公路橋梁病害成因及養(yǎng)護(hù)管理策略分析
2015-06-11
引言
據(jù)不完全統(tǒng)計(jì)，我國(guó)大多數(shù)橋梁工程出現(xiàn)了不同程度地病害，帶來(lái)了極大地安全隱患。如何對(duì)病害橋梁進(jìn)行維修加固，成為當(dāng)前道路建設(shè)部門工作中的重點(diǎn)課題。
一、道路橋梁病害常見類型及成因
（一）裂 縫
鋼筋混凝土橋梁裂縫根據(jù)成因可以分為結(jié)構(gòu)裂縫(a) 和非結(jié)構(gòu)裂縫(b) 兩種。結(jié)構(gòu)裂縫產(chǎn)生的主要原因有設(shè)計(jì)應(yīng)力超限、配筋不合理、預(yù)應(yīng)力筋錨固不當(dāng)、基礎(chǔ)沉降和意外事故等; 非結(jié)構(gòu)裂縫產(chǎn)生的主要原因有混凝土收縮、支架變形、熱量變化(早期水化熱、溫度變化、冰凍、融化) 和化學(xué)作用(鋼筋銹蝕脹裂、堿性骨料反應(yīng)脹裂) 等。
（二）環(huán)境因素引起的損傷
橋梁結(jié)構(gòu)長(zhǎng)期暴露在自然環(huán)境中，受到環(huán)境溫度、濕度變化影響和大氣侵蝕，通常會(huì)引起以下幾種損壞: (1) 鋼筋腐蝕和混凝土碳化。這兩種病害現(xiàn)象在鋼筋混凝土橋梁結(jié)構(gòu)中較為常見。隨著此種病害日漸嚴(yán)重，橋梁結(jié)構(gòu)會(huì)產(chǎn)生較多沿鋼筋方向的裂縫，進(jìn)而影響結(jié)構(gòu)整體安全性和使用壽命。(2) 堿集料反應(yīng)和氯離子侵蝕?；炷翂A集料反應(yīng)發(fā)生緩慢，要在有水分且需常年累月才能造成破壞，氯離子對(duì)混凝土有很強(qiáng)的化學(xué)侵蝕作用。(3) 凍融病害和滲水作用。在潮濕狀態(tài)下，由于溫度變化，混凝土中孔隙水凍結(jié)體積膨脹，融解后松弛，如此反復(fù)產(chǎn)生疲勞應(yīng)力，進(jìn)而造成混凝土從外到內(nèi)逐漸被剝蝕。
?。ㄈ┲ё蜕炜s縫病害
支座設(shè)置在橋墩和橋臺(tái)頂部，不僅將結(jié)構(gòu)自重和活載引起的力傳遞下來(lái)，還需滿足橋梁結(jié)構(gòu)在各種因素的作用下有一定的變位，其是橋梁結(jié)構(gòu)非常重要的組成部分。所以橋梁支座的好壞直接和橋梁結(jié)構(gòu)整體承載性能和安全性能息息相關(guān)。支座存在的病害情況通常有: 支座位移超限、脫空、變形開裂、混凝土墊石壓壞、剝離、鋼筋外漏銹蝕; 橡膠支座老化; 滑動(dòng)鋼盆橡膠支座螺母松動(dòng)，固定螺栓脫落和剪斷破壞; 鋼板滑動(dòng)支座和弧形支座滑動(dòng)面、滾動(dòng)面銹蝕; 球擺式支座各部分受力不均勻等。
對(duì)于支座一般病害，其原因主要有以下幾方面: ( 1) 溫差影響和動(dòng)力荷載造成梁體發(fā)生伸縮，但伸縮量并不均勻，使支座發(fā)生整體移動(dòng)，進(jìn)而會(huì)使位移超限。( 2) 支座本身質(zhì)量存在缺陷。( 3) 施工水平不足引起的病害，例如各個(gè)結(jié)合部位不平、支座下鋼板缺失或厚度不夠等。( 4) 鋼板表面防腐層破壞，導(dǎo)致銹蝕。( 5) 支座受到的作用超過(guò)其抗壓容許應(yīng)力時(shí)，產(chǎn)生較大變形甚至破壞。
伸縮縫設(shè)置在梁體端部，結(jié)構(gòu)薄弱處，由于其反復(fù)承受車輛荷載，所以容易遭到損壞，在影響使用性能的同時(shí)還會(huì)引起橋梁結(jié)構(gòu)的破壞。橋梁伸縮縫裝置的破損往往表現(xiàn)為以下幾個(gè)方面: 伸縮縫變形、錨固構(gòu)件損壞、接頭四周填料剝落、凹凸不平、錨固混凝土局部破損、出現(xiàn)麻面和錨固鋼筋外露等病害。對(duì)于伸縮縫裝置一般的損壞，其原因有以下幾個(gè)方面: (1) 伸縮縫裝置剛度和橋面板端部剛度不滿足要求; 鋪裝用瀝青與伸縮縫錨固混凝土之間剛度相差較大，伸縮量計(jì)算不準(zhǔn)確。(2)施工質(zhì)量得不到保證，導(dǎo)致伸縮縫安裝和設(shè)計(jì)圖紙有差異。(3) 車輛超載現(xiàn)象日益嚴(yán)重; 伸縮縫內(nèi)填料不斷老化和偶然荷載等。
二、淺析加固道路橋梁的有效措施
（一）裂縫修補(bǔ)技術(shù)
裂縫修補(bǔ)技術(shù)就是為了恢復(fù)結(jié)構(gòu)物的防水性和耐久性，主要包括很多技術(shù)細(xì)節(jié)：表面處理法，在微裂縫的表面涂抹填料及防水材料。對(duì)于寬度發(fā)生變化的裂縫，要設(shè)法使用有伸縮性的材料；注漿法，在裂縫中注入樹脂或水泥類材料，主要注漿材料是環(huán)氧樹脂，多采用低壓低速注入法。環(huán)氧樹脂注入法與鋼釘并用，可以增強(qiáng)裂縫部位的整體性，是一種防止裂縫繼續(xù)發(fā)展的好辦法；充填法，這是一種適合于修補(bǔ)較寬裂縫的方法，具體做法是沿裂縫鑿一條深槽，然后在槽內(nèi)嵌補(bǔ)各種粘結(jié)材料，如水泥砂漿、環(huán)氧砂漿、膨脹水泥砂漿、環(huán)氧樹脂硅、瀝青及各種化學(xué)補(bǔ)強(qiáng)劑等；表面噴涂法，噴漿修補(bǔ)是一種在經(jīng)鑿毛處理的裂縫表面，噴射一層密實(shí)而且粘度高的水泥砂漿保護(hù)層，來(lái)封閉裂縫的修補(bǔ)方法。噴漿前，需要把結(jié)構(gòu)表面的剝離部分除去，再用水沖洗清潔，并在開始噴漿之前把基層濕潤(rùn)，然后再開始噴漿；粘結(jié)鋼板封閉法，當(dāng)鋼筋構(gòu)件產(chǎn)生主拉應(yīng)力裂縫時(shí)，可對(duì)裂縫先進(jìn)行處理之后，再在裂縫處粘結(jié)鋼板，并用膨脹螺栓對(duì)鋼板加壓。鋼板粘結(jié)方向應(yīng)和裂縫方向垂直。
?。ǘ蛄荷喜拷Y(jié)構(gòu)加固技術(shù)
梁式橋上部結(jié)構(gòu)加固增強(qiáng)技術(shù)主要有加大截面加固法、外部粘貼加固法、外部預(yù)應(yīng)力加固法、改變結(jié)構(gòu)體系加固法等。加大截面加固法采用增大構(gòu)件的截面面積，根據(jù)荷載大小和凈空條件不同，可分為以加大截面面積為主和加配鋼筋為主兩種加固方案；外部粘貼加固法系用型鋼、玻璃鋼等材料通過(guò)環(huán)氧樹脂等粘合劑粘貼在結(jié)構(gòu)外部，以提高結(jié)構(gòu)承載能力的一種方法。適用于構(gòu)件尺寸受限制但又必須大幅度提高結(jié)構(gòu)承載能力的場(chǎng)合，必須保證粘和劑的質(zhì)量；外部預(yù)應(yīng)力加固法指運(yùn)用預(yù)應(yīng)力原理，在增設(shè)的構(gòu)件或原有構(gòu)件上施加一定初始應(yīng)力的一種加固方法。采用對(duì)受拉區(qū)施加預(yù)加壓力，可以抵消部分自重應(yīng)力，起到卸載、減小跨中撓度的作用；改變結(jié)構(gòu)體系加固法通過(guò)增設(shè)支撐或橋墩，把簡(jiǎn)支變?yōu)檫B續(xù)、在梁下增設(shè)如鋼架等加勁梁或疊合梁，以減小梁內(nèi)控制截面峰值彎矩，提高承載能力的一種加固方法。
三、公路橋梁的養(yǎng)護(hù)措施
?。ㄒ唬蛄簷n案資料的健全
養(yǎng)護(hù)工作實(shí)施的基礎(chǔ)和依據(jù)是橋梁檔案資料，因此在橋梁建設(shè)過(guò)程中，管理人員應(yīng)具備建檔的意識(shí)和行動(dòng)，由于當(dāng)前橋梁技術(shù)狀況變化較大因此應(yīng)定期組織相關(guān)人員對(duì)橋梁進(jìn)行專項(xiàng)的檢查并及時(shí)健全檔案以確保橋梁檔案中含有橋梁竣工圖紙及所有的養(yǎng)護(hù)維修記錄，最好在竣工后對(duì)橋梁的具體情況進(jìn)行全面檢查并將檢查記錄存入檔案，作為后期養(yǎng)護(hù)的基礎(chǔ)。同時(shí)在有條件的情況下，可建立數(shù)據(jù)庫(kù)來(lái)健全橋梁檔案資料。
?。ǘ┫嚓P(guān)人員素質(zhì)的提高
在日常工作中員工的橋梁養(yǎng)護(hù)意識(shí)需要加強(qiáng)。提高每個(gè)員工養(yǎng)護(hù)公路橋梁方面的警覺(jué)意識(shí)，可以使公路橋梁的員工切實(shí)的根據(jù)需要進(jìn)行正確的公路橋梁的養(yǎng)護(hù)工作。只有每個(gè)公路橋梁養(yǎng)護(hù)人員都提高這種良好的養(yǎng)護(hù)意識(shí)，才能不斷的提高公路橋梁的養(yǎng)護(hù)水平。公路橋梁的養(yǎng)護(hù)主管單位應(yīng)對(duì)員工進(jìn)行培訓(xùn)教育，以此使工作人員的公路橋梁養(yǎng)護(hù)的技術(shù)水平不斷提高?？蓪?shí)行交底保養(yǎng)的辦法，推行獎(jiǎng)勤懲懶制度等方法。以提高每個(gè)橋梁養(yǎng)護(hù)人員的責(zé)任心，使得公路橋梁的養(yǎng)護(hù)工作有效且高效的進(jìn)行。
?。ㄈ┵Y金預(yù)算
公路橋梁的養(yǎng)護(hù)預(yù)算金是公路養(yǎng)護(hù)管理的重要組成部分。它是指使用養(yǎng)護(hù)資金的計(jì)劃是依靠公路橋梁的最終的使用年限制定的。公路橋梁的養(yǎng)護(hù)費(fèi)用的預(yù)算是根據(jù)橋梁的最長(zhǎng)使用年限，編制計(jì)劃是要依據(jù)總體的財(cái)務(wù)資金情況來(lái)編制。編制預(yù)算的時(shí)候必須按照統(tǒng)籌兼顧的基本原則并搭配相關(guān)部門的管理，在其進(jìn)行整體預(yù)算養(yǎng)護(hù)資金時(shí)，公路橋梁使用的長(zhǎng)遠(yuǎn)目標(biāo)要最先被顧及到，不僅如此還要顧及到市場(chǎng)經(jīng)濟(jì)對(duì)橋梁的客觀要求。在進(jìn)行目標(biāo)的發(fā)展預(yù)算時(shí)，上一年的養(yǎng)護(hù)資金的如何分配也需要被借鑒考慮。使整體預(yù)算方案統(tǒng)一，每個(gè)預(yù)算方案就要對(duì)公路橋梁使用的運(yùn)行決策、長(zhǎng)期目標(biāo)以及運(yùn)輸責(zé)任進(jìn)行統(tǒng)籌編制。不斷的加以完善公路橋梁的預(yù)算體制，公路管理的相關(guān)財(cái)務(wù)人員要熟練的掌握和運(yùn)用預(yù)算體系。統(tǒng)一的管理制度被完善的建立起來(lái)，也就有利于公路橋梁養(yǎng)護(hù)資金的全面預(yù)算和管理工作的進(jìn)行。
（四）檢查工作的加強(qiáng)
在公路橋梁的養(yǎng)護(hù)工作開展的同時(shí)，公路的檢查工作也必須被重視起來(lái)。不必要的公路橋梁養(yǎng)護(hù)的漏洞要想被避免，就需要對(duì)橋梁的養(yǎng)護(hù)工作檢查進(jìn)一步的加強(qiáng)，行政管理部門必須要進(jìn)一步的加大對(duì)橋梁養(yǎng)護(hù)監(jiān)督的力度，嚴(yán)格做好檢查監(jiān)督工作，進(jìn)行不定期或定期的監(jiān)查，那些易發(fā)生漏洞的部分應(yīng)特別的注意，對(duì)考核制度必須嚴(yán)格地執(zhí)行并結(jié)合獎(jiǎng)懲機(jī)制進(jìn)行獎(jiǎng)懲處理。一旦發(fā)現(xiàn)有對(duì)公路橋梁的養(yǎng)護(hù)工作做得不好的工作人員就要按一定的規(guī)章制度進(jìn)行懲處，不可放任姑息。這樣才能為公路橋梁的養(yǎng)護(hù)做好重要工作。
結(jié)語(yǔ)
綜上所述，為了讓以后的公路橋梁加固設(shè)計(jì)工作更加規(guī)范 ，需根據(jù)實(shí)踐經(jīng)驗(yàn)探究公路橋梁加固設(shè)計(jì)的技術(shù)問(wèn)題 ，從而為公路橋梁的加固維修提供技術(shù)范疇的依據(jù)。
