公路桥梁桥面、桥跨系结构

　　摘要：本文通过对公路桥梁桥面、桥跨系结构进行详细分析，探讨提出了预防公路桥梁桥面、桥跨系结构一些常见病害的有效措施及加固要点，从而改善行车条件，提高桥梁构造物的使用寿命。
　　关键词：公路桥梁桥面、桥跨系结构加固探讨
　　
　　前言
　　桥梁是确保公路畅通的咽喉，其承载能力和通行能力是沟通公路全线的关键，随着经济的快速发展，公路建设突飞猛进，投入营运高等级公路越来越多，但随着车流量的增加和超重车辆的增多，桥梁病害也随之发生，并且时刻危及公路运输及人民生命财产的安全。从桥梁使用情况上看，主要出现的病害有：
　　桥面系结构的损坏（桥面铺装破坏，桥梁伸缩装置损坏，桥头出现跳车现象）；桥跨系结构的损坏；支座老化；翼墙风化，开裂，锥坡、护坡塌陷、损坏；桥墩及基础出现冲刷和不均匀沉降、基础承载力不足等。从我们本地区危桥改造情况看，直接与车辆接触的部位（桥面及桥跨系结构）损坏最为严重，出现问题也较多，下面我着重就公路桥梁桥面系结构、桥跨系结构加固改造中存在的一些问题做进一步的分析和探讨。
　　一、结构损坏情况
　　1、桥面系结构的损坏现象
　　桥面出现拥包、裂缝、波浪、坑槽、露骨、高低不平，桥面铺装损坏，桥头两侧下陷，伸缩装置损坏，桥头出现跳车等。
　　2、桥跨系结构的损坏现象
　　桥跨结构出现主要缺陷有：表层损坏、蜂窝、露筋、锈蚀、裂缝、梁板断裂及下沉等现象。
　　二、成因分析
　　1、桥面系结构
　　（1）结构原因，桥面结构具有特别性，桥面铺装层与一般路面的受力条件、状态均不同，在桥跨的不同位置，荷载作用下的变位差异较大，从而使桥面结构常常处于更为不利的工作状态。（2）设计原因，往往因为设计标准低，从我们本地区所有桥梁损坏情况来看，由于当时条件有限，资金有限，设计标准往往较低，桥面铺装层很薄，有的不足5cm，有的只有3cm，桥面钢筋网中配筋量也很小，钢筋规格也得不到要求，离目前荷载标准要求差之甚远。（3）施工方面的原因，施工质量差，该联结的钢筋，未进行良好的联结，失去整体的承载能力。另一方面，桥面凹凸不平，大多是由于构件沉陷不均引起的，个别构件连接处标高不一致，存在先天性缺陷，从而影响桥面铺装的平整度，不但影响了桥面的美观，而且造成行车不舒适。（4）超重车辆的影响，随着车流量的增加，重载、超重载车辆的增多，超过了桥梁的实际承载能力，从我们本地区的情况看，过往车辆大都是晋煤外运的拉煤车辆，有些运输部门受到经济利益的驱动，最大载重量高达200多吨，造成桥面系结构严重损坏,不但影响了行车的舒适性，而且危及公路桥上车辆和行人的安全，给社会带来不良影响。
　　2、桥跨系结构
　　桥跨系结构是桥梁的主要沉重构件，除直接承受车辆荷载的作用以外，还长期暴露在自然界中。由于结构的特殊性，造成破坏的原因很多。（1）设计方面的原因，随着经济的发展，公路建设标准提高很多，但大多还是利用老的桥涵，原有桥涵设计标准低，梁板的截面尺寸及配筋率均达不到目前的承重和车速、车流量要求，有的梁板还采用非预应力结构，配筋量也很小，过去预制空心板多采用气囊作为内模，施工中气囊容易上浮，从而造成顶板混凝土厚度不够，保护层很薄，致使梁板的抗弯、剪能力都很低，满足不了日趋增加的交通量和承载能力的要求。（2）施工方面的原因，梁板之间未进行结构性联结或者联结很薄弱，致使所有梁板整体承载力降低，当桥面铺装有所损坏后，个别主梁失去连接，并且受到结构性创伤，梁板在车辆经过时振动较大，特别是横向连接破损的梁板，基本上形成单片受力状态，梁板的抗弯、剪能力降低，桥梁整体承载力严重下降。（3）超重车辆的影响，当超重车辆经过时，短时间内主梁荷载效应变化幅度较大，进一步增大了主梁材料的疲劳损伤效应，桥跨系结构处于非常不利状态,对桥梁结构破坏很大。
　　三、桥梁维修、加固措施和方法
　　1、桥面系结构
　　（1）桥面铺装在设计时应满足日趋增加的车辆荷载的要求，桥面铺装层应适当加厚，二级以上公路桥梁水泥混凝土铺装层厚度不小于10cm，沥青混凝土铺装层厚度不小于5cm，同时增加桥面铺装钢筋网中钢筋的截面尺寸和配筋率，建议钢筋使用直径不小于12mm的螺纹钢，间距不大于10cm，建议采用双层钢筋网较好。（2）在施工阶段，应严格按照《公路钢筋混凝土施工规范》的要求进行施工，注意钢筋搭接牢固和混凝土振捣密实，同时控制好桥面铺装的平整度。（3）在以后养护工作中始终时应做到，桥面：经常清扫，排除积水，清除泥土、杂物，始终保持桥面平整、清洁，桥面出现表面碎裂或脱皮现象时，应将损坏部分及时凿除，及时修复，损坏较大者，应将原铺装层整跨凿除，重铺新的铺装层。伸缩装置：应经常清除缝内积土、垃圾等杂物，当伸缩缝出现老化、开裂、断裂，变形严重，伸缩失效时应及时更换，更换伸缩装置时应选型合理，以满足桥跨结构层要求，安装应牢固，平整。桥头搭板落空、断裂引起桥路连接不顺适，出现桥头跳车时，应及时维修处理。排水系统：桥面泄水管如有堵塞应及时疏通，保持畅通，桥面应始终保持1.5%的横坡，以利桥面良好的排水。
　　2、桥跨系结构
　　（1）在进行主梁承载能力设计时，应根据情况适当提高安全等级，二级以上干线公路且重载较多时，桥涵设计宜采用公路-Ⅰ级汽车荷载，在设计文件中，对桥梁工程质量的结构设计、材料性能和耐久性，特别是针对桥梁特殊施工工艺和特别部位的处理措施，必须提出相应的、具体的要求，做出明确的设计规定标准和规格。从而有效地指导桥梁的施工。（2）在施工阶段应严格按照设计及施工规范要求的施工工艺进行施工，混凝土达到的强度只能比设计标准高，不能比设计要求低，同时加强主梁之间钢筋的横向联结，该焊接的钢筋一定要焊接牢固，提高桥梁整体的抗弯、抗剪能力。同时在施工时，要控制和调整好各构件连接处的标高，使其顶面具有相同的标高，这一点非常重要，是确保桥面铺装层平整度的关键，也是确保桥面美观的关键。（3）在养护阶段应随时清除表面污垢，对梁板上出现混凝土的空洞、蜂窝、麻面、表面风化、剥落等应先将松散部分清除，再用高强度混凝土，水泥砂浆或其他材料修补，新补的混凝土要密实，与原结构结合牢固，注意养生；钢筋混凝土裂缝处理方法：当裂缝宽度在限值范围内，可用用环养树脂胶作封闭处理；当裂缝宽度大于现值时，可采用压力灌浆法处理；当裂缝严重时应加强观察，查明原因，必要时，对桥梁进行一次特殊检查，根据具体情况采取科学的加固措施。（4）在桥跨系结构承载能力不足，进行加固时，可采用粘贴钢板、增加横隔板及粘贴碳纤维等方法加固，该方法不需破坏原结构物，也几乎不增大原结构的尺寸,而且施工快捷方便,对环境的干扰也少,加固时钢板和原结构必须可靠连接，以提高桥梁整体刚度和承载能力，调整荷载横向分布，使得整个桥梁始终处于良好的工作状态。
　　综上所述，公路桥梁桥面及桥跨系结构存在问题很多，从建成到使用，牵涉到设计、施工、运营管理等各个方面。由上述可知，设计疏漏、施工低劣、养护不到位，均可能使出现桥梁桥面和桥跨系结构的损坏现象。因此，严格按照国家有关部门有关技术规范、规定、技术标准要求，进行严格的设计、精心的施工，是保证桥梁结构安全耐用的前提和基础。在运营管理过程中，在养护管理过程中，要严格按照《公路桥梁养护技术规范》要求对桥梁进行经常性检查和定期检查，必要时要认真进行特殊检查，进一步加强巡查和管理，及时发现和处理问题，只有这样才能消除一些常见病害，防止、减缓特殊病害的发生。同时要加大路政方面的管理力度，坚决抵制重载、超重载车辆，对通过桥梁的车辆进行限载、限速，从而降低对桥梁结构的一次性破坏程度，提高桥梁等构造物的使用寿命。
　　
　　结语
　　对桥面和桥跨系结构的损坏现象成因，大家都有很多见解，我自己认为设计部门、施工部门和养护部门尽力协调，认真研究出现病害的原因，针对不同原因，提出行之有效的方案，并且按照方案要求，加以整改和落实，积极探索成功的办法和经验，并且加以推广，才能有效地避免公路桥梁一些病害的产生和发展，有效地改善行车条件，确保公路咽喉部位--桥梁的安全、舒适、畅通，为社会提供可靠的行车环