李世芳

0 引言

橋路縱向變位及上部結(jié)構(gòu)變形的現(xiàn)象常常發(fā)生，因而，一般在兩梁端之間、橋臺和梁端之間設(shè)置伸縮縫，根據(jù)不同的橋梁狀況進(jìn)行設(shè)置，保證車輛順暢的行駛，消除橋梁構(gòu)造的破壞損傷。橋梁伸縮裝置在橋梁制造中占有重要的地位，施工不認(rèn)真的話，伸縮縫處很容易損壞，路面會損壞，影響行車安全性，公路橋梁運(yùn)營也會相當(dāng)?shù)幕靵y。

1 公路橋梁現(xiàn)狀

我國交通事業(yè)的蓬勃發(fā)展，重型車輛日益增多，交通運(yùn)輸量也隨之增長，車輛載重及行車密度也越來越大。而且現(xiàn)在好多施工設(shè)計(jì)標(biāo)準(zhǔn)過低、設(shè)計(jì)不當(dāng)、運(yùn)行階段維護(hù)不夠等方面的因素，導(dǎo)致許多橋梁公路都出現(xiàn)了不同程度的損壞，影響了橋梁公路的使用性能，存在很多的安全隱患。此文就是根據(jù)橋梁公路中常見的損壞程度及發(fā)生的原因進(jìn)行探討，針對這些損壞現(xiàn)狀提出一些防治的建議。

2 公路橋梁中常見的損壞類型和因素探討

事實(shí)上，公路橋梁路面伸縮縫的原因繁多而復(fù)雜，好多種原因互相制約和影響，但是問題的產(chǎn)生都是有內(nèi)在原因的，可以分為以下幾種原因:

1)由于溫度的變化產(chǎn)生的裂縫。

當(dāng)內(nèi)部環(huán)境或外部溫度發(fā)生變化時(shí)，混凝土是具有熱脹冷縮現(xiàn)象的，這時(shí)就會產(chǎn)生變形，變形到一定程度的時(shí)候，結(jié)構(gòu)內(nèi)就會產(chǎn)生應(yīng)力，產(chǎn)生裂縫就是在超過混凝土抗拉強(qiáng)度時(shí)出現(xiàn)。溫度裂縫的最主要特征是隨溫度變化而合龍或擴(kuò)張。引發(fā)溫度變化因素有:日照、水化熱、驟然降溫、年溫差、冬季施工或蒸汽養(yǎng)護(hù)手段不當(dāng)?shù)取?/p>

2)荷載引發(fā)的裂縫。

混凝土公路橋梁在次應(yīng)力及動(dòng)、靜荷載下產(chǎn)生的裂縫稱荷載裂縫，主要有次應(yīng)力裂縫和直接應(yīng)力裂縫兩種。次應(yīng)力裂縫是指由外荷載引起的次生應(yīng)力產(chǎn)生的裂縫;直接應(yīng)力裂縫是指外荷載引起的直接應(yīng)力產(chǎn)生的裂縫。通常主拉應(yīng)力方向和裂縫方向是正交的。

外荷載引發(fā)的直接應(yīng)力產(chǎn)生的裂縫稱其為直接應(yīng)力裂縫。產(chǎn)生因素有以下幾方面:

a.構(gòu)圖設(shè)計(jì)階段，結(jié)構(gòu)計(jì)算時(shí)部分漏算或不計(jì)算;計(jì)算模型不合理;結(jié)構(gòu)實(shí)際受力與受力假設(shè)不符;荷載漏算或少算;配筋與內(nèi)力計(jì)算錯(cuò)誤;安全系數(shù)也不夠。結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)時(shí)不考慮施工的可能性;設(shè)計(jì)斷面不足;鋼筋布置錯(cuò)誤或設(shè)置偏少;構(gòu)造處理不當(dāng);結(jié)構(gòu)剛度不足;設(shè)計(jì)圖紙交代不清楚等等。

b.施工過程，不限制的放置材料、施工機(jī)具;不了解預(yù)制結(jié)構(gòu)受力特點(diǎn)，隨意起吊、翻身、輸送、安裝;擅自更改方案架構(gòu)的模式、施工操作的順序，以及不根據(jù)圖紙的設(shè)計(jì)而隨意施工等方面。

c.在運(yùn)營階段中，有負(fù)載的重大型車輛從橋經(jīng)過的;受船、車輛意外事故撞擊、接觸的;以及自然災(zāi)害，像暴雪、臺風(fēng)、泥石流、地震等。

其次應(yīng)力就是外荷載引發(fā)的次生應(yīng)力產(chǎn)生的裂縫。產(chǎn)生因素有以下幾種原因:

a.橋梁還需要注意一些細(xì)節(jié)方面，例如，在其結(jié)構(gòu)中經(jīng)常會涉及到要鉆洞、開槽，以及設(shè)置牛腿等，而這些在圖式中是很難進(jìn)行準(zhǔn)確計(jì)算的。

一般根據(jù)經(jīng)驗(yàn)設(shè)置受力鋼筋。研究表明，受力構(gòu)件挖孔后，力流將產(chǎn)生繞射現(xiàn)象，在孔洞附近密集，產(chǎn)生巨大的應(yīng)力集中。在長跨預(yù)應(yīng)力連續(xù)梁中，經(jīng)常在跨內(nèi)根據(jù)截面內(nèi)力需要截?cái)噤撌O(shè)置錨頭，而在錨固斷面附近經(jīng)?？梢钥吹搅芽p。因此，若處理不當(dāng)，在這些結(jié)構(gòu)的轉(zhuǎn)角處或構(gòu)件形狀突變處、受力鋼筋截?cái)嗵幦菀壮霈F(xiàn)裂縫。

b.在外荷載作用下結(jié)構(gòu)物的實(shí)際工作狀況同常規(guī)計(jì)算有一定的出入或不考慮計(jì)算，以至于引起了次應(yīng)力導(dǎo)致結(jié)構(gòu)開裂。

3)地基變形引發(fā)的裂縫。

由于水平方向位移或基礎(chǔ)豎向不均勻沉降，使結(jié)構(gòu)中產(chǎn)生附加應(yīng)力，超過混凝土結(jié)構(gòu)的抗拉能力，導(dǎo)致結(jié)構(gòu)開裂。基礎(chǔ)不均勻沉降的關(guān)鍵原因有:試驗(yàn)資料不準(zhǔn)、地質(zhì)勘察精度不夠;結(jié)構(gòu)荷載差異太大;地基地質(zhì)差異太大;地基凍脹;結(jié)構(gòu)基礎(chǔ)類型差別大;分期建造的基礎(chǔ);橋梁公路基礎(chǔ)基于溶洞、活動(dòng)斷層、滑坡體等不良地質(zhì)的時(shí)候，可能會造成不均勻沉降。

4)施工工藝質(zhì)量引發(fā)的裂縫。

在混凝土從建造到完成的一系列過程中，若施工質(zhì)量低劣、施工工藝不合理，很易產(chǎn)生橫向、縱向等各種裂縫，尤其是細(xì)長薄壁結(jié)構(gòu)容易出現(xiàn)。

5)收縮引起的裂縫。

在實(shí)際工程中，混凝土因收縮所引發(fā)的裂縫是常常出現(xiàn)的。在混凝土收縮種類中，縮水收縮(干縮)和塑性收縮是發(fā)生混凝土體積變形的關(guān)鍵因素，另一方面還有炭化收縮和自生收縮。根據(jù)研究所得，制約混凝土收縮裂縫的關(guān)鍵原因有:水灰比、外摻劑、水泥品種、標(biāo)號及用量、外界環(huán)境、振搗方式、振搗時(shí)間和養(yǎng)護(hù)方法。

3 針對公路橋梁中問題的解決措施

1)結(jié)構(gòu)加固法。

當(dāng)裂縫影響到混凝土結(jié)構(gòu)的性能時(shí)，這時(shí)我們就要利用加固的方法，來對混凝土的結(jié)構(gòu)進(jìn)一步地處理。常用的幾種方法有:預(yù)應(yīng)力法進(jìn)行加固、粘貼鋼板進(jìn)行加固、在構(gòu)件的角度外包型鋼、噴射混凝土進(jìn)行補(bǔ)強(qiáng)加固和增加支點(diǎn)來進(jìn)行加固。

2)嵌縫封堵、灌漿法。

所謂的灌漿法主要是針對一些不合格的混凝土裂縫進(jìn)行修補(bǔ)或針對整體性有防滲要求的，要想起到封堵加固的目的，則要利用壓力設(shè)備將膠結(jié)材料進(jìn)行壓制到混凝土的裂縫中，那么硬化后的膠結(jié)材料就與混凝土形成一個(gè)整體。而在這些常用的膠結(jié)材料中有聚氨酯、水泥漿、環(huán)氧樹脂、甲基丙烯酸酯等化學(xué)材料。嵌縫封堵中比較普遍用的一種方法是沿裂縫開一個(gè)槽子，在槽中填補(bǔ)一些止水材料即可，從而達(dá)到封閉裂縫的目的。常用的塑性材料有塑料油膏、丁基橡膠等;常用的剛性止水材料為聚合物水泥砂漿。

3)表面修補(bǔ)法。

表面修補(bǔ)法是一種常見、簡單的修補(bǔ)方法，主要是針對表面裂縫和深進(jìn)裂縫的加工處理，而這些裂縫要相對比較穩(wěn)定并對結(jié)構(gòu)的承載沒有一定的影響才行。處理的方法是在裂縫的表層涂抹水泥漿、在其表面涂刷瀝青、油漆等防腐材料，為了防止混凝土繼續(xù)開裂，這時(shí)一般采用玻璃纖維布粘貼在裂縫的表面就可以了。

4)電化學(xué)防護(hù)法。

電化學(xué)防腐是利用施加電場在介質(zhì)中的電化學(xué)作用，改變鋼筋混凝土或混凝土所處的環(huán)境狀態(tài)，鈍化鋼筋，以達(dá)到防腐的目的。氯鹽提取法、堿性復(fù)原法、陰極防護(hù)法是化學(xué)防護(hù)法中最常見而有效的三種方法。

5)混凝土置換是處理嚴(yán)重?fù)p壞混凝土的一種有效方法，此方法是先將損壞的混凝土剔除，然后再置換入新的混凝土或其他材料。常用的置換材料有水泥砂漿或一般混凝土、改性聚合物或聚合物混凝土或砂漿。

4 結(jié)語

橋梁公路從建造到通路，涉及到最初構(gòu)圖、工程施工、工程監(jiān)管、運(yùn)營通車管理等方面。各個(gè)環(huán)節(jié)都很重要且相互關(guān)連，只要疏漏其中一個(gè)環(huán)節(jié)就很可能會導(dǎo)致整個(gè)橋梁公路質(zhì)量安全系數(shù)的降低。所以，在施工過程中必須按照國家規(guī)定的技術(shù)指標(biāo)，進(jìn)行構(gòu)圖、工程施工、工程監(jiān)管，這是結(jié)構(gòu)安全的基礎(chǔ)和前提，運(yùn)營通車時(shí)也要加強(qiáng)管理和巡查，及時(shí)處理發(fā)現(xiàn)的問題，做到防患于未然。

[1]JTJ 014-97，公路瀝青路面設(shè)計(jì)規(guī)范[S].

[2]GB 50345-2004，屋面工程技術(shù)規(guī)范[S].

[3]JTC F40-2004，公路瀝青路面施工技術(shù)規(guī)范[S].

[4]JTG E50-2006，公路土工合成材料實(shí)驗(yàn)規(guī)程[S].