摘要：一直以来， 单板受力病害在高速公路桥梁运行中都十分常见， 其诱发原因比较复杂， 无论是对高速公路桥梁的使用性能还是使用寿命均会造成不利的影响， 甚至会引发严重的安全事故， 因此单板受力病害的防治工作也就变得尤为重要。本文将对高速公路桥梁单板受力病害的特点及产生原因加以探讨和分析， 并提出行之有效的处治方法， 以期最大程度的遏制单板受力病害的发生， 从而为高速公路桥梁的稳定安全运行奠定坚实的基础。
关键词：高速公路桥梁； 单板受力； 病害原因； 处治方法；
Analysis of Diseases of Single Beam Bearing and Treatments of Expressway Bridge
Abstract:For a long time, the problem of single beam bearing are very common in the operation of expressway bridges.The causes are relatively complex.It will have adverse effects on the service performance and service life of expressway bridges, and even cause serious safety incidents, so the prevention and treatment of this diseases has become even more important.This article discusses and analyzes the characteristics and causes of the problem of single beam bearing of expressway bridge, and proposes effective treatment methods in order to lay a solid foundation to the safe operation of the expressway bridges.
Keyword:expressway bridge; single beam bearing; cause of disease; treatment method;
0、引言
随着公路交通系统的日益完善， 给人们的出行带来了巨大的便利， 人们越来越青睐于自驾出行， 使得高速公路桥梁承受着巨大的压力， 长期受到重型车辆的碾压以后极易出现单板受力病害， 而引发这类病害的原因比较多， 大致可归结为设计问题和施工问题两大类型。唯有明确单板受力病害产生的原因， 并以此为依据制定防治措施， 才能有的放矢， 大幅度提高高速公路桥梁的设计施工质量， 从而将各类风险事故的发生概率降到最低， 确保高速公路桥梁的功能得以最大化的发挥出来。
1、单板受力病害的特点
一般来说， 重型车辆是引起高速公路桥梁单板受力病害的罪魁祸首， 因为每当车辆通过受力梁板时相邻梁板之间都会产生错动， 尽管车辆驶离以后梁板会恢复原状， 错台也会消失， 但是梁板的弹性变形能力会随着使用时间的推移而逐渐丧失， 此时若没有对病害梁板进行及时的修复， 错台就将成为一个永久性的问题。再加上高速公路桥梁铺装往往存在着大量的缝隙， 当降水量较大时雨水无法及时排出， 会沿着缝隙进入到梁板内部， 侵蚀梁板结构， 削弱梁板性能， 这样的梁板在反复受到车辆荷载作用下就会更容易出现病害问题， 进而导致高速公路桥梁出现车辙和裂缝， 给过往车辆的通行造成了巨大威胁。
2、单板受力病害产生的具体原因
2.1 设计问题
设计阶段在高速公路桥梁工程项目的实施中起到的作用不可小觑， 不仅会为施工提供指导依据， 还能对高速公路桥梁的质量、功能、寿命产生一定的影响， 如果设计方案存在缺陷， 那么建设好的高速公路桥梁就会与预期设想存在差距， 病害问题也将无法避免。比如说在设计过程中忽视了车辆荷载的作用， 桥面铺装和沥青的厚度不够， 与高速公路桥梁的运行要求不符， 高速公路桥梁结构因而无法承担车辆荷载， 破坏了桥面铺装， 缩短了桥梁寿命， 这是设计中比较容易犯的一个错误， 普遍没有受到设计人员的重视。还有就是预制梁板尺寸的偏差， 在安装时经常会出现铰缝距离梁板端部距离较小的情况， 一旦梁板铰缝混凝土遭到破坏， 就会沿着铰缝方向形成裂缝， 大大增加了梁板被雨水腐蚀的概率。除此之外， 铰缝位置需要布置大量的钢筋， 钢筋的数量是决定梁板之间能够紧密衔接的重要因素， 若设计的钢筋数量较少， 梁板的横向连接力将不能得到保证， 单板受力病害也会成为常态。
2.2 施工质量问题
引起高速公路桥梁施工质量问题的原因众多， 材料、技术、人员等因素都不容忽视， 例如材料的质量不合格， 与工程需求相距甚远， 运用劣质材料大大增加高速公路桥梁的施工和运行风险。技术层面的影响则体现在施工技术缺乏合理性， 制约了高速公路桥梁功能的发挥， 桥梁的寿命也会急剧缩短。施工人员在高速公路桥梁施工中扮演着重要的角色， 各个环节的操作都需要施工人员来完成， 如果施工人员的责任意识薄弱， 不能严格按照设计方案进行操作， 将会给高速公路桥梁埋下重大的隐患。
具体而言， 高速公路桥梁施工中比较常见的质量问题问题包括以下几种：
第一， 铺装问题。高速公路桥梁的铺装层所用的原材料有粗、细骨料， 骨料的质量与混凝土强度是息息相关的， 骨料不合乎要求意味着混凝土强度的不足， 那么桥梁长时间运行后桥面就会出现开裂现象。在施工过程中有时会发现梁板厚度超过了桥梁基础的高度， 为了确保二者处于同一水平面， 大多数情况下施工人员都会削减梁板的厚度， 梁板的厚度变薄， 承受荷载的能力就会变差， 使得单板受力病害无法得到控制。
第二， 铰缝问题。由于铰缝混凝土施工关系到梁板结构的整体性， 尤其是相邻两个梁板之间的连接力， 所以铰缝混凝土施工中需要格外注意一些问题， 例如预留筋需要在混凝土浇筑之前拉出， 混凝土浇筑过程中也要保证振捣次数和力度达到规定要求， 在梁板侧面还要进行凿毛处理， 通过控制这些工序的操作质量来提高整体的施工质量， 而任何一个工序的操作不到位都会阻碍梁板弹性变形的恢复， 最终将会酿成单板受力病害。
3、高速公路桥梁单板受力病害的处理方法
通过对高速公路桥梁单板受力病害的特点和产生原因的分析， 我们知道了对设计和施工环节的控制是提高高速公路桥梁工程质量的关键所在， 因此必须对影响工程质量的全体要素进行严格管控， 确保材料、技术、人员都能完全符合高速公路桥梁的施工要求， 各道施工工序都能保质保量的开展， 从而进一步强化施工效果， 防止单板受力病害的发生。
3.1 凿除混凝土铺装层及铰缝混凝土
混凝土铺装层和铰缝混凝土的凿除工作切忌操之过急， 而是要以一个较为迟缓的速率来进行， 凿除的力度也要保持适中， 避免将梁板凿穿。在施工过程中如果遇到非简支梁桥， 要做好相应的预防工作， 避免对顶板的锚固结构及预应力钢束造成破坏， 在凿除工作进行过程中， 要保护好原桥梁梁板预留钢筋、伸缩缝构造、铰缝横向连接筋等， 避免对工程质量造成不良影响。凿除工作结束后， 针对受到破坏较为严重的铰缝， 在具体施工时， 要凿除铰缝内部的混凝土结构， 保留原有的预制钢板、铰缝钢筋和预应力筋， 如果在施工中因为操作不当或不可抗因素发生了损坏， 应当依据原结构对损坏的部位进行修复， 在整个过程中所有出现铰缝砂浆脱落的部位都需要做好相应的修补工作。
3.2 处理病害铰缝
对于病害铰缝的处理应根据铰缝所在位置和具体数量而定， 标准的操作流程为， 先进行病害铰缝的凿除， 再安装钢筋， 铰缝的顶面也要设置连接筋， 这会促使高速公路桥梁的铺装层与梁板形成一个有机整体， 钢筋网能够充分发挥对铺装层的保护作用， 这样在受到车辆荷载作用时铺装层也不会轻易的遭到破坏。通常情况下桥涵建筑的跨径不同， 钢筋的长度和纵向间距也要有所差异：如果桥涵建筑的跨径不足8m, 连接筋长度应为其1/10, 纵向间距为0.45m;如果桥涵建筑的跨径在8m以上， 连接筋长度应为1.2m, 纵向间距是0.9m.铰缝连接筋的位置则需要根据高速公路桥梁工程的具体情况予以调整， 连接筋安装以后还要与顶筋捆绑到一起。
3.3 梁板植筋及注胶
梁板顶板钻孔植筋， 同时在施工过程中， 为了加强梁板与桥面装铺共同受力， 可以将锚固筋顶板与桥面铺装上层进行绑扎。在具体施工过程中， 首先需要进行顶板冲击钻孔， 钻孔过程中需要确保孔内表面足够粗糙， 钻孔直径要超过钢筋直径4mm.利用毛刷对孔壁上的浮皮进行处理， 再利用空气压缩机完成对孔内混凝土碎屑和灰尘的清除， 在整个操作过程中必须要确保孔内的干燥。注胶操作需要应用专用植筋胶由孔的底部进行注射， 当填满孔的2/3时停止注胶， 然后将钢筋逐步旋入到孔内， 整个操作过程中如果发现胶浆溢出， 则表明植入的锚固筋已经全部都黏上了胶， 要注意的是直到胶体固化之前不得给钢筋施加任何荷载。
3.4 更换桥面铺装
为了促进混凝土与桥面的紧密结合， 铺装施工之前的清理工作必不可少， 将桥面上的杂物扫除干净， 保持桥面的干净、整洁， 为混凝土浇筑创造良好的条件。接下来是支模环节， 将预制的槽钢模板顶面朝向上方， 侧面距离1m处设置钢筋电焊用于支撑， 槽钢模板的稳定性将得到充分的保证， 并能够牢牢固定在桥面上。要想防止混凝土从模板下的空间流出， 要用水泥砂浆予以填充， 并在拆模后凿除。固定好钢槽位置后， 复测顶面标高， 并对其位置进行重新调整， 从而确保桥面标高满足设计要求。为了减少桥面铺装施工对高速公路桥梁通车的影响， 可以采取单侧施工的方式， 即一侧施工另一侧通行， 还要在桥梁的空心板底下做好临时支撑， 唯有如此桥面铺装的施工效果才能得到有效的保证。
桥面混凝土浇筑采用人工摊铺方式进行， 利用振捣器来实施混凝土的振捣， 随后要进行整形操作。抹面工作要“先木后铁”, 为了确保表面强度能够达到要求， 需要进行二次收浆抹光。混凝土强度达到相应的强度后， 毛刷表面， 并且要清理干净混凝土表面的浮浆。由于桥面混凝土的纵向浇筑工作分2次完成， 因此需要将施工缝凿毛成竖直。混凝土浇筑完成以后紧接着要进行养护工作， 养护时间为14~21d, 在此期间内需要完全封闭交通， 禁止车辆和行人的通行， 避免对混凝土施加荷载。养护方法为， 经常向混凝土表面洒水， 并将塑料薄膜覆盖在混凝土上用于保温， 当到达规定时间时要用仪器设备测量混凝土强度， 确定其与设计标准相吻合后才能开放交通。高速公路桥梁通车后要限制重型车辆的通行， 防止病害问题的反复。
4、结语
综上所述， 单板受力病害会给高速公路桥梁运行带来一系列不良效应， 需要加强对病害原因和特点的分析， 树立预防为主、防治结合的病害处理思想， 在设计和施工阶段尽可能的避免质量问题的出现。与此同时， 一旦发现了单板受力病害要尽早的处理， 采用科学合理的处治方法， 制定完善的施工作业流程， 促进施工的规范化、有序化开展， 促使高速公路桥梁恢复到最佳的状态， 从而为人们创造安全的出行环境。
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