浅谈桥梁结构耐久性问题的思考

桥梁结构耐久性问题的思考桥梁营运过程中，由于频繁承载，甚至超载，再加上自然因素（如雨、雪等）的影响，以及交通事故等人为事端的侵袭，会造成桥梁损伤和局部破坏。随着使用年限的增加，桥梁的损伤种类和损伤部位会越来越多，其程度也会越来越严重。如果因设计和施工的原因，导致一座先天不足的桥梁，则运营中更会问题不断，难以维持正常使用状态。因此，桥梁结构的耐久性问题和养护维修工作越来越显得重要。只有认真地、不断地对桥梁结构的病害进行养护维修才能保持桥梁的各组成部分处于健康状态，确保桥梁抵抗自然灾害的能力。在保证安全运营的同时，最大限度的实现和延长桥梁的设计和使用寿命。下面，通过在界**高速公路桥梁养护中的工作实践，简单分析一下桥梁结构的耐久性问题。桥梁病害界**高速公路一期工程内的**河特大桥，全长787.36m，为钢筋混凝土板梁桥，投入运营时间为2001年4月，运营一年多时间，桥面出现的病害有：①桥面连续部分损坏：断裂、破碎、坑洞、露筋、露骨。②桥面铺装损坏：网状裂缝、放射性裂缝、绞缝位置出现纵缝、剥落、破碎、露筋、露骨和坑洞。桥梁病害原因分析每座桥梁都有其设计技术标准。导致桥梁出现病害的根源完全在于运营中的过桥车辆的通行和自然条件的影响，且超过设计技术标准，因而直接缩短了桥梁的使用寿命。（一）重载车辆的通行是影响着桥梁结构耐久性的关键随着我国现代化工业建设的发展，由公路运输特大、特重设备以日趋频繁，加上经济利益的驱动，不少经营车主的货车装货物重量远远大于核定的车辆吨位数。因此，装载这些设备和货物的车辆往往成为超重车辆，这些车辆又需要从现有桥梁上通过。而原有桥梁又因为设计荷载的等级所限，不能适应超重车辆过桥的需要。这就必将引起桥梁的损坏，甚至发生重大事故。（二）设计方面**河特大桥上部有三跨一联、四跨一联的梁板桥面连续结构型式，在重载车辆的行驶下，连续部分的桥面由于受负弯矩的作用，加之施工过程的误差（实际厚度不足12cm），设计12cm厚的钢筋混凝土面层易断裂、破碎。由于设计上的这一不足之处，在后期高速公路桥梁结构连续部分设计中，已将梁板连续段设计为端横梁型式，增加整体稳定性，克服了这一薄弱环节，值得借鉴。（三）施工、监理方面**河特大桥施工时由于对质量要求不够严格，监理把关不过硬，不同程度地出现桥梁病害。从凿除的桥面铺装来看，铺装层厚度不等，小于设计要求；梁端接头缝宽不等，甚至远远大于设计要求。从支座上看，安装梁板时，没有认真检查支座安装的是否满足质量要求，甚至有的脱空、偏位、缺少，梁板四个支座受力不均，造成支座变形大，损坏严重。这样在荷载的作用下，必须导致梁板绞缝和桥面铺装出现裂缝现象。（四）养护方面由于受“重建轻养”思想的束缚，养护上往往“只养路，不养桥”。一方面，对桥梁在建设中的质量抱乐观态度，加上桥梁养护的检测手段、检测仪器严重缺乏，问题出来时才去分析、解决。另一方面桥梁维修的费用相当大，考虑养护成本过高。因而，没有起到真正意义上的“预防性养护“，使之耐久性减弱，寿命缩短。桥梁的养护与维修（一）桥面维修针对**河特大桥病害状况，2004年5月初，实施对该桥右幅的桥面连续部分和桥面破损部分进行了维修和补强处理。1、维修方法⑴桥面铺装的单条裂缝做灌缝处理，网状裂缝、放射性裂缝做局部凿除，浇筑钢筋纤维砼，钢筋适当加密。⑵补植原梁板绞缝￠12的钢筋，浇筑钢筋纤维砼，规范施工。⑶桥面连续的砼应凿除，清理干净，补植钢筋，安装仿毛勒伸缩缝，浇筑钢筋钢纤维砼。2、工艺流程桥面连续缝维修凿除破损砼、凿毛接合面焊接或埋设钢筋表面处理（清扫、干燥涂粘结剂）安装补强钢筋网浇筑钢纤维砼补强养生桥面维修后经过半年多时间的通车运营，效果不太明显。与此同时，2004年9月对该桥进行全面检测，除桥面存在的病害外，桥梁支座的缺损、脱空情况比较多，且梁板裂缝、混凝土剥落、露筋现象存在。由此，2005年6月重新开始对该桥进行维修，以提高桥梁结构的耐久性，保证桥梁的正常运营。（二）支座维修与更换根据桥梁检测报告，支座缺损状况归纳为：缺少支座、支座偏位、支座脱空、支座垫层破碎、支座变形或老化、开裂、剥离和支座形式不正确。1、维修和更换方法桥面连续砼凿除后，采取顶升法，进行支座的维修和更换。因梁体底部与盖梁或承台顶面的间隙均小于6cm，直接用扁型液压千斤顶无法进行（扁型液压千斤顶自身的高度仅为6cm），所以只能在原地面修整后，并利用承台，铺设枕更换桥梁支座木，搭设贝雷式钢支架和工作平台，安装数个液压千斤顶，同时受力并均衡地将整幅梁板端部徐徐升起，超出支座高度3mm左右，并用临时支撑块塞入梁板底，注意千斤顶不能卸载，保证安全。具体方法如下：⑴缺少支座的，清理好支座垫块，补充新的支座。⑵支座位置不正确的，可慢慢调整位置，加以矫正。⑶支座脱空的，视脱空的间隙大小，可采用捣筑砂浆或细石砼垫层最好加入环氧树脂）、加入钢板垫层或预制钢筋砼块的办法。⑷支座垫块破损的，清理碎渣，可采用捣筑砂浆或细石砼垫层找平，具有一定的强度后再安放支座。⑸对于支座变形或老化、开裂、剥离及支座型式不正确的，必须予以更换。支座维修和更换完成以后，取出临时支撑块，徐徐降落上部构造，并注意千斤顶的工作状态保持均衡，以保证上部构造恢复原位。2、工艺流程和工艺布置示意图清理、平整原地面（露出承台）铺设枕木搭设工作平台（贝雷式钢架）安放液压千斤顶顶升上部构造安放临时撑块维修和更换支座取出临时支撑块降落上部构造拆除工作平台（三）设置车辆通行警示标志牌在**河特大桥的两端200米处设置了“前方桥梁，减速慢行”的警示标志牌，用于提醒驾驶人员减速慢行通过该桥。以减小对桥梁的冲击力，防止车辆高速行驶出现撞击桥梁的安全事故，保证行车和桥梁设施的安全。通过对**河大桥桥面病害进行维修加固，提高了该桥质量状况，消除了社会不良影响。经过一年的跟踪观察，目前该桥始终处于良好的运营状态。建议和想法治超工作，势在必行通过对超重车辆过桥的管理，可尽量减少过桥车辆的载重或偏载，减轻桥梁的受力，可控制车辆的合理行驶位置、控制行驶速度，使其在最佳有利的交通条件下行驶，减轻桥的负担。这主要从以下几方面进行管理：超重车辆过桥的申报需要过桥的车辆货主必须事先将运送货物的品名、重量、体积或装载车辆型号、外形尺寸、自重、轴数、轴距、单位压力等，以及发送地点、欲经桥的时间等情况，提前向高速公路管理部门提交书面的超重车辆过桥申请单，并落实安全措施，经有关部门批准后方可过桥。2、超重车辆过桥的措施⑴、超重车辆过桥前，应根据桥的实际状况，进行一次全面检查。⑵、超重车辆过桥时应选择交通量较小的，并应事前通告，进行中请公安、路政部门配合，以确保安全。⑶、超重车辆过桥时，不得有其他车辆同时过桥，也不得有人群荷载。⑷、超重车辆过桥时，要低速行驶，限速5km/h；同时，严禁在桥上变速、制动、停留。⑸、使超重车辆沿桥面中心线行驶。（二）做好设计回访工作设计部门对所设计的高速公路大、中、小桥梁应创造条件跟踪调查，听取养护管理部门反馈意见，根据桥梁在运营过程中所发生的各类病害，查找在设计中存在的问题，便于在以后的其他高速公路同类桥梁设计中有所改进。并针对病害类型提出切实可行的维修方案。（三）建立桥梁养护检查、检测与档案管理制度，加强养护管理工作充分收集桥梁的有关资料，包括计算书、设计图、竣工图、材料实验报告、施工记录、养护维修档案、历次桥梁定期检查和特殊检查