高架桥梁病害的类型及其养护方法

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　　摘  要：在社会经济高速发展的大背景下，我国城市化进程的步伐也在不断加快，高架桥梁作为城市发展的基础设施，其建设与发展受到国家政府的高度重视以及社会的广泛关注。而在高架桥梁的实际使用过程中由于受到设计、施工、环境等诸多因素的影响，出现诸多病害类型，直接影响高架桥梁的安全稳定运行。因此，需要对高架桥梁的病害进行有针对性地检查并采取综合性的养护方法，使得高架桥梁的质量得到全面提高。
　　关键词：高架桥梁;病害类型;养护方法
　　中图分类号：U445.7        文献标志码：A         文章编号：2095-2945（2020）08-0129-02
　　Abstract： In the context of the rapid development of social economy， the pace of urbanization in China is also accelerating. As the infrastructure of urban development， the construction and development of viaduct is highly valued by the national government and widely concerned by the society. In the actual use of the viaduct， due to the design， construction， environment and many other factors， there are many types of diseases， which directly affect the safe and stable operation of the viaduct. Therefore， it is necessary to check the diseases of viaducts and take comprehensive maintenance methods to improve the quality of viaducts in an all-round way.
　　Keywords： viaduct; disease type; maintenance method
　　随着城市化建设加快，对各项基础设施提出更高要求，交通运输事业的压力随之不断加大，加之城市楼房的建设程度日益密集，为让城市交通拥堵问题得到有效缓解，高架桥梁建设成为各大城市建设的选择，高架桥梁能够实现避免与铁路及公路的平面交叉问题出现，在减少与城市道路占地面积的同时提高交通运输效率。在交通运输量与运输业高速发展，高架桥梁不断优化应用的同时，我们发现早期建设的高架桥存在一定的病害，直接影响高架桥梁的安全性与稳定性，直接导致高架桥梁的使用寿命减短。为能够让高架桥梁的运行保持安全稳定，应深入探讨分析其病害类型，并探索行之有效的养护方法。
　　1 高架桥梁常见的病害类型分析
　　1.1 梁体裂纹
　　高架桥梁的桥梁结构有较多部位容易出现裂缝，包括有主梁腹板、翼板、底板、梁帽等不同的位置。而导致这些部位产生裂缝的因素较多，但大部分都由于综合因素所致。在主梁腹板中，由于其厚度较厚，在进行混凝土施工过程中容易由于内外部温差较大而产生温差裂缝，究其原因是由于多种施工因素所致：一是使用的混凝土材料质量较差，当混凝土水灰越大，其干缩性就会越大，使得混凝土表面容易由于收缩产生裂缝。同时由于现浇预应力箱梁混凝土属于高标号，粘稠度强，大大增加混凝土表面收光压实工作的难度，特别是在高温季节或地区施工时，梁体表面的水分极易蒸发，若不进行有效养护，收缩裂缝极易产生。二是支架出现不均匀沉降问题，在实际的现浇梁施工过程中，施工人员往往采用满堂支架法的施工方法，决定了支架选择的地理范围直接影响地基的建造情况，当支架范围中的各个地基出现较大的承载力偏差，就会直接产生支架不均匀沉降问题，使得混凝土浇筑直接出现应力裂缝现象。三是混凝土养护时间不足，受到工期影响，导致桥梁在预制流程过早地拆模，没有给予足够的混凝土养护时间，极易产生收缩性裂缝。特别在受外部约束力较大的梁体中，出现裂缝的情况更多。四是受实际高架桥梁架设的地理位置限制，部分的桥梁位置需要设计为湾桥，同时为满足桥梁使用过程中会产生扭力与横向推力，选择采用连续钢构或多跨钢构体，使得墩梁固结桥墩的高度相应降低，当发生外部温度变化时，桥墩能够允许墩顶发生水平位移的范围就不多，使得靠近桥面部分的刚性结构体很容易因为日照温度影响而出现膨胀性开裂。
　　1.2 箱梁积水
　　箱梁积水病害主要是由于梁体出现裂纹而导致内部结构渗水，同时在裂纹地方出现结晶盐，导致整个高架桥梁的结构强度大大降低。出现这个病害的原因为在高架桥梁的本体设计时，在顶板钢筋保护层位置设计厚度比较薄弱，在桥梁施工过程中，薄弱的顶板钢筋会因外力影响而产生偏移，出现梁体裂纹，加上设计阶段对防水功能的考虑不周，很容易产生积水并流入箱梁内部，倘若箱梁积水位置排气水孔缺乏，将导致箱梁内部的积水量急剧增加，从而加重桥梁的恒载荷，对高架桥梁的安全性产生极大的不利影响。与此同时，内部积水还会渗透进混凝土的孔隙，直入底板，从而与混凝土发生作用并产生结晶，有的会致使混凝土产生内应力，有的直接引发内部钢筋发生腐蚀膨胀，进一步使得桥梁的混凝土出现开裂、松散、强度降低，改变弹性模量、降低了主筋强度，形成了一种恶性循环，对桥梁的使用产生极大的安全隐患。
　　1.3 桥梁支座问题
　　高架桥梁在实际的建造过程中通常采用盘式支座与板式橡胶支座两种，在日常养护中会出现多种不同的病害类型，其中最为常见的是剪切变形病害。究其产生原因也是由于多种因素引起的，包括有混凝土收缩、徐变、温差等，还有就是支架的强度、橡胶的厚度与粘结性能、加劲钢板的质量等，以上因素的不达标就极易造成桥梁沿纵向产生剪切变形现象。其次，支座开裂老化也是一种较为常见的病害类型，其造成原因有几点：一是高架桥梁在支座建造时采用质量较差的材料;二是支座开裂的地方出现渗水的现象;三是桥梁的上部结构受到不均匀的承压，有的局部受力太过，大大加快了支座的老化开裂。最后，支座悬空也是常见的病害之一。在高架桥梁建造过程中为了配合施工区域的地形、建筑以及交通，会对桥梁的形式进行一定的设计改变，例如建成弯桥或人字形桥，为适应使用要求，其连接的匝道也会随着桥型而改变。当弯桥的曲率半径越小，其承受车辆的离心力与制动力就会越大，使得桥梁与支座容易因为受力不均匀而悬空。此外，在建造施工過程中，因为墩顶支座使用的垫石标高，控制不合理、梁底的垫石不够平整以及支座钢板出现承压变形，都容易导致桥梁在振动作用下出现偏移以及支座出现悬空。 　　1.4 桥墩不均匀沉降
　　由于高架桥梁的建设施工大多在复杂的地形环境中，其涉及的地面工程、地下工程施工直接影响桥梁的基础，包括在施工阶段、使用阶段，都会在一定程度上对地基的稳定产生影响，扰动高架桥梁的基础。同时，对于不断改变的下水位以及不断降低的土层承载能力，都会很容易造成桥梁的基础发生沉降。除此之外，倘若在桥梁的施工过程中就遇到突发的塌方、流沙、涌水等状况，直接就会导致桥墩大幅度的沉降，严重的甚至会出现倒塌现象。桥墩作为连续桥梁、连续钢桥、拱桥等类型的高架桥梁的重要支撑结构，如果出現不均匀沉降导致失稳问题，将直接影响高架桥梁的使用安全。
　　2 高架桥梁病害的养护方法
　　高架桥梁承载着庞大的交通运输量，其使用过程中的病害预防与养护直接影响桥梁的使用寿命以及安全稳定。所以，应从多方面对高架桥梁进行养护，避免病害发生。
　　2.1 设计阶段的预防性养护措施
　　一是预防积水病害。结合高架桥梁中容易出现的积水病害，应在设计环节有针对性地增加桥面排水井设计，特别是特大的高架桥梁，应设在立面曲线较平直和峰谷段;其次，大桥桥面应适当加大横坡，使得桥梁的排水能力大大提升，减少桥面的积水;此外，还应加强桥梁结构的防水设计，形成有效的排水与防水相结合的放积水结构;最后，对于桥梁上部结构的设计中，应注意对有空心结构的底板加入透气与排水孔设置，避免内部积水现象发生。
　　二是强化桥梁承载能力。对于常见的弯桥、人字形桥的设计安排中要特别考虑其承载能力，除了基本可变载荷以外，应充分考虑温度与载荷的影响，同时综合考虑由于温度、日照、车流量的变化，选择科学合理而且有针对性的组合进行设计，使得桥梁的承载能力有足够的安全储备，避免不必要的裂缝产生。
　　2.2 及时发现并处理的养护方法
　　2.2.1 梁体裂缝养护
　　梁体裂缝是最为常见的病害，应及时发现并进行有效处理。首先需要准确测量混凝土表面裂缝的实际深度与宽度情况，才能选择科学合理的养护方法。主要的养护方法有两种：
　　一是封闭法。对于较小的裂缝，可以采用在混凝土表面涂刷水薄膜层的方法进行裂缝封闭。首先，施工人员应使用钢丝刷，对裂缝表面进行刷毛与清理处理，使得裂缝表面保持干净清洁无异物;其次，准备比例恰当的混合环氧胶液;最后，施工人员需要仔细地将混合胶液涂抹在裂缝部位，确保渗透到裂缝中并实现完全封闭。
　　二是注浆法。注浆法主要适用于桥梁混凝土结构部分产生裂缝修理，这种裂缝养护方法不仅能够有效恢复混凝土结构的整体性，还能够使得混凝土结构的耐用性得到保证，使得裂缝修补质量更高，所以是目前比较常用的裂缝养护方法。主要的实施方法是准备合适的树脂类浆液或水泥类浆液，通过外界的压力作用，将其灌注到混凝土裂缝中，让浆液历经一段时间后逐渐硬化，实现裂缝封闭效果。
　　2.2.2 桥梁支座养护
　　桥梁支座养护工作核心在于防治，因此日常的支座养护工作需要密切关注与高度重视。为提高其养护工作的质量与效率，首先，应提高养护工作人员的专业技术水平以及综合素质培养，使其能够更好的完成支座日常清洁与处理，确保支座长期保持清洁干净。其次，应安排养护人员对桥梁滚动支座表面进行定期的润滑油涂抹工作，使其长期保持润滑效果，同样要注意在涂抹润滑油前先对滚动支座进行表面清洁，确保干净无杂物。
　　3 结束语
　　综上所述，高架桥梁在日常的使用过程中会出现一定的病害，虽在初期可能对桥梁影响不大，但随着时间推移，危害将逐渐扩大，甚至产生衍生病害，直接危害整个桥梁的安全稳定与使用寿命，需要采取科学有效的养护方法，从设计到修护到管理等环节共同努力，对病害进行控制与处理，最大限度地保障高架桥梁使用安全。
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