高速公路桥梁典型病害及建管养对策研究

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  【摘 要】现阶段,我国经济实力逐渐壮大,对公路桥梁建设的投入也越来越多。随着我国逐渐成为高速公路桥梁大国,桥梁质量问题也受到更多的重视,桥梁病害随着车辆的增多也暴露出来。桥梁在建设和使用过程中,如果方法不当,则会使桥梁结构发生变化,缩短桥梁的使用寿命,严重会引起重大桥梁坍塌事故的发生。
  本文主要介绍了国内外桥梁行业研究现状、我国桥梁主要有哪些病害,对这些病害的产生分析了原因,并给出了相关的对策。
  【关键词】桥梁病害;建管养;原因;对策
  我国政府目前就高速公路桥梁设施建设的投入逐年上升,桥梁行业发展飞快,但还存在着一些问题,某些桥梁修建时间较早,已经不能满足现今发达的运输行业的需求,出现了桥梁病害问题。
  1 国内外桥梁行业研究现状
  我国是桥梁大国,已经建立了成熟的运输网络系统,如果对发生病害的桥梁进行重建,不仅会影响到整个运输行业的发展,而且要投入很多的资金,更多的人员,会对我国社会经济发展产生不利的影响。所以,桥梁的建管养工作已经成为全世界研究的重要问题。
  国外,同样十分重视关于桥梁病害的研究,一些发达国家投入了大量的资金和技术来支持这项研究。不仅重视新桥的修建过程,更加看中施工完成后的桥梁在以后的长期使用中的作用,国外甚至建立了很多国际专项组织,专门负责有关桥梁病害和建管养方面的课题研究。
  我国在改革开放以来,部分修建年头较长的公路桥梁出现了许多病害问题,因此对于这些旧桥如何进行养护加固,做了大量的研究工作。研究工作者们通过对典型公路桥梁的病害进行评估、分析,做了大量数据调查,得出了双曲拱桥及空心板桥等等的病害率占比重较高,通过对存在的病害原因进行了统计,认为主要是由于后期管养不到位而引起的。研究工作者们从现有的病害,制定了一系列公路桥梁的管理方法,总结经验,得出了有关桥梁科学合理的养护措施。我国政府从2000年以来,投入了大量的资金在危桥加固方面,并成立了调查组进行危桥改造调查;同时,也成立了有关桥梁加固技术研究专项技术小组;交通部门颁布了有关桥梁养护方面的规范和标准,包括《公路桥梁技术状况评定标准》、《公路桥梁加固施工规范》等等。这些举措在一定程度上,提升了我国在桥梁养护工作上的水平,起到了积极的作用。
  2 高速公路桥梁常见病害及对桥梁的影响
  2.1 桥梁病害的定义与分类
  凡是能造成桥梁在持续性、使用性、承重性、安全性上损伤的,影响其正常使用寿命的情况,都可以称之为桥梁病害,一般由定性标准和定量标准组成。二者的区别在于,定性标准是通过肉眼直观检测到的外表损害;而定量标准是需要借助检测仪器,对桥体内部结构进行损害检测,有具体的检测项目指标等。
  桥梁按病害程度进行分类,包括完好,即通过检测桥梁没有发生任何病害,满足使用上要求;轻微,即通过检测桥体发现病害,但不影响使用,不对整体构架产生影响;一般,即病害为外表损伤,不对主结构造成影响;严重,即这种情况为桥体受损严重,必须要进行维护加固,否则无法继续正常使用。
  2.2 高速公路桥梁常见的病害
  包括桥梁各种裂缝、桥体内部混凝土填充稀松、金属材料发生腐蚀、地基沉降等等,一般最为常见的病害是各种情况造成的桥体裂缝。桥梁一旦发生裂缝,则会影响整个桥梁的稳固性和使用寿命,对经济造成一定的损失。
  2.3 常见病害对桥梁的影响
  为什么说裂缝会对桥体本身发生这么严重的影响?具体原因为,当桥体发生裂缝后,会导致桥体内的混凝土与空气发生接触,空气中的水分、二氧化碳、氧气会使未完全固化的混凝土发生钙化反应,使混凝土强度降低,而且空气与钢筋接触后,会导致钢筋生锈而降低其强度;而且一旦发生裂缝会发生后续作用,导致裂缝宽度变得更大,最终使桥梁的荷载下降[1]。
  3 高速公路桥梁病害产生原因
  高速公路桥梁病害对桥梁寿命产生了极大的影响,导致维修资金的大量投入,我们要针对目前危害产生的原因加以剖析,才能从根本上找到问题所在,并针对产生的原因,采取一定的措施。
  桥梁病害形式多样,引起各种病害的原因也极其复杂。一方面,在桥梁施工和后期的使用过程中,环境中的空气和水份会导致桥体混凝土和钢筋发生一系列变化,这些变化使其在强度上大打折扣,从而影响桥体的承压能力。另一方面,在桥梁早期的设计和施工阶段中,由于设计中出现的偏差和施工中没有及时处理,会造成混凝土结构损伤,如设计中没有考虑到实际使用过程中,会出现一些超限车辆的行驶,对承重计算的错误;或者在施工过程中,混凝土的使用方法错误,都会造成结构的缺陷。
  3.1 桥梁设计缺陷导致病害的发生
  质量合格的桥梁需要准确无误的设计,严格按照施工规定进行桥梁施工,以及后期在使用过程中的合理科学养护,缺一不可。在早期桥梁设计阶段,由于设计者缺乏经验,考虑不全面,通过运算得出的裂缝宽度不准确,荷这就造成实际使用过程中,当桥梁发生超荷载情况下时,极易产生裂缝,从而导致危害的发生。
  3.2桥梁施工不当导致病害的发生
  在桥梁施工过程中,对混凝土的要求极为严格,应该用几号混凝土、配比比例是多少,都有相关的行业规定。如果在施工过程中,没有严格按照规定进行作业,会使混凝度发生变化,降低其强度,从而导致桥梁结构发生病害,导致重大事故的发生。
  3.3使用过程中导致病害的发生
  桥梁施工完成后,在使用过程中要重视建成后的管养问题。如果对超限车辆不加以管理,会使桥体结构发生变化,造成裂缝,降低桥梁的使用寿命。同时,在后期的桥体养护中,对发现的小病害没有及时处理,会使桥体继续扩大损害,发展成为严重损害程度。
  4 高速公路桥梁病害的对策
  高速公路桥梁结构必须做到安全坚固,如果公路桥梁质量不过关,会发生严重的坍塌事故,对人民的生命财产造成危害,影响社会总体经济水平。桥梁在公路交运网中起到了枢纽作用,因此桥梁结构的安全性、稳固性已经成为国内外研究的重点。桥梁在长期的使用过程中,由于受到承重和自然环境等的影响,桥梁的内部结构、材料都会发生改变,产生损害,导致安全性能降低。所以,要求我们必须制定防治病害的相关措施与对策,加强对桥梁的养护维修,降低重大事故的发生。高速公路桥梁病害的产生原因是由于设计阶段不严谨、施工阶段出现问题以及后期使用阶段没有合理养护而产生的[2]。
  4.1 设计阶段对策研究
  在桥梁早期设计阶段,设计人员必须将实际使用过程中,可能发生的所有因素考虑进去,利用先进的软件,计算出桥梁的承重荷载及最佳结构。现阶段,国内已有很多设计软件,必须要不断完善设计软件的数据库,来使设计出的桥梁图纸达到最合理化。在设计过程中,应该严格把关,设计人员要进行多层次的审图。
  4.2 施工阶段的对策研究
  桥梁病害种类繁多,根据科研工作者们大量的数据调查研究,得出桥梁裂缝是桥梁主要病害,因为桥梁病害的早期表现都为,出现不同程度的裂缝,所以裂缝是桥梁病害诊断的一个重要因素。可以从桥梁裂缝的尺寸、形状、数目等方面粗略得出桥梁病害的类型以及受损程度。
  在施工过程中,应该避免可能产生裂缝的各种施工因素。在混凝土的硬化过程中,容易发生微裂。要应用高效复合水泥基凝胶材料,制备高性能混凝土,是混凝土具有较高的体积稳定性,从而提高其持久性。因此,在施工阶段,应该严格按照相关规定和标准来制备混凝土,加强施工材料的管理,施工管理者应该严格把关施工作业,对施工人员也应该及时给与一定的技术指导。
  4.3 使用阶段的对策研究
  桥梁病害的形成大部分是在使用阶段产生的,所以在桥梁建成后,要好养护工作。随着科技的发展,桥梁养护系统也得到了一定的发展,有先进的软件和工作经验,都可以指导人们在桥梁使用阶段的养护对策。同时,交通部门要做好桥梁限制承重车辆的管制工作,从而延长桥梁的使用寿命。
  5 结论
  从以上分析得出,桥梁病害的主要原因从设计、施工、使用这三个阶段产生,制定合理的对策来应对桥梁病害尤为重要。桥梁质量是关系到我国运输行业是否可以持续平稳运行的关键,所以要及时針对现存的问题,做好病害原因分析与建管养对策的研究工作。
  参考文献:
  [1]王继东,徐力彬.桥梁工程常见病害及加固措施[J].黑龙江.黑龙江交通科技,2007,34.
  [2]刘来君,赵小星.桥梁加固设计与施工技术[M].人民交通出版社,2004.
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