- DOI:
10.13738/j.cnki.acc.qklw60536
- 专辑:
科学Ⅰ辑;信息科技
- 专题:
信息、科学;综合科技
- 分类号:
G90;N92
摘要:国省干线公路桥梁作为国家交通运输网络体系的重要构成部分,其运行状况直接影响着全国道路交通运行的畅通程度。然而,在受极端气候、重载车辆荷载等多种因素的影响,如果桥梁结构出现各种病害性问题,就会给干线公路的正常运输活动带来安全隐患。因此,应高度重视干线公路桥梁病害治理工作,落实有效的养护技术措施,避免重大质量隐患的出现,确保国省干线公路在运营过程中,能持续发挥其应有的功能与价值。
关键词:国省干线公路;桥梁病害;养护对策
引言
随着交通量的持续增长、车辆荷载的日益增大以及自然环境的长期侵蚀,国省干线公路桥梁不可避免地出现了各种病害。这些病害不仅影响桥梁的正常使用,降低其服务水平,还对交通安全构成潜在威胁。因此,深入探讨国省干线公路桥梁常见病害及有效的养护对策具有重要的现实意义,这有助于及时发现和处理桥梁病害,保障桥梁的安全稳定运行,延长其使用寿命,为交通运输提供可靠的保障。
1国省干线公路桥梁常见病害及成因分析
1.1铺装类病害
第一,裂缝与坑槽等是桥梁路面铺装层常见的质量缺陷类型,其形成原因有交通负荷持续作用、气温波动和地质条件等。第二,沥青是当前国内各地干线公路桥梁铺装层的常用建筑材料,随着使用年限的增加,外加持续承受车轮的碾压和自然环境的侵蚀作用等,如果面层出现不同程度的磨损、破损及骨料剥落等情况,可能会直接降低车辆行驶的舒适度与安全性。第三,防水排水系统的运行能力减退,如果桥面局部出现严重积水情况,不仅会对铺装层造成侵蚀,冬季还容易出现路面湿滑和道路结冰问题,增加交通事故发生的几率。若铺装层渗漏问题长期未得到处理,极有可能对桥梁主体结构的耐久性构成一定损害。第四,伴随国省干线公路使用年限的增加,如果桥梁铺装材料自身性能逐渐老化,出现不同程度的弹性降低而脆性增加的情况,就会使其抗裂及抗破碎能力下滑,对行车安全构成一定威胁。
1.2上部结构受力裂缝
桥梁上部结构作为主要的承载部分,在长期使用过程中容易出现各种受力裂缝。以预应力混凝土箱梁桥为例,跨中区段受弯裂缝较为常见,尤其是节段施工的箱梁,节段之间的接缝是结构的薄弱环节,在车辆荷载、温度变化等作用下,跨中部位极易产生弯曲裂缝,这些裂缝通常出现在箱梁腹板下部边缘,宽度一般在0.1-0.2mm之间。过大的桥梁墩(台)基础之间的不均匀沉降差,也会使跨中区段产生附加应力,进而导致受弯裂缝的出现。在底板接缝附近,横向裂缝也时有发生。对于节段施工的预应力混凝土连续箱梁,如果使用柔性金属波纹管道且固定其位置的构造措施不力,或者在浇注箱梁混凝土时引起下挠,会使管道在接缝处出现折角或尖弯点,在预应力钢束的径向力作用下,极易引发箱梁底板的横向裂缝。此外,底板接缝施工质量差,以及底板尤其是跨中部位应力安全储备不足,也是造成此处横向裂缝的重要原因。
1.3墩台身裂缝
在桥梁运营过程中,墩台身裂缝主要表现为三种形态。网状裂缝多发生在常水位以上桥梁墩身的向阳位置,裂缝宽度范围一般在0.1-1mm之间,深度范围为1-1.5cm,长度不一。这类裂缝的产生主要是由于混凝土的收缩和温度变化。在混凝土硬化过程中,水分逐渐蒸发,体积收缩,而受到内部约束时,就容易产生裂缝。同时,向阳面的墩身受太阳辐射影响,温度变化较大,产生的温度应力也会导致裂缝的出现。竖向裂缝的发展趋势以下宽上窄为主,自基础向上延伸至桥梁墩(台)上部,裂缝长度不等。其产生原因较为复杂,可能是由于基础不均匀沉降,使得墩台身受到不均匀的应力作用,从而产生裂缝。施工过程中的质量问题,如混凝土振捣不密实、养护不当等,也会降低混凝土的强度,增加裂缝出现的可能性。此外,过大的车辆荷载、地震等自然灾害,也可能导致墩台身出现竖向裂缝。
2干线公路桥梁病害养护技术的实践应用
2.1桥面铺装层坑槽养护
若为油面层坑槽,建议遵循“圆洞方补”原则,采用矩形修补方案。具体实践中要沿着坑槽病害边缘规划出矩形修补面,明确要求切割线和路面中心线维持平行或垂直状态,开挖边界距实际破损区10~20厘米为宜。正式养护前。要对坑槽内的松散材料、异物及积水等进行彻底清理,并配合鼓风机进一步提高整个作业面的洁净度与干燥性。养护施工时,先把沥青粘层均匀地喷洒在槽壁和底面,然后对沥青混合料采用分层摊铺工艺,加强摊铺厚度的控制,避免部分材料出现离析等问题。在刮平板等工具的协助下进行全面、精细化的整平处理。压实工序中首先使用振动式压路机等设备,做到分层、有序压实,确认能达到规定密实度时可以停止作业。在坑槽修补养护工作整体完成后,要在保证桥梁路面温度降到50摄氏度以下时方可开放交通。
2.2病害处治措施
针对不同的病害,应采取相应的处理方法,以确保桥梁的结构安全和正常使用。对于裂缝修补,当裂缝宽度较小时(一般小于0.2mm),可采用表面封闭法进行处理。首先对裂缝表面进行清理,去除灰尘、油污等杂质,然后采用环氧树脂胶等材料进行涂抹封闭,防止水分和有害气体侵入裂缝,导致裂缝进一步发展。当裂缝宽度较大时(一般大于0.2mm),可采用压力灌浆法进行修补。在裂缝上钻孔,安装灌浆嘴,利用压力将环氧树脂浆等灌浆材料注入裂缝中,使裂缝得到填充和粘结,恢复结构的整体性。在灌浆过程中,要控制好灌浆压力和灌浆量,确保灌浆效果。支座更换是解决支座病害的有效措施。当支座出现老化、变形、脱空等严重病害,影响桥梁的正常受力和变形时,应及时更换支座。在更换支座前,需对桥梁进行临时支撑,确保桥梁的安全。然后拆除旧支座,清理支座垫石表面,安装新支座,并调整支座的位置和高程,使其符合设计要求。在安装过程中,要注意支座的型号、规格应与原支座一致,确保支座的质量和性能。
2.3日常巡查与监测
日常巡查是及时发现国省干线公路桥梁病害的基础工作,具有至关重要的作用。巡查频率应根据桥梁的重要性、交通流量以及所处环境等因素合理确定。一般而言,对于交通繁忙、重要性高的桥梁,应每日进行巡查;对于交通流量较小、结构相对简单的桥梁,可每周进行1-2次巡查。在特殊时期,如暴雨、洪水、地震等自然灾害后,以及重大节假日、交通管制等特殊时段,应增加巡查频次,确保桥梁的安全运营。巡查内容应全面细致,涵盖桥面、上部结构、下部结构以及附属设施等各个方面。在桥面巡查中,需重点检查桥面铺装是否平整,有无裂缝、坑槽、积水等病害,伸缩缝是否堵塞、损坏,排水系统是否畅通。对于上部结构,应检查梁体是否有裂缝、变形、混凝土剥落、露筋等情况,支座是否有位移、脱空、老化等问题。下部结构的巡查则包括墩台是否有裂缝、倾斜、沉降,基础是否有冲刷、掏空等病害。附属设施方面,要检查栏杆、护栏是否完好,桥头搭板是否有损坏,桥上标志、标线是否清晰等。巡查方法主要以目测为主,同时可配备一些简单的工具,如裂缝观测仪、卷尺、望远镜等,以便更准确地观察和测量病害的情况。
结束语
总之,干线公路桥梁的养护,是一项执行过程复杂的任务。推行科学的养护措施,不仅能使干线公路桥梁运行的安全性、稳定性有所保障,也能延长其使用寿命,进而创造出更理想的效益,促进我国交通运输事业的持续发展。因此,应不断考察分析桥梁常见病害的成因,有针对性地完善养护方案和技术措施,以取得最理想的养护成效。
参考文献
[1]白茹雪,吕晨炜.开普封层技术在国省干线公路预防性养护工程中的应用[J].公路,2019(11):252-258.
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