的；橋臺砌體出現(xiàn)不規(guī)則裂縫可能是由基底不均勻沉降造成的。
2．2．2處理方案
經(jīng)過分析．針對病害成因。建議將輔孔現(xiàn)澆板鑿除，對墻體灌漿處理后重新澆筑臺帽及橋面板，增設臺帽與混凝土路面間的脹縫，重新置換部分微彎板并重新澆筑主孔橋面。，同時，該橋為鋼筋混凝土桁架拱橋，且拱頂、拱腳有發(fā)生位移的跡象。建議設置觀測站，對拱頂下垂、拱腳水平位移進行跟蹤觀測，分析判斷橋梁的結(jié)構(gòu)穩(wěn)定性，并確定相應的處治方案：若結(jié)構(gòu)穩(wěn)定、變形完成，不作處理：若結(jié)構(gòu)不穩(wěn)定，變形仍在繼續(xù)，但變形值尚在規(guī)范容許范圍內(nèi)．則臺后加做阻滑板處理；若結(jié)構(gòu)不穩(wěn)定，變形值已超過規(guī)范容許范圍，則橋梁應徹底改造。
2．3 梁的加固與維修
丁村立交橋建于1993-年，由無錫市政設計院設計，橋梁行車道寬10．5 In，總寬11．2 m，路面雙向橫坡1．5％，設橫向半徑為350 m的圓弧，橋長300 nl，為15孔低高度后張法寬腹T梁。據(jù)現(xiàn)場調(diào)查，主橋T梁鋪裝層破損變形，翼板破碎，甚至局部擊穿，橫向連接鋼板開焊脫離，梁體撓度較大。
2．3．1病害分析
在超載車等荷載反復沖擊下，梁體鋪裝層破損嚴重，翼板碎裂、鋼筋外露，局部混凝土已被擊穿，橋面連接鋼板及橫隔連接鋼板焊接已脫離，橫向無法整體受力，梁體撓度加大。但考慮該橋仍然維持交通，遠期要進行大規(guī)模改造．因此搶修、加固方案要滿足目前交通需求。
2．3．2處理方案
對橋梁病害要做到及時發(fā)現(xiàn)、及時處理。必須配備必要的檢查人員，且這些人員中的一部分．應當具有橋梁專業(yè)知識、有一定的實踐經(jīng)驗，并對管轄范圍的橋梁的病害歷史有所了解和記憶。2004年《公路橋涵養(yǎng)護技術規(guī)范》規(guī)定。定期檢杳最長不得超過3年．根據(jù)客觀實際的需要．一般定期全面檢查應該每年1次；特殊檢查應視實際需要而定，而且應該委托有相應能力的單位來承擔。在檢查的基礎上，分析病害，摸清維修、中修、大修工作量，再分輕 重緩急去安排維修或大、中修工作計劃與資金，將各種病害扼殺在萌芽中，減小超載車對橋梁的破壞。
3、超載橋梁耐久性影響的控制與預防
3．1橋梁設計
在橋梁設計中明確提出使用年限的要求，進行專門的耐久性設計；應該在結(jié)構(gòu)體系、構(gòu)造、材料、維護、耐久性的設計到施工的全過程中加強和保證結(jié)構(gòu)的安全性。作為工程設計人員應對其設計的橋梁遠景交通流量和組成有一定前瞻性．充分考慮到現(xiàn)階段的施工和管理水平以及材料工藝水平，采用適當?shù)陌踩取⒃O計方法來保證橋梁的使用性能，才是更為主動和有效的方法。
3．2加強控制施工質(zhì)量
對于短期內(nèi)發(fā)生的諸如突然破壞與倒塌．多是由于施工質(zhì)量沒有達到規(guī)范和設計要求．典型的問題包括材料強度不足和施工工藝不合格等：也有個別橋梁存在諸如偷工減料、以次充好等嚴重的管理問題．更是對橋梁安全造成致命的損害。而大量的橋梁在遠沒有達到預期使用壽命時出現(xiàn)了影響正常使用的病害與劣化．特別是一些橋梁在只使用了幾年、甚至剛建成不久就出現(xiàn)嚴重的耐久性不足的問題。這也與施工質(zhì)量低下有重要關系。典型的問題包括鋼筋保護層不足及目前廣泛存在于施工現(xiàn)場的嚴重的構(gòu)件開裂問題。這些施工上的缺陷雖然在短期內(nèi)不會對橋梁的正常使用產(chǎn)生明顯的影響．但卻會對結(jié)構(gòu)的長期耐久性產(chǎn)生非常不利的危害。
3．3 加強橋梁的養(yǎng)護管理
3．3．1高度重視橋梁的巡查
對橋梁病害要做到及時發(fā)現(xiàn)、及時處理。必須配備必要的檢查人員，且這些人員中的一部分．應當具有橋梁專業(yè)知識、有一定的實踐經(jīng)驗，并對管轄范圍的橋梁的病害歷史有所了解和記憶。2004年《公路橋涵養(yǎng)護技術規(guī)范》規(guī)定。定期檢杳最長不得超過3年．根據(jù)客觀實際的需要．一般定期全面檢查應該每年1次；特殊檢查應視實際需要而定，而且應該委托有相應能力的單位來承擔。在檢查的基礎上，分析病害，摸清維修、中修、大修工作量，再分輕重緩急去安排維修或大、中修工作計劃與資金，將各種病害扼殺在萌芽中，減小超載車對橋梁的破壞。
3．3．2加強重載交通下橋梁的運營管理
對于超載嚴重的車輛必須限制通行，以保證橋梁的安全。在收費公路上，可以按車重收費，提高重車的收費標準。讓超載運輸不再有利可圖，促使車主自覺減少汽車的載重量。對于大跨橋梁，要限制車輛通行的縱向間距，嚴格禁止車輛在長大橋上停留，以減小橋跨上布置的車輛荷載數(shù)目。不允許車況較差的重車上橋，防止因事故在橋上拋錨。堵車發(fā)生時要派專人看管、疏導，任何橋上停滿80 t以上的重車。其后果都是不堪設想的。還應該限制橋上重車超車。使橫向只有一列車通過。車速也不宜過高。以減小車輛的沖擊力和制動力。
4、結(jié)語
大量超限運輸車輛在公路上行駛，致使公路橋梁嚴重損壞。人為地縮短了其使用年限。因此汽車超載造成的橋梁損壞不僅與設計、施工等橋梁形成前的環(huán)節(jié)有關，而且與橋梁建成后的使用、養(yǎng)護和管理聯(lián)系緊密。要杜絕汽車造成橋梁損壞。延長橋梁的使用周期，提高投資效益，需要設計、施工、養(yǎng)護、管理等各方主體各負其責，分頭把關．按照行業(yè)規(guī)范標準，結(jié)合工程實際，嚴格履行各自職能。對于重載運輸，在嚴令禁止超載的同時，還應該從技術上采取有效的措施，提高橋梁承載能力，適應車輛荷載增長的變化．以保證公路運輸?shù)陌踩惩ā?br />
