吳榮桂 孫希來北京新橋技術(shù)發(fā)展有限公司

　　摘 要：以西南地區(qū)部分高速公路橋梁為研究對(duì)象，按結(jié)構(gòu)形式和部位進(jìn)行典型病害類型和數(shù)量統(tǒng)計(jì)，結(jié)果表明所選高速公路中梁式橋以貴州地區(qū)數(shù)量為最多，占比55%，其中混凝土T梁結(jié)構(gòu)占比42%，并以梁式橋的14000條病害總數(shù)進(jìn)行統(tǒng)計(jì)和病害成因分析。該研究可為其它地區(qū)同類型橋梁的檢測(cè)和養(yǎng)護(hù)提供參考依據(jù)，也對(duì)預(yù)防橋梁病害的進(jìn)一步發(fā)展有指導(dǎo)意義。

　　關(guān)鍵詞：西南地區(qū);橋梁;病害類型;統(tǒng)計(jì)分析;成因分析;

　　近年來，隨著我國(guó)橋梁數(shù)量不斷增多，橋梁工程領(lǐng)域已逐步邁入以“養(yǎng)護(hù)為主，新建為輔”的后期管養(yǎng)時(shí)代。西南地區(qū)山川河流較多，氣候溫潤(rùn)潮濕，地勢(shì)環(huán)境復(fù)雜，晝夜溫差大，而該地區(qū)基礎(chǔ)設(shè)施的大力發(fā)展致使交通網(wǎng)絡(luò)密布，其地區(qū)單論橋梁數(shù)量在全國(guó)境內(nèi)高居榜首。因此，該地區(qū)橋梁檢測(cè)、養(yǎng)護(hù)、維修等工作任務(wù)日益繁瑣。但是，受專業(yè)養(yǎng)護(hù)工作人員人數(shù)限制及專業(yè)技術(shù)水平等因素的影響，多數(shù)橋梁缺乏有效的管理與維護(hù)，導(dǎo)致公路橋梁結(jié)構(gòu)發(fā)生安全事故的風(fēng)險(xiǎn)大大提高。

　　選取某檢測(cè)系統(tǒng)中西南地區(qū)(主要以云南、貴州、重慶地區(qū)為例)中有代表性的高速公路中的中、小跨徑橋梁近幾年的全部病害數(shù)量作為研究對(duì)象，旨在對(duì)西南地區(qū)高速公路橋梁中的典型病害進(jìn)行統(tǒng)計(jì)和成因分析，然后提出專業(yè)的養(yǎng)護(hù)處治對(duì)策，有助于當(dāng)?shù)毓饭芾砭终鎸?shí)、有效地掌握轄區(qū)橋梁的健康狀況，提前預(yù)防，或者出現(xiàn)病害后能迅速反應(yīng)出維修、加固等養(yǎng)護(hù)處治措施，提高橋梁使用性能;也可提升現(xiàn)場(chǎng)檢測(cè)人員的檢測(cè)工作效率，再次檢查同座橋或相類似橋型時(shí)，重點(diǎn)檢測(cè)是否存在這些典型病害。

　　本文首先對(duì)采集的樣本數(shù)據(jù)按地區(qū)和省份進(jìn)行簡(jiǎn)單橋梁數(shù)量統(tǒng)計(jì)，再對(duì)橋梁的結(jié)構(gòu)類型和數(shù)量進(jìn)行統(tǒng)計(jì)，并做出病害成因分析，進(jìn)而制定出具有針對(duì)性的養(yǎng)護(hù)策略。研究成果對(duì)于公路橋梁運(yùn)營(yíng)期階段的管理與維護(hù)具有一定的指導(dǎo)意義，也對(duì)提高橋梁的壽命周期具有管養(yǎng)效益。

　　1 橋梁結(jié)構(gòu)統(tǒng)計(jì)與分析1.1 地區(qū)橋梁分布統(tǒng)計(jì)

　　根據(jù)檢測(cè)系統(tǒng)錄入的西南地區(qū)5315座常規(guī)橋梁(梁橋和拱橋?yàn)橹?為研究對(duì)象，按省份進(jìn)行橋梁數(shù)量統(tǒng)計(jì)，如圖1所示。通過統(tǒng)計(jì)圖可以得出，在西南地區(qū)有代表性的三個(gè)地區(qū)(云南、貴州、重慶)梁式橋數(shù)量居多，為4523座，占比為85%，拱橋數(shù)量較少。出現(xiàn)這種情況的原因可能是:

　　(1)上世紀(jì)80年代前修建的公路橋梁，受當(dāng)時(shí)經(jīng)濟(jì)、技術(shù)條件的限制，鋼鐵稀缺，石料較多，故拱橋修建多，而如今科技的進(jìn)步和綜合國(guó)力的提升，新的技術(shù)、新的建橋材料促進(jìn)了橋梁發(fā)展，梁式橋大力發(fā)展;

　　(2)在工廠里預(yù)制，在現(xiàn)場(chǎng)拼裝、機(jī)械吊裝等新的施工工藝加速梁橋的標(biāo)準(zhǔn)化;

　　(3)從設(shè)計(jì)、施工以及實(shí)用性的角度考慮，梁式橋運(yùn)用在在高速公路中更為經(jīng)濟(jì)、適用。

　　所以本文選取梁式橋作為研究的重點(diǎn)。

　　圖1 西南地區(qū)3大省份橋梁數(shù)量統(tǒng)計(jì)圖 下載原圖

　　1.2 地區(qū)橋梁分布原因分析

　　根據(jù)本文1.1節(jié)西南三地區(qū)中橋梁數(shù)量的統(tǒng)計(jì)結(jié)果，又重點(diǎn)選取以云南、貴州、重慶三地相聯(lián)的高速公路上的梁式橋?yàn)槔攸c(diǎn)選取杭瑞高速、蘭海高速、都香高速、余安高速、安順環(huán)線、赤望高速、晴興高速、羅望高速等幾條有車流量較大的高速公路，對(duì)其中所有梁式橋按結(jié)構(gòu)類別進(jìn)行統(tǒng)計(jì)，通過統(tǒng)計(jì)結(jié)果可知，高速公路上梁式橋以混凝土T梁橋?yàn)橹?、其次是混凝土空心板、混凝土I形梁、混凝土箱梁和混凝土小箱梁。貴州地區(qū)混凝土T梁的數(shù)量為1375座，相較于西南其他地區(qū)T梁最多，在該地區(qū)占總梁橋比重約是42%。

　　分析其原因:(1)混凝土T梁橋結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單，工藝成熟、支座平穩(wěn)、架設(shè)安裝方便，跨越能力較大;(2)空心板梁橋自重輕，制作工藝成熟，造價(jià)低，安裝也方便。(3)小箱梁橋截面抗扭性強(qiáng)，便于現(xiàn)澆施工，但是制作工藝太復(fù)雜，模板投入比較大，成本造價(jià)就相對(duì)提高。

　　2 梁橋病害成因分析及養(yǎng)護(hù)對(duì)策(1)上部結(jié)構(gòu)

　　在統(tǒng)計(jì)的上部結(jié)構(gòu)中病害類型及次數(shù)中，上部結(jié)構(gòu)中典型病害有:(1)鋼筋銹脹混凝土剝落、掉角;(2)裂縫(包括空心板跨中附近橫向裂縫、T梁端斜向裂縫等);(3)梁底混凝土破損、露筋;(4)梁底混凝土板空洞、孔洞。具體的表現(xiàn)形式如圖2～圖4所示;對(duì)應(yīng)的成因及其養(yǎng)護(hù)對(duì)策如表1所示。

　　圖2.1空心板底鋼筋銹蝕 下載原圖

　　圖2.2空心板跨中附近橫向裂縫 下載原圖

　　圖3 T梁端部腹板斜裂縫 下載原圖

　　圖4 梁底板坑洞 下載原圖

　　(2)下部結(jié)構(gòu)

　　在下部結(jié)構(gòu)中的典型病害與上部結(jié)構(gòu)中的病害類型相似，有鋼筋銹脹、混凝土剝落，空洞、蜂窩麻面等，這里主要分析下部結(jié)構(gòu)中易出現(xiàn)的裂縫如:(1)柱式墩蓋梁豎向裂縫;(2)柱式墩蓋梁斜向裂縫。具體的表現(xiàn)形式如圖5、圖6所示;對(duì)應(yīng)的成因及其養(yǎng)護(hù)對(duì)策如表2所示。

　　表1 病害成因分析及養(yǎng)護(hù)對(duì)策 下載原圖

　　(3)橋面系

　　橋面系的典型病害有:(1)橋面鋪裝坑洞、坑槽(2)橋面鋪裝層縱向裂縫;(3)橋面鋪裝混凝土磨損，集料外露。具體的表現(xiàn)形式如圖7～圖10所示;對(duì)應(yīng)的成因及其養(yǎng)護(hù)對(duì)策如表3所示。

　　本文分部位對(duì)梁式橋的典型病害進(jìn)行簡(jiǎn)要的歸納，分別列出典型病害的照片，同時(shí)給出了相應(yīng)的原因分析和養(yǎng)護(hù)對(duì)策。根據(jù)其病害產(chǎn)生的原因，大概可總結(jié)為有下列幾點(diǎn)因素造成:(1)橋梁設(shè)計(jì)不符合規(guī)范;(2)施工工藝存在不足;(3)養(yǎng)護(hù)力度不夠;(4)所處環(huán)境及外力作用造成。為減少或避免橋梁出現(xiàn)大量病害危機(jī)結(jié)構(gòu)安全和運(yùn)營(yíng)安全的病害，筆者認(rèn)為應(yīng)從上述前三個(gè)方面去改善，以保橋梁的安全運(yùn)營(yíng)。

　　圖5 柱式墩蓋梁豎向裂縫 下載原圖

　　圖6 柱式墩蓋梁斜向裂縫 下載原圖

　　表2 病害成因分析及養(yǎng)護(hù)對(duì)策 下載原圖

　　圖1 0 水泥橋面鋪裝混凝土磨損 下載原圖

　　圖7 橋面鋪裝坑洞 下載原圖

　　圖8 橋面鋪裝層縱向裂縫 下載原圖

　　圖9 瀝青橋面鋪裝混凝土磨損 下載原圖

　　表3 病害成因分析及養(yǎng)護(hù)對(duì)策 下載原圖

　　3 結(jié)論

　　本文主要以西南地區(qū)高速公路梁式橋?yàn)檠芯繉?duì)象，研究過程是先梳理了西南地區(qū)三個(gè)代表性省市的橋梁結(jié)構(gòu)類型，發(fā)現(xiàn)梁式橋居多，接著對(duì)梁式橋中最為常見的橋型按橋梁各個(gè)部位的典型病害進(jìn)行了統(tǒng)計(jì)和成因分析，并給出詳細(xì)的處置建議。

　　通過本文的研究:(1)可以更好的服務(wù)西南地區(qū)公路管養(yǎng)局，以便其管理和掌握橋梁狀況信息;(2)為其他省份高速公路中混凝土橋梁的檢測(cè)和養(yǎng)護(hù)提供一個(gè)參考依據(jù);(3)讓橋梁檢測(cè)人員對(duì)西南地區(qū)高速路上梁式橋典型病害信息提前掌握，提高檢測(cè)效率，并迅速反應(yīng)出合理的養(yǎng)護(hù)建議或方案。

　　參考文獻(xiàn)

　　[1]金輝．公路橋梁典型病害診斷與處治圖解手冊(cè)．北京:人民交通出版社股份有限公司，2015．

　　[2]陳亮，林亞萍，項(xiàng)宏亮．某連續(xù)箱梁病害分析及維修加固．中外公路，2017(5):193-196．

　　[3]黃穎．混凝土板橋病害分析及加固方法研究．西安:長(zhǎng)安大學(xué)，2005．

　　[4]廖衛(wèi)東，王蒂，許漢錚，等．武黃高速公路橋梁病害特征及加固方法分析．武漢理工大學(xué)學(xué)報(bào)，2003．

　　[5]王鑫．中原地區(qū)高速公路橋梁病害分析及對(duì)策．長(zhǎng)安大學(xué)，2012．

　　[6]吳進(jìn)星．高速公路瀝青路面病害診斷與養(yǎng)護(hù)決策研究．重慶:重慶交通大學(xué)，2015．

　　[7]王莉．高速公路橋梁病害分析與山區(qū)橋梁災(zāi)害防治．長(zhǎng)沙:湖南大學(xué)，2010．

　　[8]劉畔．高速公路橋梁結(jié)構(gòu)病害與加固措施．交通世界，2017(11):96-97．

　　[9]任艷霞．鋼板和碳纖維加固混凝土梁抗剪性能研究．天津:河北工業(yè)大學(xué)，2015．

　　[10]尹成斐．重載鐵路小跨度橋梁病害綜合整治加固技術(shù)研究．鐵道標(biāo)準(zhǔn)設(shè)計(jì)，2017．

　　[11]李軍，杜秉旋，李麗．超高性能纖維混凝土加固公路橋梁的分析與評(píng)定．公路工程，2017．

　　[12]吳有松，張銘．組合式預(yù)應(yīng)力混凝土T梁加固設(shè)計(jì)．中外公路，2015．

　　[13]薛來生，孔祥興．混凝土橋梁裂縫分級(jí)的現(xiàn)狀及問題．施工技術(shù)，2015．

　　[14]岳小媚，燕海蛟，李琦．實(shí)心板梁底增設(shè)鋼橫梁加固方法研究．公路交通技術(shù)，2017．

　　[15]楊宏，李琦，劉清春．不中斷交通的CFRP板加固空心板橋梁技術(shù)應(yīng)用．公路交通技術(shù)，2017．

　　[16]付虎威．廣東省粵贛高速公路橋梁獨(dú)柱墩加固關(guān)鍵技術(shù)分析．公路交通技術(shù)，2018.