山区高速公路桥梁早期病害统计分析及养护建议

朱登武

（安徽皖通高速公路股份有限公司高界管理处）

0 引言

根据交通运输部2018年交通运输行业发展统计公报，截至2018年末全国公路桥梁85.15 万座、5568.59 万米。桥梁作为公路的重要组成部分，对于公路的正常通行和安全具有重要意义。因此了解桥梁早期病害对于桥梁养护工作具有十分重要的意义。

1 项目概况

本文以安徽省某条山区高速公路桥梁定期检测结果为基础数据，分析桥梁早期病害类型及特征，为山区高速公路桥梁养护提供决策依据。

本次定期检测的桥梁共计53 座，均为预应力混凝土T 梁桥，单跨跨径为20～40m，采用毛肋式伸缩缝，桥面铺装为沥青混凝土，桥梁支座为盆式支座，外侧护栏为水泥混凝土护栏，内侧护栏兼有波形梁护栏和水泥混凝土护栏两种。

2 病害特征及产生原因

2.1 病害整体情况

此次桥梁定检结果中，桥梁各部位部件中无评定等级为5 类的部件[1]，部件评定等级多集中于1～3 类，仅少数桥梁伸缩缝装置及排水系统评定等级为4 类。在组成桥梁的13 种部件中，评定等级为3 类及4 类占所有桥梁比例之和在20%以上的部件共有5 种，其中桥面系占4 种，分别为桥面铺装、伸缩缝装置、护栏、排水系统；上部结构占1 种，为桥梁支座。

2.2 桥面系病害

2.2.1 桥面铺装

桥面沥青混凝土路面铺装出现的病害包括渗水、泛油、破损和露骨，出现上述病害的地方共计49 处，其中渗水20 处、泛油19 处、破损7 处、露骨3 处。各类病害主要集中分布在伸缩缝附近，共计35 处，占病害总数的77.8%。病害集中分布在伸缩缝附近，是因为伸缩缝是桥梁排水的薄弱环节，若积水未能及时清除，高速行驶的车辆带动积水对沥青混凝土桥面铺装形成持久的冲刷作用，导致靠近伸缩缝的沥青混凝土路面出现上述病害[2]。

2.2.2 伸缩缝装置

本次桥梁定检的伸缩缝共计164 处，出现的病害包括锚固区混凝土纵向裂缝、堵塞，其中纵向裂缝共计150 处、堵塞共计51 处。出现裂缝的原因是锚固区混凝土承受反复的车辆冲击荷载作用，导致锚固区混凝土受损[3]。

2.2.3 桥梁护栏

桥梁混凝土护栏出现的病害主要为裂缝、破损及锈胀露筋。裂缝类病害主要表现为表面竖向裂缝、竖向贯通裂缝、网状裂缝。从此次定期检测的结果来看，有50 座桥梁的混凝土护栏均出现了上述病害，占被检测桥梁总数的94.3%。其中，16 座桥梁混凝土护栏出现了顶部开裂和竖向贯通裂缝，30 座桥梁混凝土护栏出现了表面竖向裂缝，3 座桥梁混凝土护栏出现了破损，1 座桥梁混凝土护栏出现了网状裂缝，2 座桥梁混凝土护栏出现了锈胀露筋。从病害在桥梁的分布范围来看，裂缝类病害多分布在混凝土护栏全长范围内，其他类型病害多分布在桥梁局部范围内。

桥梁护栏直接暴露于阳光、雨水、风等自然环境因素作用下，且未对桥梁混凝土护栏进行必要的养护，导致混凝土性能劣化，从到导致上述病害的发生[4]。

2.2.4 排水系统

桥面排水系统主要为桥面泄水孔，泄水孔采用铸铁泄水管，出现的病害主要为泄水孔篦子缺失、泄水孔堵塞。约有41.5%的桥梁泄水孔出现了堵塞病害，有45.3%桥梁泄水孔出现了篦子缺失病害。

2.3 梁体病害

梁体病害主要表现为裂缝和破损两类病害。从病害分布数量上来件，湿接缝出现的病害数量最多，共计662 处，且横向裂缝发育最为严重，占病害数量的88.52%；底板出现的病害数量最少，共计37 处，以纵向裂缝为主，占病害数量的91.89%；横隔板、腹板出现的病害数量较少，分别为80 处和72 处，且都以破损为主要病害，分别占病害数量的76.25%和52.78%；翼缘板板出现的病害数量较多，共计141 处，以横向裂缝为主，占病害数量的43.26%。因梁体湿接缝为现场浇筑，且浇筑时间较梁体滞后，导致两者的混凝土收缩徐变不一致，从而发育了大量的横向裂缝。

2.4 桥梁支座

桥梁支座是传递桥梁结构荷载的重要传力构件，支座状态的好坏对于桥梁的安全运营具有重要意义。从本次定检结果来看，桥梁支座出现的病害包括钢盆锈蚀、盆底脱空、支座垫石破损、支座剪切变形。各类病害出现的次数较少，出现最多的病害为钢盆锈蚀，共计5 座桥梁出现了此类病害，其他类型病害仅在1～2座桥梁上出现。

2.5 锥坡、护坡

锥坡、护坡出现的主要病害为植被生长、砌块开裂、脱空。因桥梁地处山区，植物生长繁茂，当植物根系或种子进入锥（护）坡范围内时，加之山区丰沛的降雨，导致植物生长迅速，若不及时清理植物幼株，将很快导致锥（护）坡出现开裂，降雨顺裂缝进入锥（护）坡内部，导致其内部填料被带走，砌块随之出现脱空、沉陷等病害。

3 养护建议

3.1 加强桥梁排水系统的养护工作

桥梁排水系统若不能正常工作，将增加地表水在桥面铺装层的停留时间，未及时排除的水流，会穿过桥面铺装层进入梁体，腐蚀桥梁砼结构钢筋，为砼结构发生碱集料反应提供潮湿的环境条件，降低砼结构的耐久性，影响桥梁结构安全。因此，运营单位在日常养护工作中，要重视桥梁泄水孔等排水结构的日常养护，及时疏通堵塞的桥面泄水孔，在雨季应加大检查频率，确保桥面水流能及时排除。

3.2 重视桥梁伸缩缝的日常养护

桥梁伸缩缝是桥梁梁端的薄弱环节，直接承受车辆荷载的反复作用和各种自然因素的作用。伸缩缝出现堵塞等病害时，在夏季高温状态下，伸缩缝不能自由胀缩，导致桥梁相邻梁体之间产生较大的推力，使得梁体结构发生破坏。在雨季时，一是会导致桥面积水不能及时排除，在重复的车辆行车荷载作用下，会导致桥面沥青砼铺结构出现破损、露骨、泛油等病害；二是会导致位于伸缩缝下方的桥梁支座出现锈蚀等病害，降低桥梁支座的使用寿命。因此，应高度重视桥梁伸缩缝的养护工作，及时清理伸缩缝内的泥沙等堵塞物，保证伸缩缝的正常使用功能。对位于长大纵坡路段的伸缩缝，在雨季时因水流携带较多的泥沙等物质，在短时间内会很快使得伸缩缝发生堵塞，因此应特别关注。

3.3 要及时修补桥梁梁体结构的破损和裂缝

位于山区的高速公路，因夏季山区植物蒸腾作用剧烈及降水量大等原因，空气中的含水量较大，砼结构的破损部位和微小裂缝会成为水汽得以进入砼结构内部的通道，导致砼钢筋出现锈蚀，从而减小钢筋的受力面积。钢筋锈蚀后，其锈蚀产物体积增大，会对包裹其的砼形成较大的内应力，导致砼结构出现破坏。为避免出现上述的恶性循环，在桥梁梁体结构出现砼破损和裂缝等病害时，应及时进行修补，封闭水汽进入砼内部的通道，延长砼结构的使用寿命。

3.4 重视桥梁混凝土护栏的养护

桥梁混凝土护栏是桥梁上部的维护结构，具有防止车辆冲出桥梁的作用，保护车辆及驾驶人员的安全。为延长桥梁混凝土护栏的使用寿命，应采取措施减少阳光、雨水、风等自然环境因素对其的腐蚀作用，如在桥梁混凝土护栏表面增加一层保护层，主要改善其防腐、防渗性能，对护栏混凝土起保护作用。

4 结论

本文通过对山区高速公路桥梁桥梁病害发生位置、数量、原因等的分析，结合山区自然条件特点，提出在山区高速公路桥梁运营阶段，应及时加强桥梁排水系统的养护工作、重视桥梁伸缩缝结构的日常养护、及时修补桥梁梁体结构的破损和裂缝、重视桥梁混凝土护栏的养护。