论文部分内容阅读
[摘 要]高速公路是我国交通体系的重要构成部分，也是当前我国的交通体系中发展较快的一种交通类型。随着高速公路服役周期的延长，公路桥梁容易发生各种病害，影响高速公路的正常使用。文章针对高速公路桥梁运营中出现的各种问题进行研究，按照问题的类型提出了不同的养护维修解决策略，以及对我国高速公路的建设完善和交通网络的健康发展帶来帮助。
[关键词]高速公路桥梁；常见病害；原因；养护维修
中图分类号：TP161 文献标识码：A 文章编号：1009-914X（2018）38-0121-01
前言
我国的高速公路网密度大，桥梁数量众多。受区域环境以及气候条件的双重不利影响，加之近年来交通量的不断增加，车辆超载严重，桥梁运营任务十分繁重。因此非常有必要对高速公路常见典型的病害情况、成因分析、养护维修方法进行分析研究，提高高速公路桥梁质量，延长其使用寿命。
1高速公路桥梁常见病害分析
1.1沥青路面病害及成因
高速公路桥梁的路面在自然因素和载荷的共同影响下，沥青路面常见的病害如裂缝、车辙、沥青剥落等。
（1）裂缝。①纵向裂缝产生的原因有两种：一种是沥青面层分路幅摊铺，未处理好两幅接茬处，由于外界因素作用下逐渐开裂；另一种原因是对路基的压实度不够引起的。②荷载型裂缝产生原因是车辆较大荷载产生的拉应力导致沥青自身的疲劳强度承受不起而断裂。非荷载型产生的原因主要沥青面层的平均温度小于断裂温度，超过抗拉强度，即产生了温缩裂缝。
（2）松散剥落。产生的原因：一种是沥青对矿料的粘附性差，沥青会由于水的作用从矿料的表面层脱落下来；另一原因是沥青混合料在施工过程中加热的温度过高，导致了沥青的老化从而失去了黏性。
1.2地基沉降不均
高速公路桥梁工程中，地基不均匀沉降所造成的结构病害是影响工程质量的一个重要原因，这种问题的出现对路桥结构稳定性造成严重影响，甚至引发后期使用过程中的裂缝等问题，严重的情况下还会造成沉降或坍塌事故。在对这方面进行研究发现，一些施工单位没有按照预期设计的施工技术流程和相关规定严格落实，对施工中存在的沉降问题没有及时发现，从而导致高速公路桥梁质量隐患，为后期的使用运行埋下不安全的种子，降低高速公路桥梁的使用寿命。
1.3支座破坏
因橡胶支座具有结构简单、施工方便等优势，在桥梁中应用十分广泛。但也存在易开裂变形，耐久性较差等弊端。造成支座破坏的原因有很多种，比如：设计不合理造成的选型问题、支座本身质量问题、支座安装不平整问题、施工操作问题等等。
其中，开裂的原因为在动静荷载作用下，实际应力超出支座的抗压极限，产生非弹性形变和开裂。此外，施工中由于垫石和支座结合处没有达到要求，使支座受力不均，导致提前损坏。支座自身质量不合格也会引起开裂。脱空的原因为施工过程中没有在支座的底部加垫厚度适宜的调平钢板，或对主梁进行吊装时不慎对支座造成较大撞击，使其与设计位置发生偏离。支座脱空后会出现梁体不均匀下沉，导致桥面破坏，有可能引发严重交通事故。垫板锈蚀的原因为垫板外表面保护层或防锈层脱落、破坏，钢板直接裸露于空气中发生腐蚀，钢板腐蚀后体积膨胀，有可能造成其他部位损坏。
2高速公路桥梁病害的养护维修施工技术
2.1沥青路面的养护
（1）冷施工的沥青混合材料
冷施工技术得以实现的载体就是一种能够在常温下进行施工的新型沥青混合材料，道路养护部门对这种沥青混合料进行大力推广，它是一种新型施工材料，是在原来沥青混合制剂上改造而得到的。温度对这种材料的影响很小，它施工的环境可以是常温甚至是低温，它的出现解决了不能在冬天环境下对路面进行修补和养护，这种特性是优于热拌沥青混合的。冷施工沥青混合材料不用再去配比混合形成，因为它已经是一种成品了，并且它的优点还在于十分方便的使用，方法简单，能够迅速及时的对路面进行修补，交通还能正常运行。一方面路面施工的效率和质量都有所提高，公路使用寿命得到了提升；另一方面节约资金，对经济是有一定的益处的。
（2）雾封层
这是一种将乳化后的沥青直接喷洒在路面的一种养护型措施，主要的作用是用来防止水的入侵，封闭细微的裂缝，补充沥青粘接料，稳定松散的混合材料，这种措施适用于那种道路使用年限较长、路面出现老化的沥青混凝土路面、开级配沥青混凝土路面和碎石封层路面。
（3）稀浆封层
由乳化后的沥青、集料、水和一些添加剂，在它们铺筑到路面之前需要将它们按一定的比例进行搅拌，一方面可以对路面的裂缝处理得当；另一方面还可以避免水浸入路面层，以此让路面的抗性得到提升。
2.2更换支座
桥梁支座病害严重，需及时更换，而且还需增设垫石对桥梁标高进行调整。本工程桥梁支座更换采用同步液压顶升技术，辅以PLC控制。支座更换工艺流程为：现场搭设脚手架→清理盖梁表面→标定安防位置→明确钢板厚度→设置千斤顶→顶升→更换支座→监督控制位移和压力→钢板厚度调整→落顶→完成支座更换。
（1）桥台顶升。由于盖梁和梁底之间的空隙相对较小，无法使用顶升法，所以应采取以下措施进行处理：①在盖梁放置千斤顶的位置进行凿除，确保有充足空间用于放置千斤顶。但若凿除有可能造成钢筋骨架直接裸露时，不得采用这一方法。②针对以上无法采用凿除法创造顶升空间的，可在盖梁进行植筋，设置牛腿，将牛腿作为操作台支撑进行施工。
（2）千斤顶放置后，对控制系统及安装质量进行检查；确认无误之后进行试顶，其压力为设计值的1.05倍，通过试顶确认系统的运行情况。根据试顶结果对系统进行调整后，即可进行正式顶升，根据支座更换要求确定顶升的高度。
（3）如果顶升高度不足，无法进行支座更换，则需在相邻墩台上再放置一个千斤顶，并采用内插法对顶升高度进行控制。期间注意两端顶升高度的一致性，以免造成开裂。
2.3桥梁加固处理技术
（1）锚喷加固技术
锚喷加固技术在近几年得到快速发展，其在公路桥梁中的应用也越来越多。在具体的施工操作中锚喷加固主要用于支护岩体桥梁结构及加固工程中，通过钢筋网的铺设，采取喷射锚杆的方式达到加固效果。在具体的施工中，将相应分量的速凝剂加入施工材料里，提高材料的凝结效果，从而保证桥面强度能够满足使用要求，这项技术的应用可以在很大程度上保障施工质量。另外，在使用锚喷加固的时候，还可以结合混凝土浇筑施工，减少公路桥梁加固的施工程序，让桥梁加固更加简单有效，切实提高施工效率与施工质量。
（2）增大截面和配筋加固
当桥梁出现较为严重的结构病害，如结构的稳定性、刚度、强度等性能不能满足使用要求时，通常会采取增大构件截面面积、提高配筋率的加固方法提高结构安全，这种方法较多的应用于桥梁底面或者侧面部位，通过增大截面和配筋加固的方法提升桥梁的抗弯强度及有效高度，促进公路桥梁承载力的提高，这种方法的应用成本低、见效快，不影响正常的交通效果。
3结束语
综上所述，高速公路发生的桥梁病害是很常见的现象，为了不使这种情况进一步恶化，就要将桥梁使用过程出现问题的阶段进行详细分析，定期进行维修养护。对这些病害的原因进行详细分析是优化桥梁质量的关键。另一方面，为了延长桥梁的使用寿命，还要定期对桥梁进行质量检测工作，只有这样在交通流量如此大的环境下才能够降低交通事故的发生概率。
参考文献
[1]戎万仁.高速公路桥梁病害分析及防治研究[J].中国标准化，2017（06）：210+212.
[2]杨睿.高速公路桥梁常见病害分析及维修养护对策[J].建筑知识，2017，37（10）：148-149.
[3]李幼兰.高速公路桥梁常见病害及防治手段分析[J].黑龙江交通科技，2017，40（08）：148-149.
[关键词]高速公路桥梁；常见病害；原因；养护维修
中图分类号：TP161 文献标识码：A 文章编号：1009-914X（2018）38-0121-01
前言
我国的高速公路网密度大，桥梁数量众多。受区域环境以及气候条件的双重不利影响，加之近年来交通量的不断增加，车辆超载严重，桥梁运营任务十分繁重。因此非常有必要对高速公路常见典型的病害情况、成因分析、养护维修方法进行分析研究，提高高速公路桥梁质量，延长其使用寿命。
1高速公路桥梁常见病害分析
1.1沥青路面病害及成因
高速公路桥梁的路面在自然因素和载荷的共同影响下，沥青路面常见的病害如裂缝、车辙、沥青剥落等。
（1）裂缝。①纵向裂缝产生的原因有两种：一种是沥青面层分路幅摊铺，未处理好两幅接茬处，由于外界因素作用下逐渐开裂；另一种原因是对路基的压实度不够引起的。②荷载型裂缝产生原因是车辆较大荷载产生的拉应力导致沥青自身的疲劳强度承受不起而断裂。非荷载型产生的原因主要沥青面层的平均温度小于断裂温度，超过抗拉强度，即产生了温缩裂缝。
（2）松散剥落。产生的原因：一种是沥青对矿料的粘附性差，沥青会由于水的作用从矿料的表面层脱落下来；另一原因是沥青混合料在施工过程中加热的温度过高，导致了沥青的老化从而失去了黏性。
1.2地基沉降不均
高速公路桥梁工程中，地基不均匀沉降所造成的结构病害是影响工程质量的一个重要原因，这种问题的出现对路桥结构稳定性造成严重影响，甚至引发后期使用过程中的裂缝等问题，严重的情况下还会造成沉降或坍塌事故。在对这方面进行研究发现，一些施工单位没有按照预期设计的施工技术流程和相关规定严格落实，对施工中存在的沉降问题没有及时发现，从而导致高速公路桥梁质量隐患，为后期的使用运行埋下不安全的种子，降低高速公路桥梁的使用寿命。
1.3支座破坏
因橡胶支座具有结构简单、施工方便等优势，在桥梁中应用十分广泛。但也存在易开裂变形，耐久性较差等弊端。造成支座破坏的原因有很多种，比如：设计不合理造成的选型问题、支座本身质量问题、支座安装不平整问题、施工操作问题等等。
其中，开裂的原因为在动静荷载作用下，实际应力超出支座的抗压极限，产生非弹性形变和开裂。此外，施工中由于垫石和支座结合处没有达到要求，使支座受力不均，导致提前损坏。支座自身质量不合格也会引起开裂。脱空的原因为施工过程中没有在支座的底部加垫厚度适宜的调平钢板，或对主梁进行吊装时不慎对支座造成较大撞击，使其与设计位置发生偏离。支座脱空后会出现梁体不均匀下沉，导致桥面破坏，有可能引发严重交通事故。垫板锈蚀的原因为垫板外表面保护层或防锈层脱落、破坏，钢板直接裸露于空气中发生腐蚀，钢板腐蚀后体积膨胀，有可能造成其他部位损坏。
2高速公路桥梁病害的养护维修施工技术
2.1沥青路面的养护
（1）冷施工的沥青混合材料
冷施工技术得以实现的载体就是一种能够在常温下进行施工的新型沥青混合材料，道路养护部门对这种沥青混合料进行大力推广，它是一种新型施工材料，是在原来沥青混合制剂上改造而得到的。温度对这种材料的影响很小，它施工的环境可以是常温甚至是低温，它的出现解决了不能在冬天环境下对路面进行修补和养护，这种特性是优于热拌沥青混合的。冷施工沥青混合材料不用再去配比混合形成，因为它已经是一种成品了，并且它的优点还在于十分方便的使用，方法简单，能够迅速及时的对路面进行修补，交通还能正常运行。一方面路面施工的效率和质量都有所提高，公路使用寿命得到了提升；另一方面节约资金，对经济是有一定的益处的。
（2）雾封层
这是一种将乳化后的沥青直接喷洒在路面的一种养护型措施，主要的作用是用来防止水的入侵，封闭细微的裂缝，补充沥青粘接料，稳定松散的混合材料，这种措施适用于那种道路使用年限较长、路面出现老化的沥青混凝土路面、开级配沥青混凝土路面和碎石封层路面。
（3）稀浆封层
由乳化后的沥青、集料、水和一些添加剂，在它们铺筑到路面之前需要将它们按一定的比例进行搅拌，一方面可以对路面的裂缝处理得当；另一方面还可以避免水浸入路面层，以此让路面的抗性得到提升。
2.2更换支座
桥梁支座病害严重，需及时更换，而且还需增设垫石对桥梁标高进行调整。本工程桥梁支座更换采用同步液压顶升技术，辅以PLC控制。支座更换工艺流程为：现场搭设脚手架→清理盖梁表面→标定安防位置→明确钢板厚度→设置千斤顶→顶升→更换支座→监督控制位移和压力→钢板厚度调整→落顶→完成支座更换。
（1）桥台顶升。由于盖梁和梁底之间的空隙相对较小，无法使用顶升法，所以应采取以下措施进行处理：①在盖梁放置千斤顶的位置进行凿除，确保有充足空间用于放置千斤顶。但若凿除有可能造成钢筋骨架直接裸露时，不得采用这一方法。②针对以上无法采用凿除法创造顶升空间的，可在盖梁进行植筋，设置牛腿，将牛腿作为操作台支撑进行施工。
（2）千斤顶放置后，对控制系统及安装质量进行检查；确认无误之后进行试顶，其压力为设计值的1.05倍，通过试顶确认系统的运行情况。根据试顶结果对系统进行调整后，即可进行正式顶升，根据支座更换要求确定顶升的高度。
（3）如果顶升高度不足，无法进行支座更换，则需在相邻墩台上再放置一个千斤顶，并采用内插法对顶升高度进行控制。期间注意两端顶升高度的一致性，以免造成开裂。
2.3桥梁加固处理技术
（1）锚喷加固技术
锚喷加固技术在近几年得到快速发展，其在公路桥梁中的应用也越来越多。在具体的施工操作中锚喷加固主要用于支护岩体桥梁结构及加固工程中，通过钢筋网的铺设，采取喷射锚杆的方式达到加固效果。在具体的施工中，将相应分量的速凝剂加入施工材料里，提高材料的凝结效果，从而保证桥面强度能够满足使用要求，这项技术的应用可以在很大程度上保障施工质量。另外，在使用锚喷加固的时候，还可以结合混凝土浇筑施工，减少公路桥梁加固的施工程序，让桥梁加固更加简单有效，切实提高施工效率与施工质量。
（2）增大截面和配筋加固
当桥梁出现较为严重的结构病害，如结构的稳定性、刚度、强度等性能不能满足使用要求时，通常会采取增大构件截面面积、提高配筋率的加固方法提高结构安全，这种方法较多的应用于桥梁底面或者侧面部位，通过增大截面和配筋加固的方法提升桥梁的抗弯强度及有效高度，促进公路桥梁承载力的提高，这种方法的应用成本低、见效快，不影响正常的交通效果。
3结束语
综上所述，高速公路发生的桥梁病害是很常见的现象，为了不使这种情况进一步恶化，就要将桥梁使用过程出现问题的阶段进行详细分析，定期进行维修养护。对这些病害的原因进行详细分析是优化桥梁质量的关键。另一方面，为了延长桥梁的使用寿命，还要定期对桥梁进行质量检测工作，只有这样在交通流量如此大的环境下才能够降低交通事故的发生概率。
参考文献
[1]戎万仁.高速公路桥梁病害分析及防治研究[J].中国标准化，2017（06）：210+212.
[2]杨睿.高速公路桥梁常见病害分析及维修养护对策[J].建筑知识，2017，37（10）：148-149.
[3]李幼兰.高速公路桥梁常见病害及防治手段分析[J].黑龙江交通科技，2017，40（08）：148-149.