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摘要：当前我国高速公路桥梁病害多种多样, 给桥梁养护和维修管理人员带来了很大的困难。为了维持桥梁的正常运营, 我们必须将桥梁病害诊断和维修养护作为一项非常重要的工作, 以保证桥梁的安全运营。本文结合实践，分析了我国高速公路桥梁常见病害及成因，重点总结了常见病害的防治对策。
关键词：高速公路，桥梁 ， 病害 ， 对策
Abstract: the current national highway bridge diseases varied, to the bridge maintenance and maintenance management personnel brought great difficulties. In order to maintain the normal operation of the bridge, we must will bridge diseases diagnosis and maintenance maintenance as a very important, in order to ensure the safety of the bridge operation. This paper, combined with the practice, analysis of our common disease highway bridge and its cause, emphatically summarized the countermeasures to prevent and control the common diseases.
Keywords: highway, Bridges, disease, countermeasures
中圖分类号：U412.36+6 文献标识码：A文章编号：
随着国家经济的高速发展, 高速公路桥梁建设也得到了飞速的发展, 通过长时间的运营, 桥梁必然会出现各种各样的病害, 另一方面公路超限车辆日益增多, 许多超限车辆的荷载效应超过公路桥梁设计等级, 给桥梁的安全运营带来隐患。
一、我国高速公路桥梁常见病害及成因
1、混凝土开裂及成因
从目前钢筋混凝土桥梁使用的情况看，有很多桥梁体开裂和桥面铺装混凝土损坏等，使桥面产生坑槽，影响车辆的正常行驶，甚至影响到结构的正常使用和耐久性。混凝土桥梁裂缝的成因复杂、繁多，有时多种因素互相影响，但每一条裂缝均有其产生的一种或几种主要因素。混凝土桥梁裂缝大致可划分以下几种:
第一，荷载引起的裂缝。混凝土桥梁在静、动荷载及次应力下产生的裂缝称荷载裂缝，主要有直接应力裂缝、次应力裂缝两种。直接应力裂缝是指外荷载引起的直接应力产生的裂缝; 次应力裂缝是指由外荷载引起的次生应力产生裂缝。通常裂缝方向与主拉应力方向大致是正交的。
第二，收缩引起的裂缝。在实际工程中，混凝土因收缩所引起的裂缝是最常见的。在混凝土收缩种类中，塑性收缩和缩水收缩(干缩) 是发生混凝土体积变形的主要原因，另外还有自生收缩和炭化收缩。研究表明，影响混凝土收缩裂缝的主要因素有: 水泥品种、标号及用量、水灰比、外掺剂、养护方法、外界环境、振捣方式及时间。
第三，地基变形引起的裂缝。由于基础竖向不均匀沉降或水平方向位移，使结构中产生附加应力，超出混凝土结构的抗拉能力，导致结构开裂。基础不均匀沉降的主要原因有: 地质勘察精度不够、试验资料不准; 地基地质差异太大; 结构荷载差异太大; 结构基础类型差别大; 地基冻胀; 分期建造的基础; 桥梁基础基于滑坡体、溶洞或活动断层等不良地质时，可能造成不均匀沉降。
第四，温度变化引起的裂缝。混凝土具有热胀冷缩性质，当外部环境或内部温度发生变化，混凝土将发生变形，若变形遭到约束，则在结构内将产生应力，当应力超过混凝土抗拉强度时即产生温度裂缝。在某些大跨径桥梁中，温度应力可以达到甚至超出活载应力。温度裂缝区别其它裂缝最主要特征是将随温度变化而扩张或合拢。引起温度变化主要因素有: 年温差、日照、骤然降温、水化热、蒸汽养护或冬季施工措施不当等。
第五，施工工艺质量引起的裂缝。在混凝土结构浇筑、构件制作、起模、运输、堆放、拼装及吊装过程中，若施工工艺不合理、施工质量低劣，容易产生纵向、横向等各种裂缝，特别是细长薄壁结构更容易出现。
2、伸缩缝损坏及成因
根据目前的调查和研究认为，造成伸缩缝破坏的原因主要有以下几个方面。一是由于设计不周或选型不合理，以及施工误差等原因引起的伸缩缝损坏。二是板式橡胶伸缩缝由于施工误差或橡胶板破坏引起的伸缩缝处严重跳车。三是由于桥墩台施工及梁( 板) 预制尺寸误差导致实际板端预留间隙与设计间隙悬殊而引起的伸缩缝损坏。四是板式橡胶伸缩缝或钢板伸缩缝由于伸缩装置混凝土施工先于两端沥青混凝土路面面层而引起伸缩缝尾端跳车。
3、桥面铺装损坏及成因
桥梁桥面铺装是厚度为15 － 20cm 的复合结构层，病害是多种因并直接受风霜雨雪及气温变化的作用，同时又受主梁的约束，因此其受力状况十分复杂。造成桥面铺装破坏的原因主要有以下几个方面: 一是高程控制不准或梁体拱度控制不准导致铺装层厚度不足或厚薄不均匀，混凝土铺装层内钢筋网保护层厚薄不均使其在荷载作用下厚度不足部分首先破碎。二是铺装层施工前梁体顶面浮层处理不彻底，导致混凝土铺装层与梁体混凝土结合不密贴，在车辆冲击作用下出现滑动破坏。三是防水层施工不精细出现漏水或渗水现象，雨水、化冰盐和含有空气中多种有害化学物质的水渗入混凝土铺装层内引起钢筋锈蚀，导致混凝土开裂、破碎。
4、桥梁上部结构病害及成因
由于桥下无明显限高标志，会导致边梁( 板) 被车辆撞击，混凝土脱落，严重者主筋或钢绞线外露、崩裂，影响了梁体的承载能力。也有的梁底被刮蹭、局部混凝土剥落、有大面积的划痕，影响了结构耐久性。预制板铰缝混凝土脱落、渗水现象也比较常见，主要是由于施工质量差以及桥面防水层失效造成的。一方面水渗到板梁底面影响结构的耐久性，另一方面铰缝混凝土构造失效后板梁之间横向联系降低，荷载作用下单板受力较大，容易引起底板横向开裂。
二、高速公路桥梁常见病害的防治对策
1、裂缝的防治措施
（1）优选施工方案
采取良好的施工方案，对控制混凝土裂缝有很大的关系。施工方案主要应确定一定的浇筑量，施工缝间距、浇筑时间、位置及构造、振捣和运输等。一次浇筑长度由垂直施工缝分割，最好是设置在变截面处或承力较小的部位。水平施工缝位置的设留也应加以注意，一般来说，水平施工缝应尽量留在变截面处，或远离受拉钢筋部位而设在混凝土的受拉区，确定浇筑时间的原则应尽量避开炎热天气和昼夜温差大的时间。如果必须在夏季施工，则应采取材料降温措施来控制混凝土入模温度。
（2）提高施工质量
由于施工质量原因而产生的裂缝发生率是最大的，如果在施工时能控制住了裂缝，那么在使用阶段出现裂缝的可能性也就降低了。因此，预防裂缝的主要阶段是施工阶段，在施工阶段要注意以下几个问题：第一、选择合适的配合比，配合比的选择不仅要满足强度要求、施工要求，同时还要从防止产生裂缝的需要出发。在满足强度的原则下，尽可能减少水泥用量。第二、钢筋的成型和模板安装位置要准确、牢固，以免施工中发生变形。钢筋上的污物和氧化层要清除，以免影响黏结力。第三、浇筑和振捣操作要合理，特别是振捣操作技术往往被忽视，过分的振捣对水泥混凝土均匀有害， 振捣不足也不能保证混凝土应有的密实度，振捣的程度要恰到好处。
（3）加强养护管理
养护的目的是使混凝土正常硬化，强度增长，不受或少受外界影响。关键是设法使混凝土温度慢慢下降到接近外界气温，缩小降温过程的温差。以便减小温度应力，尽量防止裂缝的产生。常规的养护方法是喷水，对一般混凝土结构，减少表面收缩，防止龟裂是可行的。大体
积混凝土由于块体内外温度不一致，强度增长不同，常常是在强度增长慢的表面开裂，其养护就不能只满足于常规方法。具体说，尽量晚拆模，拆模后要立即覆盖或及时回填，避开外界气候的影响，养护期应以混凝土强度增长最快的阶段为准，即7~28d。
2、地基不均匀沉降的防治措施
（1）加桩加固
当桥台基底下有软卧层或桥台基础未置于坚硬的岩石基础上而发生沉降以及桥墩的基础被严重冲刷时， 可采用在桥台外围加桩，在沉井基础内加桩，或者在桥墩上、下游加桩的方法对上述墩、台进行加固。通常采用的加桩方法有旋喷桩加固、钻孔桩加固、预制混凝土桩加固以及钢管桩加固等。
（2）顶推加固
对于发生桥台水平位移的混凝土桥，可采用顶推法消除因桥台位移引起的病害。最后，用钢筋混凝土箍套加固：当墩、台或桩等下部结构因承载能力不足、施工质量不好、水流冲刷磨损、风化剥蚀、排水不良以及其他因素如地震、火灾、船舶和漂浮物撞击等造成损坏、变形、
侧移及鼓肚等各种病害时，可以采取在有缺陷的墩、台和桩基等的外围浇筑一层钢筋混凝土箍套的方法进行加固。
3、粱端头局部破损的防治措施
（1）拆除原有伸缩缝的填充材料。
（2）基层处理将伸缩缝两边各宽约40cm 范围内的铺装层混凝土凿除并用高压水枪清洗干净，涂刷2 遍“优止水”，处理原预埋螺栓锚筋及露出的桥面钢筋
（3）伸缩缝防水处理
第一、用小扁凿凿除旧的填缝料，用钢丝刷清理缝壁，并清理干净缝内尘土。
第二、用水盾防水胶底漆涂刷缝壁。
第三、在伸缩缝的两侧路面上各撒一层石粉，防止灌填接缝材料时污染路面；凿挖或钻成埋置螺栓用的锚筋孔，并预先埋好锚筋；锚筋必须埋设牢固，在孔内灌注调和好的“立止水”，使其不易拔出。
第四、缝的下部可填25~30mm 高的泡沫塑料嵌条。
第五、用防水胶面漆灌缝，缝顶部须留有5mm 膨胀空间。
4、混凝土碳化的防治措施
（1）水泥的選择
在施工中应根据建筑物所处的地理位置、周围环境等因素，选择合适的水泥品种；对于水位变化区以及干湿交替作用的部位或较严寒地区选用抗硫酸盐普通水泥；冲刷部位宜选高强度水泥；
（2）骨料的选择
分析骨料的性质，如抗酸性骨料与水、水泥的作用对混凝土的碳化有一定的延缓作用。另外，若建筑物地处环境恶劣的地区，宜采取环氧基液涂层保护效果较好，对建筑物地下部分在其
周围设置保护层；用各种溶注液浸注混凝土。
（3）配合比的选择
要选好配合比，适量的外加剂，高质量的原材料，科学的搅拌和运输，及时的养护等各项严格的工艺手段，以减少渗流水量和其它有害物的侵蚀，以确保混凝土的密实性。
在公路桥梁建设中， 要积极贯彻“建养并重”的方针，将桥梁的检查、维修、加固与改造工作列入重要日程。及时发现桥梁的各种病害，采取正确的方法处理各种病害，阻止病害的发展，消除各种隐患，避免重大事故的发生，确保公路的畅通和车辆正常安全运营。
参考文献：
[1] 王延萍. 公路桥梁常见病害及防治[J]. 科协论坛(下半月), 2008,(09) .
[2] 陈晓辉,王俊斌,王华晟. 桥梁常见病害及检查[J]. 内蒙古科技与经济, 2008,(24) .
[3] 刘国金. 高速公路桥梁常见病害分析及维修养护建议[J]. 山西建筑, 2009,(09) .
[4] 张相群. 高速公路桥梁病害分析与防治[J]. 交通世界(建养.机械), 2009,(05) .
[5] 冯俊杰. 上海浦东新区农村桥梁常见病害及对策[J]. 中外建筑, 2007,(03) .
注：文章内所有公式及图表请用PDF形式查看。
关键词：高速公路，桥梁 ， 病害 ， 对策
Abstract: the current national highway bridge diseases varied, to the bridge maintenance and maintenance management personnel brought great difficulties. In order to maintain the normal operation of the bridge, we must will bridge diseases diagnosis and maintenance maintenance as a very important, in order to ensure the safety of the bridge operation. This paper, combined with the practice, analysis of our common disease highway bridge and its cause, emphatically summarized the countermeasures to prevent and control the common diseases.
Keywords: highway, Bridges, disease, countermeasures
中圖分类号：U412.36+6 文献标识码：A文章编号：
随着国家经济的高速发展, 高速公路桥梁建设也得到了飞速的发展, 通过长时间的运营, 桥梁必然会出现各种各样的病害, 另一方面公路超限车辆日益增多, 许多超限车辆的荷载效应超过公路桥梁设计等级, 给桥梁的安全运营带来隐患。
一、我国高速公路桥梁常见病害及成因
1、混凝土开裂及成因
从目前钢筋混凝土桥梁使用的情况看，有很多桥梁体开裂和桥面铺装混凝土损坏等，使桥面产生坑槽，影响车辆的正常行驶，甚至影响到结构的正常使用和耐久性。混凝土桥梁裂缝的成因复杂、繁多，有时多种因素互相影响，但每一条裂缝均有其产生的一种或几种主要因素。混凝土桥梁裂缝大致可划分以下几种:
第一，荷载引起的裂缝。混凝土桥梁在静、动荷载及次应力下产生的裂缝称荷载裂缝，主要有直接应力裂缝、次应力裂缝两种。直接应力裂缝是指外荷载引起的直接应力产生的裂缝; 次应力裂缝是指由外荷载引起的次生应力产生裂缝。通常裂缝方向与主拉应力方向大致是正交的。
第二，收缩引起的裂缝。在实际工程中，混凝土因收缩所引起的裂缝是最常见的。在混凝土收缩种类中，塑性收缩和缩水收缩(干缩) 是发生混凝土体积变形的主要原因，另外还有自生收缩和炭化收缩。研究表明，影响混凝土收缩裂缝的主要因素有: 水泥品种、标号及用量、水灰比、外掺剂、养护方法、外界环境、振捣方式及时间。
第三，地基变形引起的裂缝。由于基础竖向不均匀沉降或水平方向位移，使结构中产生附加应力，超出混凝土结构的抗拉能力，导致结构开裂。基础不均匀沉降的主要原因有: 地质勘察精度不够、试验资料不准; 地基地质差异太大; 结构荷载差异太大; 结构基础类型差别大; 地基冻胀; 分期建造的基础; 桥梁基础基于滑坡体、溶洞或活动断层等不良地质时，可能造成不均匀沉降。
第四，温度变化引起的裂缝。混凝土具有热胀冷缩性质，当外部环境或内部温度发生变化，混凝土将发生变形，若变形遭到约束，则在结构内将产生应力，当应力超过混凝土抗拉强度时即产生温度裂缝。在某些大跨径桥梁中，温度应力可以达到甚至超出活载应力。温度裂缝区别其它裂缝最主要特征是将随温度变化而扩张或合拢。引起温度变化主要因素有: 年温差、日照、骤然降温、水化热、蒸汽养护或冬季施工措施不当等。
第五，施工工艺质量引起的裂缝。在混凝土结构浇筑、构件制作、起模、运输、堆放、拼装及吊装过程中，若施工工艺不合理、施工质量低劣，容易产生纵向、横向等各种裂缝，特别是细长薄壁结构更容易出现。
2、伸缩缝损坏及成因
根据目前的调查和研究认为，造成伸缩缝破坏的原因主要有以下几个方面。一是由于设计不周或选型不合理，以及施工误差等原因引起的伸缩缝损坏。二是板式橡胶伸缩缝由于施工误差或橡胶板破坏引起的伸缩缝处严重跳车。三是由于桥墩台施工及梁( 板) 预制尺寸误差导致实际板端预留间隙与设计间隙悬殊而引起的伸缩缝损坏。四是板式橡胶伸缩缝或钢板伸缩缝由于伸缩装置混凝土施工先于两端沥青混凝土路面面层而引起伸缩缝尾端跳车。
3、桥面铺装损坏及成因
桥梁桥面铺装是厚度为15 － 20cm 的复合结构层，病害是多种因并直接受风霜雨雪及气温变化的作用，同时又受主梁的约束，因此其受力状况十分复杂。造成桥面铺装破坏的原因主要有以下几个方面: 一是高程控制不准或梁体拱度控制不准导致铺装层厚度不足或厚薄不均匀，混凝土铺装层内钢筋网保护层厚薄不均使其在荷载作用下厚度不足部分首先破碎。二是铺装层施工前梁体顶面浮层处理不彻底，导致混凝土铺装层与梁体混凝土结合不密贴，在车辆冲击作用下出现滑动破坏。三是防水层施工不精细出现漏水或渗水现象，雨水、化冰盐和含有空气中多种有害化学物质的水渗入混凝土铺装层内引起钢筋锈蚀，导致混凝土开裂、破碎。
4、桥梁上部结构病害及成因
由于桥下无明显限高标志，会导致边梁( 板) 被车辆撞击，混凝土脱落，严重者主筋或钢绞线外露、崩裂，影响了梁体的承载能力。也有的梁底被刮蹭、局部混凝土剥落、有大面积的划痕，影响了结构耐久性。预制板铰缝混凝土脱落、渗水现象也比较常见，主要是由于施工质量差以及桥面防水层失效造成的。一方面水渗到板梁底面影响结构的耐久性，另一方面铰缝混凝土构造失效后板梁之间横向联系降低，荷载作用下单板受力较大，容易引起底板横向开裂。
二、高速公路桥梁常见病害的防治对策
1、裂缝的防治措施
（1）优选施工方案
采取良好的施工方案，对控制混凝土裂缝有很大的关系。施工方案主要应确定一定的浇筑量，施工缝间距、浇筑时间、位置及构造、振捣和运输等。一次浇筑长度由垂直施工缝分割，最好是设置在变截面处或承力较小的部位。水平施工缝位置的设留也应加以注意，一般来说，水平施工缝应尽量留在变截面处，或远离受拉钢筋部位而设在混凝土的受拉区，确定浇筑时间的原则应尽量避开炎热天气和昼夜温差大的时间。如果必须在夏季施工，则应采取材料降温措施来控制混凝土入模温度。
（2）提高施工质量
由于施工质量原因而产生的裂缝发生率是最大的，如果在施工时能控制住了裂缝，那么在使用阶段出现裂缝的可能性也就降低了。因此，预防裂缝的主要阶段是施工阶段，在施工阶段要注意以下几个问题：第一、选择合适的配合比，配合比的选择不仅要满足强度要求、施工要求，同时还要从防止产生裂缝的需要出发。在满足强度的原则下，尽可能减少水泥用量。第二、钢筋的成型和模板安装位置要准确、牢固，以免施工中发生变形。钢筋上的污物和氧化层要清除，以免影响黏结力。第三、浇筑和振捣操作要合理，特别是振捣操作技术往往被忽视，过分的振捣对水泥混凝土均匀有害， 振捣不足也不能保证混凝土应有的密实度，振捣的程度要恰到好处。
（3）加强养护管理
养护的目的是使混凝土正常硬化，强度增长，不受或少受外界影响。关键是设法使混凝土温度慢慢下降到接近外界气温，缩小降温过程的温差。以便减小温度应力，尽量防止裂缝的产生。常规的养护方法是喷水，对一般混凝土结构，减少表面收缩，防止龟裂是可行的。大体
积混凝土由于块体内外温度不一致，强度增长不同，常常是在强度增长慢的表面开裂，其养护就不能只满足于常规方法。具体说，尽量晚拆模，拆模后要立即覆盖或及时回填，避开外界气候的影响，养护期应以混凝土强度增长最快的阶段为准，即7~28d。
2、地基不均匀沉降的防治措施
（1）加桩加固
当桥台基底下有软卧层或桥台基础未置于坚硬的岩石基础上而发生沉降以及桥墩的基础被严重冲刷时， 可采用在桥台外围加桩，在沉井基础内加桩，或者在桥墩上、下游加桩的方法对上述墩、台进行加固。通常采用的加桩方法有旋喷桩加固、钻孔桩加固、预制混凝土桩加固以及钢管桩加固等。
（2）顶推加固
对于发生桥台水平位移的混凝土桥，可采用顶推法消除因桥台位移引起的病害。最后，用钢筋混凝土箍套加固：当墩、台或桩等下部结构因承载能力不足、施工质量不好、水流冲刷磨损、风化剥蚀、排水不良以及其他因素如地震、火灾、船舶和漂浮物撞击等造成损坏、变形、
侧移及鼓肚等各种病害时，可以采取在有缺陷的墩、台和桩基等的外围浇筑一层钢筋混凝土箍套的方法进行加固。
3、粱端头局部破损的防治措施
（1）拆除原有伸缩缝的填充材料。
（2）基层处理将伸缩缝两边各宽约40cm 范围内的铺装层混凝土凿除并用高压水枪清洗干净，涂刷2 遍“优止水”，处理原预埋螺栓锚筋及露出的桥面钢筋
（3）伸缩缝防水处理
第一、用小扁凿凿除旧的填缝料，用钢丝刷清理缝壁，并清理干净缝内尘土。
第二、用水盾防水胶底漆涂刷缝壁。
第三、在伸缩缝的两侧路面上各撒一层石粉，防止灌填接缝材料时污染路面；凿挖或钻成埋置螺栓用的锚筋孔，并预先埋好锚筋；锚筋必须埋设牢固，在孔内灌注调和好的“立止水”，使其不易拔出。
第四、缝的下部可填25~30mm 高的泡沫塑料嵌条。
第五、用防水胶面漆灌缝，缝顶部须留有5mm 膨胀空间。
4、混凝土碳化的防治措施
（1）水泥的選择
在施工中应根据建筑物所处的地理位置、周围环境等因素，选择合适的水泥品种；对于水位变化区以及干湿交替作用的部位或较严寒地区选用抗硫酸盐普通水泥；冲刷部位宜选高强度水泥；
（2）骨料的选择
分析骨料的性质，如抗酸性骨料与水、水泥的作用对混凝土的碳化有一定的延缓作用。另外，若建筑物地处环境恶劣的地区，宜采取环氧基液涂层保护效果较好，对建筑物地下部分在其
周围设置保护层；用各种溶注液浸注混凝土。
（3）配合比的选择
要选好配合比，适量的外加剂，高质量的原材料，科学的搅拌和运输，及时的养护等各项严格的工艺手段，以减少渗流水量和其它有害物的侵蚀，以确保混凝土的密实性。
在公路桥梁建设中， 要积极贯彻“建养并重”的方针，将桥梁的检查、维修、加固与改造工作列入重要日程。及时发现桥梁的各种病害，采取正确的方法处理各种病害，阻止病害的发展，消除各种隐患，避免重大事故的发生，确保公路的畅通和车辆正常安全运营。
参考文献：
[1] 王延萍. 公路桥梁常见病害及防治[J]. 科协论坛(下半月), 2008,(09) .
[2] 陈晓辉,王俊斌,王华晟. 桥梁常见病害及检查[J]. 内蒙古科技与经济, 2008,(24) .
[3] 刘国金. 高速公路桥梁常见病害分析及维修养护建议[J]. 山西建筑, 2009,(09) .
[4] 张相群. 高速公路桥梁病害分析与防治[J]. 交通世界(建养.机械), 2009,(05) .
[5] 冯俊杰. 上海浦东新区农村桥梁常见病害及对策[J]. 中外建筑, 2007,(03) .
注：文章内所有公式及图表请用PDF形式查看。