王 奕 曲 直

(湖北省交通運(yùn)輸廳隨岳高速公路管理處，湖北 武漢 430050)

高速公路混凝土橋梁預(yù)防性養(yǎng)護(hù)研究

王 奕 曲 直

(湖北省交通運(yùn)輸廳隨岳高速公路管理處，湖北 武漢 430050)

從高速公路混凝土橋梁常見的病害分析著手，論述了橋梁預(yù)防性養(yǎng)護(hù)的重要性，并從混凝土橋梁預(yù)防性養(yǎng)護(hù)管理與技術(shù)兩個(gè)層面進(jìn)行了深入的研究，結(jié)合隨岳高速公路橋梁養(yǎng)護(hù)實(shí)際，提出了高速公路混凝土橋梁養(yǎng)護(hù)對策。

高速公路，混凝土橋梁，病害，預(yù)防性養(yǎng)護(hù)

0 引言

現(xiàn)階段我國在建橋梁越來越多，在役橋梁服役年限越來越長，通行車輛荷載越來越忙，單車軸重越來越重，橋梁運(yùn)行結(jié)構(gòu)安全不容樂觀。交通部統(tǒng)計(jì)，2013年年末全國高速公路里程達(dá)10.44萬km，全國公路橋梁達(dá)73.53萬座，其中，特大橋梁3 075座，大橋67 677座，40 m以下中小跨徑橋梁占90.4%。目前橋梁面臨著嚴(yán)峻的考驗(yàn)，從1999年到2010年的11年中，中國橋梁重大事故為37起，嚴(yán)峻的形勢要求橋梁建設(shè)、養(yǎng)護(hù)管理單位既要重視建設(shè)期橋梁的質(zhì)量，又要加強(qiáng)既有橋梁檢測、評估、加固，定期開展橋梁預(yù)防性養(yǎng)護(hù)。

1 橋梁預(yù)防性養(yǎng)護(hù)的重要性

1.1 混凝土橋梁常見病害類型

混凝土橋梁常見病害類型主要有六大類：1)裂縫類，橋梁結(jié)構(gòu)損壞乃至倒塌往往是從裂縫的擴(kuò)展開始的，必須引起重視；2)環(huán)境因素引起的損傷或破壞：混凝土和鋼筋銹蝕；3)施工遺留病害：蜂窩、麻面、空洞、施工縫；4)支座病害：老化開裂、剪切、脫空、變位等；5)變形：梁體下?lián)?、墩臺基礎(chǔ)沉降等；6)附屬設(shè)施病害：伸縮縫破壞、橋面鋪裝開裂等。

此六大類病害基本上涵蓋了混凝土橋梁的常見病害，可見橋梁養(yǎng)護(hù)是一項(xiàng)系統(tǒng)工程，按照當(dāng)前橋梁養(yǎng)護(hù)技術(shù)規(guī)范的劃分，建議混凝土橋梁預(yù)防性養(yǎng)護(hù)應(yīng)涵蓋除大修工程以外的小修保養(yǎng)和中修工程，這樣劃分后橋梁預(yù)防性養(yǎng)護(hù)的資金預(yù)算也正好與高速公路財(cái)務(wù)管理相符合，利于操作。

1.2 橋梁預(yù)防性養(yǎng)護(hù)的作用

預(yù)防性養(yǎng)護(hù)是定期的強(qiáng)制性保養(yǎng)、維修措施，是在還沒有發(fā)生明顯病害之前就進(jìn)行的養(yǎng)護(hù)，將病害處理在萌芽狀態(tài)，防止或減緩病害的發(fā)生，達(dá)到耐久性和延長使用壽命的目的，其核心是在適當(dāng)?shù)臅r(shí)間，將適用的技術(shù)措施，應(yīng)用在適宜的部位上，要求采用最佳成本效益的養(yǎng)護(hù)措施，強(qiáng)調(diào)養(yǎng)護(hù)管理的主動(dòng)性、計(jì)劃性和合理性。國外研究證明，一座質(zhì)量合格的公路橋梁，在使用壽命75%的時(shí)間內(nèi)，性能下降40%(這一階段稱之為預(yù)防性養(yǎng)護(hù)階段)，如不能及時(shí)養(yǎng)護(hù)，在隨后12%的使用壽命時(shí)間內(nèi)，性能再次下降40%，從而造成養(yǎng)護(hù)成本大幅度的增加(這一階段稱為矯正性養(yǎng)護(hù)階段)。

2 混凝土橋梁預(yù)防性養(yǎng)護(hù)技術(shù)研究

混凝土橋梁預(yù)防性養(yǎng)護(hù)技術(shù)的應(yīng)用是建立在對橋梁病害深刻把握的基礎(chǔ)之上，前面對混凝土橋梁常見六大類病害進(jìn)行了分析，下面結(jié)合混凝土橋梁的自身特點(diǎn)從橋梁缺陷處置、橋梁支座頂升更換、橋面系病害修復(fù)、橋梁基礎(chǔ)病害治理和下部附屬設(shè)施養(yǎng)護(hù)等5個(gè)方面探討公路混凝土橋梁的預(yù)防性養(yǎng)護(hù)技術(shù)。

2.1 橋梁缺陷處置

高速公路橋梁缺陷主要表現(xiàn)在兩個(gè)方面，一是混凝土裂縫，二是混凝土表面缺陷，后者主要是指混凝土表面出現(xiàn)的蜂窩、麻面、空洞以及破損等病害。針對橋梁缺陷的病害特點(diǎn)，其缺陷處置也相應(yīng)為兩大類，一是采用封縫、灌縫等方法處置混凝土結(jié)構(gòu)物裂縫，二是混凝土表面缺陷修補(bǔ)。

1)混凝土裂縫處置。

采用封縫、灌縫等方法處置橋梁裂縫，能夠封閉梁底板、橋臺和墩柱裂縫，恢復(fù)結(jié)構(gòu)整體性，保證其耐久性。裂縫處置應(yīng)該根據(jù)其縫寬選擇相應(yīng)的處理技術(shù)：a.寬度w<0.05 mm的表面裂紋，不處理；b.0.05 mm≤寬度w<0.15 mm的裂縫，做表面封縫處理；c.寬度w≥0.15 mm的裂縫或出現(xiàn)滲水、鈣化的裂縫，進(jìn)行灌縫處理，見圖1。

2)混凝土表面缺陷修補(bǔ)。

混凝土表面缺陷修補(bǔ)時(shí)應(yīng)根據(jù)表面蜂窩、麻面、空洞以及破損等病害的程度，選擇處置方法。a.對于大面積的表面缺陷及混凝土質(zhì)量問題，人工鑿除松動(dòng)的混凝土，外露骨料，噴涂阻銹劑及界面劑，并采用C60 超早強(qiáng)混凝土或C60自密實(shí)混凝土進(jìn)行修補(bǔ)。b.對于小面積的表面缺陷，特別是缺損深度較淺時(shí)，鑿除松動(dòng)混凝土、外露骨料，鋼筋除銹，噴涂阻銹劑及界面劑，用超早強(qiáng)砂漿進(jìn)行修補(bǔ)或用改性環(huán)氧砂漿進(jìn)行修補(bǔ)。c.對于小面積且深度較深的混凝土空洞可采取小孔壓漿(超早強(qiáng)砂漿)灌注修補(bǔ)。

3)鋼筋銹蝕處理。

鋼筋銹蝕的處理時(shí)，首先應(yīng)人工鑿除松動(dòng)的混凝土，外露骨料，對鋼筋進(jìn)行除銹并噴涂阻銹劑及界面劑，最后采用C60 超早強(qiáng)混凝土或C60自密實(shí)混凝土進(jìn)行修補(bǔ)，見圖2。

2.2 橋梁支座頂升更換

橋梁支座是聯(lián)系橋梁上部結(jié)構(gòu)與墩臺之間的重要部件，其功能關(guān)乎整座橋梁安全性與耐久性。但由于它在橋梁工程造價(jià)中所占比例較小，往往未引起工程技術(shù)人員的足夠重視。

橋梁支座在常年與空氣接觸的惡劣環(huán)境中逐年老化，支座自身或座底均會出現(xiàn)不同程度的損壞，用頂升的方法將新支座替代更換功能喪失的舊支座，并能對損壞的支座底座進(jìn)行加固維修，可以產(chǎn)生大幅度恢復(fù)橋梁結(jié)構(gòu)功能的效果。

2.3 橋面系病害修復(fù)

橋面系工程主要包括防撞墻、護(hù)欄，橋面鋪裝層，防水和排水設(shè)施，板梁鉸縫，箱梁接縫，橋面伸縮縫等6個(gè)主要部分，功能完好的橋面系不僅能對橋梁的主體結(jié)構(gòu)起保護(hù)作用，并可滿足橋梁的正常使用功能、布局和美觀，因此，橋面系的預(yù)防性至關(guān)重要，應(yīng)主要從以下幾個(gè)方面抓起：

1)保持橋面清潔，及時(shí)排除積水，清除冰凌和積雪，清理堵塞泄水孔；2)防撞護(hù)欄和泄水管等設(shè)施工作性能良好；3)橋面鋪裝封縫、局部坑槽修補(bǔ)；4)重做橋面鋪裝及防水層；5)伸縮縫清潔及更換；6)護(hù)欄預(yù)埋件加固焊接與除銹刷漆；7)燈柱基礎(chǔ)及緊固件的加固；8)橋梁鋼扶手除銹刷漆。

2.4 橋梁基礎(chǔ)病害治理

橋梁基礎(chǔ)是橋梁的重要組成部分，是橋梁上部結(jié)構(gòu)正常使用和耐久性的重要保證。橋梁基礎(chǔ)經(jīng)受洪水、泥石流和火災(zāi)等突發(fā)災(zāi)害的考驗(yàn)，是橋梁結(jié)構(gòu)的薄弱部位，也是橋梁預(yù)防性養(yǎng)護(hù)的重點(diǎn)，應(yīng)做好以下5個(gè)方面的預(yù)防性養(yǎng)護(hù)：

1)壓漿封閉橋臺裂縫；2)換填臺后填土；3)注漿加固基礎(chǔ)；4)防撞措施的設(shè)置；5)拋石防護(hù)。

2.5 下部附屬設(shè)施養(yǎng)護(hù)

橋梁下部附屬設(shè)施在橋梁設(shè)計(jì)、施工及養(yǎng)護(hù)中往往不夠重視，因而使橋梁服務(wù)質(zhì)量低下，外觀粗糙，隨著人們對結(jié)構(gòu)物的觀賞水平要求愈來愈高以及對橋梁養(yǎng)護(hù)認(rèn)識的深入，橋梁工作者開始認(rèn)識到橋梁下部附屬設(shè)施養(yǎng)護(hù)不但是“外觀包裝”，而且是服務(wù)功能的大問題，應(yīng)做好以下4個(gè)方面的預(yù)防性養(yǎng)護(hù)：

1)錐坡脫空回填及砂漿勾縫砌石；2)擋墻傾斜超過20 mm或鼓脹、位移，下沉超過20 mm時(shí)，進(jìn)行維修。擋墻拆斷應(yīng)及時(shí)加固，開裂超過10 mm時(shí)，進(jìn)行封閉；3)護(hù)坡應(yīng)完好，下沉超過30 mm、殘缺超過0.2 m2，應(yīng)及時(shí)維修；4)保證錐坡、擋墻清潔。

3 隨岳高速公路應(yīng)用實(shí)例

3.1 隨岳高速公路橋梁管養(yǎng)情況

隨(州)岳(陽)高速公路是國家骨架公路網(wǎng)重要的加密線，北連河南，起于隨州市淮河鎮(zhèn)；南接湖南，止于湖南省岳陽市道仁磯鎮(zhèn)；途經(jīng)湖北隨州、京山、天門、仙桃、監(jiān)利等地市，采用平原微丘高速公路標(biāo)準(zhǔn)建設(shè)，2005年9月開工建設(shè)，2010年12月9日全線貫通。

隨岳高速公路全長335 km，由隨岳北段、隨岳中段、隨岳南段和荊岳長江大橋組成。隨岳高速公路實(shí)行社會化養(yǎng)護(hù)，社會化監(jiān)理，所有養(yǎng)護(hù)施工及監(jiān)理單位均采用公開招標(biāo)形式確定。橋梁養(yǎng)護(hù)單位為省路橋公司項(xiàng)目部，養(yǎng)護(hù)路段為隨岳北至隨岳中段，其中有特大橋6座，大橋102座，中小橋408座，上跨天橋38座。

3.2 應(yīng)用實(shí)例

隨岳高速公路養(yǎng)護(hù)管理部門高度重視橋梁預(yù)防性養(yǎng)護(hù)，為充分掌握重點(diǎn)橋梁病害及其發(fā)展情況，及時(shí)采取相應(yīng)處置措施，確保橋梁運(yùn)營安全，隨岳養(yǎng)護(hù)每月進(jìn)行一次重點(diǎn)橋梁檢查，每季度進(jìn)行一次全線橋梁與涵洞經(jīng)常性檢查，每2年對全線橋涵進(jìn)行一次定期檢測，并且對規(guī)定監(jiān)測的橋梁設(shè)置永久性觀測點(diǎn)，定期進(jìn)行健康監(jiān)測，每年一般監(jiān)測4次(一般定于3月上旬，6月上旬，9月上旬及12月上旬，并根據(jù)實(shí)際情況改變監(jiān)測次數(shù)和實(shí)施時(shí)間)。

詳實(shí)的監(jiān)測數(shù)據(jù)為橋梁的預(yù)防性養(yǎng)護(hù)提供了科學(xué)依據(jù)，隨岳養(yǎng)護(hù)管理部門根據(jù)橋梁病害的輕重緩急程度，進(jìn)行科學(xué)決策，對于嚴(yán)重病害，則立即安排專項(xiàng)資金，組織設(shè)計(jì)、監(jiān)理等單位進(jìn)行技術(shù)咨詢和論證，并安排施工力量進(jìn)行修復(fù)；對于一般嚴(yán)重或較輕的病害，則列入下一年度施工計(jì)劃，例如橋梁混凝土表觀缺陷處置、裂縫封縫等。

對技術(shù)狀況為一、二類的橋梁，隨岳高速公路養(yǎng)護(hù)管理部門采取小修保養(yǎng)，防止出現(xiàn)明顯病害；對技術(shù)狀況為三類的橋梁應(yīng)及時(shí)進(jìn)行中修，防止病害加快擴(kuò)展，影響橋梁安全運(yùn)營。隨岳養(yǎng)護(hù)將橋梁養(yǎng)護(hù)的重點(diǎn)放在小修保養(yǎng)和中修工程，以2013年橋涵養(yǎng)護(hù)為例，年度累計(jì)完成金額12 197 318元，其中專項(xiàng)工程費(fèi)用1 211 335元，占9.93%；小修保養(yǎng)2 317 921元，占19.00%；中修工程為8 668 061元，占71.07%，包括小修保養(yǎng)和中修工程的預(yù)防性養(yǎng)護(hù)所占年度累計(jì)完成金額的比例為90.07%。隨岳管理處大量的預(yù)防性養(yǎng)護(hù)資金的投入，有效地保證了隨岳高速公路橋梁的健康運(yùn)營。

4 結(jié)語

隨岳高速公路在役橋梁服役年限越來越長，通行車輛荷載越來越忙，單車軸重越來越重，橋梁運(yùn)行結(jié)構(gòu)安全不容樂觀。從高速公路混凝土橋梁常見的6大類病害分析著手，提出橋梁預(yù)防性養(yǎng)護(hù)的重要性，并從混凝土橋梁預(yù)防性養(yǎng)護(hù)管理與技術(shù)兩個(gè)層面進(jìn)行深入的研究，最后結(jié)合隨岳高速公路橋梁養(yǎng)護(hù)實(shí)際，提出了高速公路混凝土橋梁養(yǎng)護(hù)對策，即充分認(rèn)識到橋梁預(yù)防性養(yǎng)護(hù)的重要性、牢固樹立預(yù)防性養(yǎng)護(hù)的理念、從養(yǎng)護(hù)政策、制度、管理模式和技術(shù)等方面落實(shí)橋梁預(yù)防性養(yǎng)護(hù)。

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Research on prevention maintenance of concrete bridges on expressways

WANG Yi QU Zhi

(Suizhou-YueyangExpresswayAdministrativeDivision,HubeiTransportDepartment,Wuhan430050,China)

From the analysis of common diseases of expressway concrete bridges, the paper indicates the importance of the bridge prevention maintenance, undertakes the deep research from the prevention maintenance management and technique of concrete bridges, and points out the maintenance strategies for the expressway concrete bridges by combining with the bridge maintenance of Suizhou-Yueyang expressway.

expressway, concrete bridge, diseases, prevention maintenance

2014-07-10

王 奕(1981- )，男，助理工程師； 曲 直(1984- )，男，助理工程師

1009-6825(2014)27-0181-02

U445.7

A