高速公路桥梁病害与防治

浅谈如何防治高速公路桥梁的病害收录时间：2011-09-05 作者：周立军来源：《中小企业管理与科技》文本摘要：随着交通量和重型车辆的增加，桥面铺装的早期损坏已成为影响高速公路使用功能的发挥和诱发交通事故的一大病害。

关键词：高速公路桥梁病害防治措施近年来我国公路桥梁建设快速发展，桥梁结构不断创新，大跨桥梁已很普遍，但桥面铺装的设计与施工仍沿用传统的习惯做法，在进行桥梁结构设计时，对桥面铺装层一般不作专门的计算分析。

随着交通量和重型车辆的增加，桥面铺装问题普遍。

这不仅妨碍了正常交通，影响了桥面的美观，更易造成交通事故，也给维修工作带来了很大困难。

近年来，人们对于因桥面铺装问题造成的直接和间接的经济损失给予了足够的重视。

桥面铺装的早期损坏已成为影响高速公路使用功能的发挥和诱发交通事故的一大病害。

1 高速公路桥梁病害类型分析通过对我省几条高速公路桥梁的实地考察发现，造成桥梁病害有设计方面的原因，也有施工方面的原因，还有使用和维修保养不当方面的原因，大致有以下四种。

1.1 桥面铺装病害桥梁桥面铺装是厚度为15~20cm的复合结构层，表层沥青混凝土厚度为10cm，底层高标号钢筋混凝土调平层厚度6~10cm不等，中间再夹几厘米厚的防水层。

桥面铺装病害是多种因素共同作用的结果，铺装层直接承受高速行车的冲击、剪切与磨耗，并直接受风霜雨雪及气温变化的作用、同时又受主梁的约束，因此其受力状况十分复杂，设计其合理的厚度和最佳组合方式以及采用何种材料施作，都是有待研究的课题。

在施工方面有：①高程控制不准或梁体拱度控制不准导致铺装层厚度不足或厚薄不均匀，混凝土铺装层内钢筋网保护层厚薄不均使荷载作用下厚度不足部分首先破碎；②铺装层施工前梁体顶面浮层处理不彻底，导致混凝土铺装层与梁体混凝土结合不密贴；③防水层施作不精细出现漏水或渗水现象，雨水和含有空气中多种有害化学物质的水渗入混凝土铺装层内引起钢筋锈蚀，导致混凝土开裂、破碎；④泄水管、伸缩缝、施工缝等薄弱环节处理不当，造成先局部破损，然后扩展成大面破碎。

在使用方面有：①超载车辆的反复碾压使得铺装层不堪重负，过早破碎；②维修养护不及时等其他许多偶然因素致使桥面铺装层破碎。

桥面铺装破碎致使行车速度减慢、交通量减少，甚至可能中断交通。

1.2 预应力混凝土梁裂缝重量轻、跨度大、施工简便快捷的特点使得预应力混凝土梁的应用日趋广泛，但预应力混凝土梁的裂缝始终困扰着工程技术人员。

从施工角度来说，引起预制梁、现浇梁、悬臂浇筑梁裂缝的因素有：混凝土施工配合比调制不当，支架缓慢变形导致承载力不够，浇筑顺序及施工缝设置不合理，拆模时间过早，养护不及时或养护方式不合适，以及预应力张拉控制不当等。

从裂缝种类区分，有干缩裂缝、温度裂缝、混凝土初凝时受到扰动面出现的裂缝、剪切裂缝等。

裂缝使得混凝土内钢筋锈蚀加速，进面使裂缝范围扩大。

1.3 橡胶支座变形受损橡胶支座由于构造简单、造价低廉、安装方便、均匀分散水平力、几乎无须养护的特点被广泛用于各类公路桥梁中，成为联系桥梁上部、下部的重要部件。

设计方面，每种橡胶支座都有抗压容许应力，当静载与动载之和长期超过支座的抗压容许应力上限时，支座就会表现为永久性非弹性变形直至严重损坏。

施工方面主要是：①支撑垫石、梁体与支座结合部不平整或不水平，导致支座受力不均匀，使得应力集中部位过早破坏；②梁体就位不准时本应吊离支座重新准确就位，而只简单前后挪动预制梁体来纠偏，使得支座还未使用就受损，当然也不排除有些支座本身质量存在问题。

支座受损后，造成梁体局部下沉、桥面破坏，极有可能造成重大交通事故。

1.4 桥梁外露混凝土局部破损此种情况比较普遍，在各个桥梁中均有出现，只是严重程度不同而己。

破损部位多为梁体边角、墩台帽棱角、混凝土防撞墙端部或接缝部位等。

混凝土局部受损是因雨水和空气中的多种有害化学物质顺着混凝土裂隙、孔隙或破碎面渗入到内部，致使钢筋锈蚀乃至损坏混凝土结构；或由于气温变化产生的温度应力破坏混凝土结构。

2 高速公路桥梁病害防治措施发现问题的目的是找出其规律性，从设计、施工、运营养护阶段着手尽早采取预控措施。

同时不断进行研究开发，引进新材料、新技术提高混凝土构造物的耐久性和延长各类型混凝土梁的使用寿命。

针对上述主要病害，归纳如下四点防治措施。

2.1 桥面铺装病害防治措施桥面铺装过早破碎主要是施工阶段的问题，因此要求我们在桥面铺装施工时控制好如下几个环节：①梁体施工阶段，采取有效的方法将预制梁的拱度控制在误差允许的范围内，梁体安装时要确保桥面铺装层的最小厚度。

②施工前彻底处理好梁体的顶面，清除梁面的杂物，凿除处理混凝土表面的水泥砂浆和松弱层。

③施工中处理好泄水管，伸缩缝、施工缝等细小环节。

④采取适当措施控制钢筋网的保护层，因为保护层偏大或偏小都将影响铺装层的使用寿命。

⑤积极引进新材料，新工艺。

笔者认为有些高速公路使用钢纤维混凝土代替普通高标号混凝土、用冷轧带肋钢筋代替普通钢筋都是很好的尝试。

2.2 预应力混凝土梁裂缝的防治措施造成混凝土梁裂缝相关的原因有：结构受力、施工操作、环境条件和材料品质。

因此在确定防治措施前首先要弄清楚裂缝原因再对症下药：①当确定为结构受力变形而造成混凝土梁裂缝时，检查梁体底模及支架体系下伏地基是否在缓慢下沉，还是模板或支架刚度不够有轻微变形，必要时预加荷载试压，或采用换填等措施强化处理地基。

②当确定为由于施工操作原因引起的裂缝时，从检查工序出发，重点考察混凝土施工配合比、搅拌、运输、浇筑顺序及间隔时间、振捣、模板拆除时间、养护周期及方式、预应力张拉和压浆控制等环节。

③环境条件主要影响混凝土的配合比和养护：在多雨潮湿的气候条件下由于砂、石料含水量较大，应适当控制混凝土用水量；对于严寒、酷暑、风沙、阴雨连绵等不同类型气候条件要采取灵活多样的养护方式。

④不同材料有不同的材质特性，施工中设计配合比都要有所区别。

2.3 橡胶支座变形受损的防治措施我们知道除承担全桥的竖向荷载外，全桥的水平力包括制动力、牵引力、温度力、地震力、风力等均通过支座传递到下部结构。

从设计方面，确保像胶支座的各项性能指标满足使用要求；从施工角度，一是要控制好支承垫石表面的平整度和水平，确保像胶支座平置；二是要保证同一片梁的几个支座均匀受力；三是当梁体架设就位不准时，要起吊离开支座后进行一次就位，绝对不允许不离开支座前后左右挪动梁体。

对于损坏严重无法继续使用的个别橡胶支座必须及时更换，否则会影响桥梁整体使用寿命。

2.4 桥梁外露混凝土局部破损的防治措施桥梁外露混凝土局部破损，一方面是由于外界对混凝土结构的侵蚀作用，另一方面是由于受到意外撞击导致的损害。

不论是那种破损都可能加速内部钢筋的腐蚀，进而又引起混凝土保护层进一步剥落，露出更多钢筋，严重时会影响结构安全。

外界环境条件对混凝土的侵蚀是多方面的。

如空气中的各种酸性离子、碱性离子、盐离子等都会破坏混凝土的内部结构，长期浸在海水中的混凝土会受到各种化学物质的侵蚀等。

对于这些混凝土的损害只有从提高混凝土自身的密实性、抗渗性入手，同时可考虑针对不同环境类型在混凝土中添加具有不同功用的防护剂。

另外在拆模期间和模板拆除初期采取特殊保护措施，防止没有达到强度的混凝土受损，对己受损部位需及时进行修补。

高速公路桥梁病害的防治收录时间：2011-09-06 作者：来源：中国桥梁网整理文本摘要：纵向裂缝是预应力空心板结构的常见病害，一般有以下几个成因：桥面铺装和伸缩缝破损严重，桥面水渗入梁体，导致梁体纵向钢筋锈蚀膨胀，底板沿纵向开裂；施工阶段张拉预应力过大，横向主拉应力过大所致。

关键词：高速公路桥梁病害高速公路桥梁常见病害原因分析纵向裂缝是预应力空心板结构的常见病害，一般有以下几个成因：桥面铺装和伸缩缝破损严重，桥面水渗入梁体，导致梁体纵向钢筋锈蚀膨胀，底板沿纵向开裂；施工阶段张拉预应力过大，横向主拉应力过大所致；施工时空心板预制抽胶管时水没有排净，冬季冻胀造成板底开裂。

纵向裂缝的存在加剧了钢筋的锈蚀，影响混凝土结构的耐久性。

普通钢筋混凝土整浇实心板梁的裂缝比较复杂，既有横向裂缝和纵向裂缝，斜交板还有与行车方向不一致的斜裂缝。

底板跨径内的横向裂缝通常是受力裂缝，是由混凝土抗拉强度低的特性决定的。

对于宽跨比较大的整浇实心板梁，由于横向应力较大而配筋较少，会引起纵向开裂。

斜交板梁由于其结构特点，裂缝一般偏向钝角方向。

T梁结构有如下几种常见裂缝：跨中梁底横向裂缝，是由于正截面抗弯强度不足造成的。

对于普通钢筋混凝土结构允许拉区开裂，对于预应力结构梁底横向裂缝需要引起足够的重视。

支座附近腹板斜裂缝由于腹板抗剪强度不足引起的。

腹板均匀分布竖向裂缝；裂缝有的上宽下窄，有的中部宽两端窄，呈枣核形。

这类裂缝通常由于吊装、养护不当以及混凝土收缩引起的。

装配式T梁腹板与桥面板之间纵向裂缝，主要是施工质量问题。

桥梁上部结构病害分析由于桥下无明显限高标志，会导致边梁（板）被车辆撞击，混凝土脱落，严重者主筋或钢绞线外露、崩裂，影响了梁体的承载能力。

也有的梁底被刮蹭、局部混凝土剥落、有大面积的划痕，影响了结构耐久性。

预制板铰缝混凝土脱落、渗水现象也比较常见，主要是由于施工质量差以及桥面防水层失效造成的。

一方面水渗到板梁底面影响结构的耐久性，另一方面铰缝混凝土构造失效后板梁之间横向联系降低，荷载作用下单板受力较大，容易引起底板横向开裂。

T梁横隔板混凝土开裂、脱落、露筋锈蚀。

由于施工质量差以及高速公路桥梁受车辆冲击力较大致使T梁横隔板尤其是后浇带混凝土破损现象较多，导致桥梁横向联系降低，单梁受力较大。

钢筋锈蚀、混凝土风化剥落此类病害在上部结构及盖梁、墩柱和桥台等各部构件都有发生，可分两种情况：一种是混凝土剥落开裂后导致钢筋锈蚀，即先裂后锈；另一种是由于保护层太薄、露筋或渗水等引起钢筋锈蚀膨胀，继而混凝土剥落，即先锈后裂。

主筋锈蚀将导致其有效截面的减少，混凝土剥落开裂后使钢筋更易锈蚀，如此恶行循环对桥梁的危害是相当大的；另外还有的桥梁由于施工质量差，造成钢筋外露，混凝土破损，引起钢筋锈蚀的化学原因主要是氯离子的侵入和混凝土的碳化。

桥梁下部结构病害分析常见的支座形式有油毛毡支座、板式橡胶支座和盆式橡胶支座。

油毛毡支座经常发现破裂和滑动面不平整的现象。

板式橡胶支座的主要病害是脱空、老化开裂和剪切变形，此类病害在所检测桥梁中比较普遍。

盆式橡胶支座的情况好于板式橡胶支座，但有的支座螺栓生锈、上螺栓卡死，支座无法活动。

支座的病害可能使上部结构失去活动能力，从而产生附加内力，对桥梁的承载能力和工作状态产生不利影响。

桥面铺装层病害表现为铺装的纵横向裂缝，铺装层剥落，引起这一病害的主要原因是冲击荷载。

铺装层的病害在高速公路上的危害性非常严重：铺装层破损会使车辆冲击荷载进一步增大；防水功能失效后，雨水渗入主梁中，使主梁受力钢筋锈蚀，这一点对于钢筋混凝土结构而言危害尤其严重；铺装层的破坏会还改变设计荷载的横向分布状态，使得横向刚度变小，各梁板受力不均，并使主梁实际高度变小，纵向刚度减弱，挠度增大。