超載引起的橋梁常見病害
2011-05-25 來(lái)源：網(wǎng)絡(luò)
引言
312國(guó)道滬寧段自2003建成以來(lái)承擔(dān)了大部分貨車交通量。而且超載現(xiàn)象比較嚴(yán)重．因此許多橋涵因超載出現(xiàn)了較嚴(yán)重破損。312國(guó)道滬寧段汽車超載主要有3種情況：其一是早期修建的老橋超齡負(fù)載運(yùn)營(yíng)；其二是橋梁通行的車型或流量超過(guò)原設(shè)計(jì)；其三是車輛違規(guī)超載。，產(chǎn)生前2種情況的主要原因是設(shè)計(jì)荷載的變化和交通量的增加；最后一種情況是原因是車輛使用者違法超載營(yíng)運(yùn)。橋梁的超載會(huì)使橋梁疲勞應(yīng)力幅度加大、損傷加?。踔?xí)霈F(xiàn)一些超載引發(fā)的結(jié)構(gòu)破壞事故。另一方面。由于超載造成的橋梁內(nèi)部損傷不能恢復(fù)。將使得橋梁在正常荷載下的工作狀態(tài)發(fā)生變化．從而可能危害橋梁的安全性和耐久性。
1、重車荷載對(duì)各類橋梁的影響
對(duì)于斜交橋來(lái)說(shuō)，重車對(duì)橋梁的影響略小于同等跨徑的正橋．因?yàn)檐囕v荷載通過(guò)斜橋時(shí)車輛的2排輪胎不能同時(shí)作用于最不利位置，所以與同跨正交橋相比，其截面內(nèi)力略小。對(duì)于單孔跨徑較大的橋。因?yàn)闃蜷L(zhǎng)、跨徑大，在同一或相鄰跨內(nèi)可能同時(shí)上多輛重車，重車的荷載效應(yīng)較大，并且車輛的縱向間距對(duì)內(nèi)力影響也很大。由此可見．在重載交通的路段，大跨橋梁是不適宜的，應(yīng)多采用中、小跨徑的橋梁。對(duì)于中、小跨徑橋梁，隨著跨徑的減小．恒載內(nèi)力所占比例變小，活載內(nèi)力所占比例變大，所以活載增大對(duì)橋梁內(nèi)力的整體影響也變大。換言之，重車在小跨徑橋上的荷載效應(yīng)較大，造成的破壞較嚴(yán)重。另外．因?yàn)闃蛄憾?、跨徑小，縱向僅能上l輛重車，因而縱向車距影響不大，最大活載內(nèi)力的大小由重車的主軸質(zhì)量決定。內(nèi)力最大值所對(duì)應(yīng)的布載情況為超車時(shí)2列重車的重軸同時(shí)布于最不利位置。
2、幾種常見橋梁病害的檢測(cè)與處治
2．1空心板梁的加固與維修
盛新橋位于312國(guó)道無(wú)錫境內(nèi)．樁號(hào)K15l+900．該橋上部結(jié)構(gòu)采用三跨10 m普通鋼筋混凝土空心橋梁．橋臺(tái)采用重力式u形橋臺(tái)，橋墩采用樁柱式橋墩。橋梁位于圓曲線段及超高段。據(jù)現(xiàn)場(chǎng)調(diào)查，該橋中心線與兩側(cè)線路中心線一致，高程平順，超高一致，車輛通過(guò)時(shí)橋頭無(wú)跳車現(xiàn)象；瀝青混凝土橋面鋪裝在中跨常州方向中心線右側(cè)第2塊板出現(xiàn)25 crux25 cm的坑洞，在無(wú)錫方向邊跨中心線左側(cè)第2塊板的兩側(cè)橋面通長(zhǎng)出現(xiàn)裂縫、沉陷現(xiàn)象．沉陷寬度為10～20 cm；鋼筋混凝土空心板梁外觀良好，底部平直無(wú)撓曲，混凝土無(wú)空洞和明顯裂縫；鉸縫寬度不均勻，尤其在橋面鋪裝破壞處，板梁寬度不足造成鉸縫布置過(guò)寬，混凝土有脫落現(xiàn)象；橋墩、灌注樁等外觀良好無(wú)明顯裂縫。
2．1．1病害分析
除橋面鋪裝局部破壞外，該橋其他主要承重結(jié)構(gòu)均能滿足使用要求。由于板梁布置不均勻或板梁的寬度不夠，部分鉸縫寬度過(guò)大。加上鉸縫混凝土強(qiáng)度不足．在超車輛荷載的反復(fù)作用下，鉸縫混凝土逐漸破碎脫落。造成橋面凹陷破壞。
2．1．2處理方案
鏟除坑洞四周15啪范圍內(nèi)的表面瀝青混凝土．裁成矩形凹槽，若底部混凝土橋面有破壞現(xiàn)象．則應(yīng)先鑿除破壞的混凝土，修補(bǔ)好后涂一層黏層油，并填補(bǔ)瀝青混凝土鋪裝；將2條通長(zhǎng)沉陷拓寬10 cm后鏟除表面瀝青混凝土．鑿除破壞橋面及鉸縫混凝土，根據(jù)鉸縫寬度設(shè)置加強(qiáng)鉸縫鋼筋網(wǎng)片，吊模重新澆筑4∥混凝土，再涂一層黏層油，并填補(bǔ)瀝青混凝土鋪裝。
2．2桁架拱橋的加固與維修
后莊橋位于312國(guó)道常州境內(nèi)，樁號(hào)K169+538．5。該橋主孔為一跨40 nl鋼筋混凝土架拱橋．兩側(cè)各設(shè)1個(gè)4 m輔孔。主孔橋臺(tái)為重力式橋臺(tái)。橋臺(tái)基礎(chǔ)為擴(kuò)大基礎(chǔ)。據(jù)現(xiàn)場(chǎng)觀測(cè)調(diào)查，該橋中心線與線路中心線一致，橋頭鋪裝損壞嚴(yán)重，主孔跨中無(wú)明顯下凹現(xiàn)象．橋梁病害主要表現(xiàn)為裂縫，集中在兩側(cè)輔孔及輔孑L與主孔相連處的主孔橋面板上，無(wú)錫方向輔孔南側(cè)的現(xiàn)澆板已明顯有15 cmxl5cm的下凹坑塘，坑塘四周裂縫上下貫穿，橋面破損嚴(yán)重。下部結(jié)構(gòu)橋臺(tái)砌體出現(xiàn)不規(guī)則裂縫。
2．2．1病害分析
主跨伸縮縫附近橋面出現(xiàn)裂縫是由車流量較大、微彎板變形過(guò)大造成的；輔孔現(xiàn)澆板出現(xiàn)跨中大面積破壞是由鋼筋混凝土現(xiàn)澆板施工質(zhì)量不高造成的；橋臺(tái)砌體出現(xiàn)不規(guī)則裂縫可能是由基底不均勻沉降造成的。
2．2．2處理方案
經(jīng)過(guò)分析．針對(duì)病害成因。建議將輔孔現(xiàn)澆板鑿除，對(duì)墻體灌漿處理后重新澆筑臺(tái)帽及橋面板，增設(shè)臺(tái)帽與混凝土路面間的脹縫，重新置換部分微彎板并重新澆筑主孔橋面。，同時(shí)，該橋?yàn)殇摻罨炷凌旒芄皹?，且拱頂、拱腳有發(fā)生位移的跡象。建議設(shè)置觀測(cè)站，對(duì)拱頂下垂、拱腳水平位移進(jìn)行跟蹤觀測(cè)，分析判斷橋梁的結(jié)構(gòu)穩(wěn)定性，并確定相應(yīng)的處治方案：若結(jié)構(gòu)穩(wěn)定、變形完成，不作處理：若結(jié)構(gòu)不穩(wěn)定，變形仍在繼續(xù)，但變形值尚在規(guī)范容許范圍內(nèi)．則臺(tái)后加做阻滑板處理；若結(jié)構(gòu)不穩(wěn)定，變形值已超過(guò)規(guī)范容許范圍，則橋梁應(yīng)徹底改造。
2．3 梁的加固與維修
丁村立交橋建于1993-年，由無(wú)錫市政設(shè)計(jì)院設(shè)計(jì)，橋梁行車道寬10．5 In，總寬11．2 m，路面雙向橫坡1．5％，設(shè)橫向半徑為350 m的圓弧，橋長(zhǎng)300 nl，為15孔低高度后張法寬腹T梁。據(jù)現(xiàn)場(chǎng)調(diào)查，主橋T梁鋪裝層破損變形，翼板破碎，甚至局部擊穿，橫向連接鋼板開焊脫離，梁體撓度較大。
2．3．1病害分析
在超載車等荷載反復(fù)沖擊下，梁體鋪裝層破損嚴(yán)重，翼板碎裂、鋼筋外露，局部混凝土已被擊穿，橋面連接鋼板及橫隔連接鋼板焊接已脫離，橫向無(wú)法整體受力，梁體撓度加大。但考慮該橋仍然維持交通，遠(yuǎn)期要進(jìn)行大規(guī)模改造．因此搶修、加固方案要滿足目前交通需求。
2．3．2處理方案
對(duì)橋梁病害要做到及時(shí)發(fā)現(xiàn)、及時(shí)處理。必須配備必要的檢查人員，且這些人員中的一部分．應(yīng)當(dāng)具有橋梁專業(yè)知識(shí)、有一定的實(shí)踐經(jīng)驗(yàn)，并對(duì)管轄范圍的橋梁的病害歷史有所了解和記憶。2004年《公路橋涵養(yǎng)護(hù)技術(shù)規(guī)范》規(guī)定。定期檢杳最長(zhǎng)不得超過(guò)3年．根據(jù)客觀實(shí)際的需要．一般定期全面檢查應(yīng)該每年1次；特殊檢查應(yīng)視實(shí)際需要而定，而且應(yīng)該委托有相應(yīng)能力的單位來(lái)承擔(dān)。在檢查的基礎(chǔ)上，分析病害，摸清維修、中修、大修工作量，再分輕 重緩急去安排維修或大、中修工作計(jì)劃與資金，將各種病害扼殺在萌芽中，減小超載車對(duì)橋梁的破壞。
3、超載橋梁耐久性影響的控制與預(yù)防
3．1橋梁設(shè)計(jì)
在橋梁設(shè)計(jì)中明確提出使用年限的要求，進(jìn)行專門的耐久性設(shè)計(jì)；應(yīng)該在結(jié)構(gòu)體系、構(gòu)造、材料、維護(hù)、耐久性的設(shè)計(jì)到施工的全過(guò)程中加強(qiáng)和保證結(jié)構(gòu)的安全性。作為工程設(shè)計(jì)人員應(yīng)對(duì)其設(shè)計(jì)的橋梁遠(yuǎn)景交通流量和組成有一定前瞻性．充分考慮到現(xiàn)階段的施工和管理水平以及材料工藝水平，采用適當(dāng)?shù)陌踩?、設(shè)計(jì)方法來(lái)保證橋梁的使用性能，才是更為主動(dòng)和有效的方法。
3．2加強(qiáng)控制施工質(zhì)量
對(duì)于短期內(nèi)發(fā)生的諸如突然破壞與倒塌．多是由于施工質(zhì)量沒有達(dá)到規(guī)范和設(shè)計(jì)要求．典型的問題包括材料強(qiáng)度不足和施工工藝不合格等：也有個(gè)別橋梁存在諸如偷工減料、以次充好等嚴(yán)重的管理問題．更是對(duì)橋梁安全造成致命的損害。而大量的橋梁在遠(yuǎn)沒有達(dá)到預(yù)期使用壽命時(shí)出現(xiàn)了影響正常使用的病害與劣化．特別是一些橋梁在只使用了幾年、甚至剛建成不久就出現(xiàn)嚴(yán)重的耐久性不足的問題。這也與施工質(zhì)量低下有重要關(guān)系。典型的問題包括鋼筋保護(hù)層不足及目前廣泛存在于施工現(xiàn)場(chǎng)的嚴(yán)重的構(gòu)件開裂問題。這些施工上的缺陷雖然在短期內(nèi)不會(huì)對(duì)橋梁的正常使用產(chǎn)生明顯的影響．但卻會(huì)對(duì)結(jié)構(gòu)的長(zhǎng)期耐久性產(chǎn)生非常不利的危害。
3．3 加強(qiáng)橋梁的養(yǎng)護(hù)管理
3．3．1高度重視橋梁的巡查
對(duì)橋梁病害要做到及時(shí)發(fā)現(xiàn)、及時(shí)處理。必須配備必要的檢查人員，且這些人員中的一部分．應(yīng)當(dāng)具有橋梁專業(yè)知識(shí)、有一定的實(shí)踐經(jīng)驗(yàn)，并對(duì)管轄范圍的橋梁的病害歷史有所了解和記憶。2004年《公路橋涵養(yǎng)護(hù)技術(shù)規(guī)范》規(guī)定。定期檢杳最長(zhǎng)不得超過(guò)3年．根據(jù)客觀實(shí)際的需要．一般定期全面檢查應(yīng)該每年1次；特殊檢查應(yīng)視實(shí)際需要而定，而且應(yīng)該委托有相應(yīng)能力的單位來(lái)承擔(dān)。在檢查的基礎(chǔ)上，分析病害，摸清維修、中修、大修工作量，再分輕重緩急去安排維修或大、中修工作計(jì)劃與資金，將各種病害扼殺在萌芽中，減小超載車對(duì)橋梁的破壞。
3．3．2加強(qiáng)重載交通下橋梁的運(yùn)營(yíng)管理
對(duì)于超載嚴(yán)重的車輛必須限制通行，以保證橋梁的安全。在收費(fèi)公路上，可以按車重收費(fèi)，提高重車的收費(fèi)標(biāo)準(zhǔn)。讓超載運(yùn)輸不再有利可圖，促使車主自覺減少汽車的載重量。對(duì)于大跨橋梁，要限制車輛通行的縱向間距，嚴(yán)格禁止車輛在長(zhǎng)大橋上停留，以減小橋跨上布置的車輛荷載數(shù)目。不允許車況較差的重車上橋，防止因事故在橋上拋錨。堵車發(fā)生時(shí)要派專人看管、疏導(dǎo)，任何橋上停滿80 t以上的重車。其后果都是不堪設(shè)想的。還應(yīng)該限制橋上重車超車。使橫向只有一列車通過(guò)。車速也不宜過(guò)高。以減小車輛的沖擊力和制動(dòng)力。
4、結(jié)語(yǔ)
大量超限運(yùn)輸車輛在公路上行駛，致使公路橋梁嚴(yán)重?fù)p壞。人為地縮短了其使用年限。因此汽車超載造成的橋梁損壞不僅與設(shè)計(jì)、施工等橋梁形成前的環(huán)節(jié)有關(guān)，而且與橋梁建成后的使用、養(yǎng)護(hù)和管理聯(lián)系緊密。要杜絕汽車造成橋梁損壞。延長(zhǎng)橋梁的使用周期，提高投資效益，需要設(shè)計(jì)、施工、養(yǎng)護(hù)、管理等各方主體各負(fù)其責(zé)，分頭把關(guān)．按照行業(yè)規(guī)范標(biāo)準(zhǔn)，結(jié)合工程實(shí)際，嚴(yán)格履行各自職能。對(duì)于重載運(yùn)輸，在嚴(yán)令禁止超載的同時(shí)，還應(yīng)該從技術(shù)上采取有效的措施，提高橋梁承載能力，適應(yīng)車輛荷載增長(zhǎng)的變化．以保證公路運(yùn)輸?shù)陌踩?、暢通?br />
