高速公路桥梁养护重点技术综述

'高速公路桥梁养护重点技术综述　　摘要：文章对高速公路桥梁的日常养护和常见维修工作进行了介绍，重点讲述了伸缩缝、桥跨及支座的维修，可供公路桥梁的养护工作参考。　　关键词：公路；桥梁；养护；维修　　Abstract:thearticleonhighwaybridgesdailymaintenanceandcommonrepairworkisintroduced,focusingonthebridgeexpansionjoint,andbearingforhighwaybridgerepair,maintenanceofreference.　　Keywords:road;bridge;maintenanceandrepair;　　中图分类号：[TU997]文献标识码：A文章编码：　　　　1引言　　当前我国高速公路里程的日益增加加快了经济的快速发展，但是高速公路的不断增加及其科技含量的提高也给高速公路的养护工作提出了越来越多新的问题。在高速公路使用寿命期限内，随着年限的增加，高速公路在其自身使用功能不断下降的同时各种病害也会日益严重。而桥梁、路面的完好是保证高速公路安全畅通的首要条件。只有了解并正确评价养护对象状况及服务水平及时安排日常养护、专项养护及大修，才能保证高速公路良好行车环境。　　2桥梁的检查 　　2.1经常检查　　经常检查主要对桥面设施和桥台附属构造的技术状况进行日常巡视检查，及时发现缺损进行小修保养工作。　　2.2定期检查　　定期检查按规定周期，对桥梁主体结构及其附属构造物的技术状况进行全面检查，主要检查各部件的功能是否完善有效，构造是否合理耐用，发现需要大、中修、改善或限制交通的桥梁缺损状况；同时检查小修保养状况。　　2.3特殊检查　　2.3.1应急检查　　当桥梁遭受洪水、流冰、漂流物、船舶撞击、滑坡、地震、风灾和超重车辆自行通过等自然灾害或事故后，应立即对结构作详细检查。查明破损状况，采取应急措施，尽快恢复交通。　　2.3.2专门检验　　对需要进一步判明损坏原因、缺损程度或使用能力的桥梁，要求针对病害进行专门的现场试验检测、验算与分析等鉴定工作，以便采取有效的养护措施。　　3桥面系的养护与维修　　桥面系指的是上部结构中，直接承受车辆、人群等荷载并将其传递至主要承重构件的桥面构造系统，包括栏杆、伸缩缝、桥面铺装、人行道、排水设施等。　　3.1栏杆的养护维修 　　公路桥梁的栏杆作为一种安全防护设备，是桥梁上部构造的重要组成部分，同时栏杆又是桥梁的一种美学装饰。栏杆存在缺陷或已损坏时，虽不妨碍交通，但却影响桥容，使行车缺少安全感，降低交通安全的适应水平。因此，对损坏的栏杆要及时修理，并加强平时的养护工作。　　3.2桥面伸缩缝的养护维修　　3.2.1伸缩缝的养护　　桥面伸缩缝的养护梁端之间以及在梁端与桥台背墙之间设置横向的伸缩缝。伸缩缝在平行于、垂直于桥梁轴线的两个方向，均能自由伸缩，牢固可靠，车辆驶过时应平顺，无突跳与噪声，防止雨水和垃圾泥土渗入阻塞。伸缩缝由于设置在梁端构造薄弱部位，直接承受车辆荷载反复作用，又多暴露于大自然中，受到各种自然因素的影响。因此可以说伸缩缝是易损坏难修补的部位，经常发生各种不同程度的病害。所以，伸缩缝要经常养护，清除缝内积物，扭紧螺栓，使其发挥正常作用。对于常用的几种伸缩缝，应分别注意以下问题：　　（1）U形锌铁皮伸缩缝：注意锌铁皮是否老化、开裂、断裂。　　U形锌铁皮式伸缩缝是一种简易的伸缩装置。一般用于中、小跨径的桥梁，所能适应的变形量在20～40mm以内。　　（2）钢板伸缩缝：注意钢板变形，螺栓是否脱落，伸缩缝的有效性。　　（3）橡胶板条伸缩缝：注意是否有橡胶条老化、脱落，固定角钢变形、松动。　　（4）板式橡胶伸缩缝：注意是否有橡胶的老化、预埋螺栓的松脱、伸缩缝的有效性。 　　3.2.2伸缩缝的维修　　维修工作要依据缺陷的程度并针对产生的原因，部分修补或全部更新。桥面为沥青混合料铺装时，可采用钢筋混凝土盖板式伸缩缝。对于钢板伸缩缝，当钢板与角钢焊接破裂时，应清除垢秽后重新焊牢；当梳齿断裂或出现裂缝后，也要采取焊接方法进行修补。对于伸缩量在50mm以内的各类中小跨径桥梁伸缩缝的更换或改造，可采用TST碎石填充新型伸缩装置。在现场将特制的弹塑性复合材料TST加热熔融后，灌入经过清洗加热的碎石中，即形成了TST碎石弹性伸缩缝。碎石用以支承车辆荷载，TST弹塑性体在-25℃～+60℃条件下能够满足伸缩量的要求。　　TST桥梁弹性伸缩缝主要具有如下特点：①TST碎石直接平铺在桥梁接缝处，与前后的桥面铺装形成连续体，桥面平整无缝，行车在此与有缝的桥相比具有更平稳、舒适、无噪音和振动小的特点，且便于维护。②构造简单，不需装设专门的伸缝构件或在梁端预埋锚固钢筋，施工方便快速，铺装冷却后，即可开放交通。③这种弹性接缝能吸收各方面的变形和振动，且阻尼性高，对桥梁减振有利，可满足弯桥、坡桥、斜桥和宽桥的纵、横、竖三个方向的伸缩与变形。④因接缝与桥面铺装连成一体，故密封防水性好，且耐酸碱腐蚀。⑤旧桥更换伸缩缝，可半幅施工，不必中断交通。⑥造价低，耐用，养护少（相比异型钢伸缩缝，平时无需勾缝等养护内容），经济效益和社会益显著。　　3.3桥面排水系统的养护维修 　　桥面排水设施出现缺陷会导致桥面积水，给行车带来不利影响，降雨时引起车辆滑移，成为交通事故的原因。严重的还会损坏桥梁结构本身的安全。当雨水由伸缩缝直接进入支座时，将会使支座锈蚀，造成支座的功能恶化。在城市桥梁或立交跨线桥中，由于桥面积水，车辆过桥时污水四溅，殃及行人和破坏周围环境，使桥下居民受害。为此，必须对桥面排水系统加强维修养护。1．桥面的泄水管、排水槽如有堵塞，应及时疏通，保持畅通。缘石的横向泄水孔道，不够长的要加以接长，避免桥面流水沿梁侧流泻。2．泄水管损坏要及时修补，接头不牢已掉落的要重新安装接上，损坏严重的要予以更换。3．引水槽已破裂的要重新修理，长度不足时应予以接长。当槽口太小，不能满足排水需要时要扩大槽口重新修筑。　　3.4桥面铺装的养护维修　　应经常清扫桥面，保持桥面清洁完整和有一定的路拱。在雨后应随时将桥面积水扫到泄水管口予以排除，冬天结冰或在下雪后，应及时消除桥面上的冰块或积雪。严禁在桥面上堆置杂物或占为晒场等，以保证车辆过桥时行驶的安全。此外，桥面防水层如有损坏也要及时进行修理。　　4桥跨结构的养护、维修与加固　　4.1一般原则　　（1）应在前节桥梁检查及评定的基础上，针对产生病害的原因进行。（2）应充分发挥原有结构的承载能力，并选择投资少、工效快、尽量不中断交通、技术上可行、且有较好耐久性等的方法进行。　　4.2裂缝的修补　　（1）钢筋混凝土桥梁的裂缝修补 　　实际混凝土桥梁结构中裂缝的成因多种多样，然而不管何种裂缝，只要其裂缝宽度超过规范的限定值，都将影响桥梁结构的耐久性，甚至进而会降低桥梁的承载能力。因此，在桥梁养护工作中，应充分重视裂缝的修补。（1）钢筋混凝土桥梁的裂缝修补目前修补裂缝的材料主要有两大类，即水泥（砂）浆和高分子化学材料。①水泥砂浆通常用高标号干硬性水泥配制，适用于缺少修补机具的工程。当裂缝宽度较小时，一般用水泥浆修补；当裂缝宽度大于0.4mm时，一般用水泥砂浆修补。施工时先采用凿毛、喷砂或钢丝刷拉毛等方法清除原构件混凝土的松散组织或石料的风化及破裂部分，并沿裂缝长度凿成“V”形槽口，用高压气枪或水枪冲洗吹干，然后用水泥（砂）浆人工用力挤压填缝，同时加强养护。当采用机械灌浆时，水泥浆的水灰比一般不宜小于1.6，方法与化学材料灌浆类似。②高分子材料灌浆修补裂缝时用的材料，一般以环氧树脂为主，其粘结力强、稳定性好、收缩性小、耐腐蚀且可灌性好，适合于宽度在0.1~0.4mm的裂缝修补工作。（2）对砖、石、混凝土拱桥①勾缝处理②加横向钢板加固③采用压注水泥砂浆进行修补，或做镶面石或设置混凝土帮面、帮圈来加固④严重部位必须进行翻修。　　4.3钢筋混凝土梁桥主梁加固　　桥梁梁式构件的加固方式很多，目前比较成熟且应用较广的技术有：增加构件截面法、粘贴加固法、施加体外预应力加固法、增加构件加固法、改变结构体系加固法及综合改造加固法等。　　（1）增加构件截面法　　增加构件截面法又可分为增加主筋补强加固和增加混凝土截面补强加固两种。① 增加主筋加固适用于构件抗弯承载能力不足且桥下净空受限而不宜加大截面高度。甚至桥面标高也不许提高的情况。其加固要点如下：a．增焊主筋首先凿开梁肋下缘混凝土保护层，露出主筋，将原箍筋切断并拉直，再将新增主筋焊在原主筋下缘。为减小温度应力，采用断续双面施焊，并从跨中向支点逐渐施焊。b．接长箍筋、恢复混凝土保护层新增主筋焊好后可接长箍筋并重做混凝土保护层。新保护层宜采用环氧砂浆（或混凝土）或膨胀水泥砂浆（或混凝土），并用涂抹法或压力灌注法施工。　　（2）粘贴加固法　　粘贴加固法是采用环氧树脂胶液把钢板、钢筋或玻璃钢粘贴在结构的受拉边缘或薄弱部位。60年代以来，该法在国内外得到了广泛的应用，取得了较好的效果。粘贴加固设计方法与前述增加截面加固设计类似，即原有构件承受恒载与活载，增加的粘结件（钢板、钢筋或玻璃钢）承受原有构件承受不了的那部分活载。不管采用那种粘结件，其施工工艺基本相同。工艺介绍：a．表面处理。b．粘贴钢板。c．防护处理。　　（3）施加体外预应力加固法　　该法是在原梁体外受拉区域设置预应力筋，通过张拉时梁体产生偏心预压力，以此来减小荷载挠度，改善结构受力状态。按预应力施加方式的不同，可有横向收紧张拉法、纵向张拉法等几种方法。①横向收紧张拉法的具体施工程序为：a．粘贴锚固钢板。b．焊接拉杆粗钢筋。c．安装张拉装置。d．预张拉。e．张拉。f．防护处理② 纵向张拉补强加固的施工工艺一般为：a．凿开梁端桥面铺装，在梁端顶部按设计斜度凿出锚固槽。b．钻孔。在锚固槽内沿梁腹板侧壁方向按设计斜度钻两个平行的孔洞。c．粘贴梁端锚固垫板和梁底的短柱支座垫板。d．安装拉杆钢筋。拉杆分水平段及弯起的锚固段两部分，各拉杆的松紧度应调整一致。e．张拉。每片梁上的几根拉杆应保持均衡张拉。f．封锚。用防水砂浆或环氧砂浆填入锚固槽封锚。g．防护处理。　　无论采用哪一种方式对拉杆施加预应力，预应力拉杆均外露在结构外表，拉杆的锈蚀、梁下支撑的位移等都会影响到补强效果，特别是采用横向收紧张拉法施工时，撑棍的变形、锁紧螺栓在行车振动作用下可能发生的松动等，都会使拉杆中的预应力值受到损失，从而降低补强效果。为此，除了严格各工艺过程的施工质量外，要认真做好防护处理，并需进行定期检查，加强维修。　　（4）增设构件加固法　　①增加主梁加固②增加横梁加固对于因横向整体性差而降低承载能力的桥梁上部结构，可以采用增加横隔梁的方法以增加各主梁之间的横向联结。此时可在新增横隔梁部位的主梁梁肋上钻孔，设置贯通全桥宽的横向联结钢筋，此钢筋的两端用螺帽锚固在两侧主梁梁肋外侧。浇筑新增横隔梁混凝土之前应将与主梁结合处的混凝土表面先凿毛清洗，然后悬挂模板浇筑横隔梁混凝土。　　（5）改变结构体系加固法　　改变结构体系的方法可以有多种，例如在原简支梁桥孔内增设桥墩或斜撑，以减小原结构的跨径，将简支梁体系转换为连续梁体系等。 采用改变结构体系方法进行技术改造时，必须进行认真的计算并采取相应的措施。例如在简支梁跨中增设支点时，应验算新增支点处由负弯矩产生的拉应力，并根据应力大小增加配置梁（或板）的上缘钢筋。此时也可考虑利用原结构。上缘的架立钢筋等承受部分负弯矩；也可按不产生负弯矩的原则选择支点位置，或者使新支点处产生的活载负弯矩与未增设支点前该处之恒载正弯矩接近，否则就有可能导致主梁上缘的开裂。　　5支座的养护、维修、加固　　桥梁支座在其遭受损坏、作用不能充分发挥时，将会使桥梁上、下部结构受到不利的影响。因此，必须经常注意进行养护维修，发生损坏时要及时慎重地制定维修加固计划，给予修补。支座的维修加固，由于工期要求较短，又是在施工较为困难的部位，故应充分研究所采用的维修加固措施及所采用的材料机具设备等，以便能够迅速可靠地进行修补。　　5.1桥梁支座养护的主要内容　　（1）对支座各部分应保持完整、清洁，及时扫除垃圾，冬季清除积雪和冰块，保证梁跨自由伸缩；（2）在滚动支座滚动面上要定期涂一薄层润滑油，在涂油以前，必须先用钢丝刷或揩布把滚动面揩擦干净；（3）为了防锈，支座各部分除钢辊和滚动面外，其余都要涂刷油漆保护；（4）对固定支座应检查锚栓坚固程度，支承垫板要平整紧密，及时拧紧结合螺栓。　　5.2支座的维修加固　　（1）支座有缺陷或发生故障时，应及时进行维修或更换，并符合下列要求：　　①滚动面不平整，轴承有裂纹、切口以及个别辊轴大小不合时，必须予以更换。② 梁支点承压不均匀时，应进行调整。调整时可采用千斤顶把梁上部顶起。然后移动调整支座的位置。在矫正支座位置以后，降落上部构造时，为避免桥孔结构倾斜，应徐徐下落，并注意千斤顶的工作状态是否均衡，同时调整顶升用木框架的楔子，以保证上部结构能恢复原位。③支座座板翘起、扭曲、断裂时应予更换或补充，焊缝开裂应予维修加固。支座更换时也可采用前述顶升法施工。④支座如需抬高时，可根据抬高量的大小选用：a．垫入钢板（50mm以内）或铸钢板（50～300mm）；b．更换为橡胶板支座；c．就地灌筑高强钢筋混凝土垫块，厚度不小于200mm（2）油毡支座因损坏、掉落而不能发挥作用，摆柱式支座工作性能不正常，有脱皮、露筋或其它异常情况发生的，以及橡胶支座已老化、变质而失效时，都须进行调整并维修加固。（3）钢辊轴式支座辊轴（或摇轴）的实际纵向位移应与计算的正常位移相符，如实际纵向位移大于允许偏差或有横向位移时应加以矫正。实际纵向位移量可实地量测辊轴中心线与垫座中心的距离，削扁辊轴及摇轴也可测量其倾斜角。辊轴两端距底板边缘实测距离不相等时，说明辊轴有倾斜或底板不正。　　6结语　　高速公路养护管理是一项复杂的系统工程，特别是桥梁的养护涉及面广、技术性强、难度大，做好日常检查工作，根据实际情况重点安排专项养护维修，及时发现高速公路不同程度的损坏并有效修复这些损坏，有利于保持高速公路良好的使用状态和服务水平，有利于向使用者提供安全、快捷、舒适、经济、优美的行车环境，有利于树立高速公路的对外形象，最终提高高速公路的经济效益和社会效益。　　　　参考文献：　　[1]何启魁.高速公路中小桥梁的养护管理.东北公路.2000 　　[2]糜向荣.公路桥梁养护管理法律规定及工作制度.江西公路.2010　　[3]叶见曙.桥梁病害及成困.东南大学.2009　　[4]陈忠华.浅谈公路桥梁养护工作中存在的问题.辽宁交通科技.2000　　[5]交通部.JTGH11-2004.公路桥梁养护规范.人民交通出版社.2004'