梁式桥桥面系病害

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[摘 要]梁式桥桥面系病害对公路梁式桥破坏性很大，因此有必要对病害作出分析，以便为应对措施的寻求提供尽可能多的帮助。本文结合钢筋混凝土梁式桥的灾害案例后，对其桥面系的病害和灾害进行了归类和原因分析，对提高梁式桥的防病害设计，增强梁桥的抗灾能力有着重要作用和意义。

[关键词]钢筋混凝土梁桥，桥面系，病害分析

中图分类号：R685 文献标识码：A 文章编号：1009-914X（2015）19-0382-01

引言

桥面系作为梁式桥的重要组成部分，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绕。

1.桥面系病害

桥面系包括桥面铺装、桥面板、伸缩缝、排水系统、栏杆及扶手、人行道。

1.1 桥面铺装

桥面铺装层直接承受行车荷载、梁体变形和环境因素的作用，其变形和应力特征与主梁及桥面结构形式密切相关。桥面铺装层可起到分散荷载，参与桥面板的受力的作用，它既是桥面保护层又是桥面结构的共同受力层，所以要求其具有一定的强度和整体性，并满足抗裂、抗冲击、耐磨性能的要求[1]。

1.1.1 桥面铺装破坏类型

（1）裂缝

根据裂缝产生的原因，可将裂缝分为干缩裂缝、温度裂缝和疲劳裂缝。

混凝土干缩裂缝属于早期裂缝，产生的主要原因是养护不力。环境的相对湿度增加，则混凝土干缩减小。而养护环境不良时，混凝土表面产生大量的干缩裂缝。

温度裂缝主要是指低温缩裂，当铺装层表面的温度下降时，由于整个铺装体系的降温需要一个过程，会在铺装结构内产生温度梯度。面层遇降温而收缩的趋势，会受到其下部桥面板的约束而产生拉应力，开始时由于沥青混合料的劲度相对较低，这个拉应力较小，但是随着进一步的降温，混合料的劲度增加，从而伴随了收缩趋势的进一步增强，导致拉应力超过沥青混凝土相应条件的抗拉强度，便产生开裂。

疲劳开裂是指铺装层在正常使用情况下，由行车荷载的多次反复作用引起的铺装层的开裂破坏，是桥面铺装的主要破坏类型。桥面铺装层在荷载作用下会产生裂缝，特别是箱梁，桥面板的变形使纵向肋、横隔梁等刚性较大的部位与桥面板连接处成为高应力区，并在这些位置处的铺装层内产生较大的负弯矩，即这些位置处的铺装层表面是拉应力（拉应变）集中区，因此桥面铺装的疲劳开裂出现在铺装层表面，然后逐渐向底面发展。铺装层的疲劳开裂不仅直接影响到路面的路用性能，而且对于桥面板也有不利的影响。铺装层的开裂破坏，为雨水侵蚀桥面板提供了途径，钢筋的锈蚀会直接影响桥梁功能。因此，必须控制桥面铺装的疲劳开裂，即使发生开裂破坏，也要及时进行修复[2J。

（2）防水层和粘结层剪切破坏

防水层和粘结层剪切破坏是桥面铺装的又一主要的破坏类型，也是桥面铺装特有的一种破坏类型。粘结层的完好对改善桥面铺装层的受力条件非常重要。铺装层与桥面板之间粘结层的破坏不仅大大降低了两者复合作用，增加了铺装层内部的应力，加速铺装面层的破坏，而且给修复工作带来了极大困难，增大了修复费用[2]。

（3）推移（或波浪）和拥包

沥青混凝土的塑性流动滑移会产生推移，其特征为横跨沥青表面的波形起伏。

拥包是铺装表面的局部隆起。垂直力和水平力的综合作用，行驶车辆的冲击、震动等综合作用会造成这种破坏。

（4）松散（剥离）、泛油、集料磨光、脱层

松散（剥离）、泛油、集料磨光、脱层也是铺装层的破坏形式。下雨天铺装层在车轮荷载的反复作用下，骨料易从铺装层剥离，最终发展成为坑槽。

1.2 桥面板

桥面板缺陷主要有桥面板裂纹、腐蚀破坏等。

（1）桥面板裂纹

桥面板裂纹是桥面板中最主要的病害，它会导致其他病害的产生，加剧混凝土桥面板的退化[3]。

（2）桥面板腐蚀破坏

在混凝土桥面板中，氯离子通过孔隙扩散进入混凝土，最终导致钢筋腐蚀。

1.3 伸缩缝

桥梁伸缩缝常见病害有伸缩缝防水材料老化、脱落、接头活动异常，锚固构件损坏，伸缩缝凹槽填入其他硬物，不能自由变形，构造部位下陷或凸出等。

1.3.1 伸缩缝病害原因

伸缩缝装置破坏的主要原因可分为外部因素、设计因素、施工因素、管理养护因素。

外部因素有交通流量大，重型车辆多，车辆冲击作用力大。

设计因素主要有桥梁结构、桥面板的刚度不足；伸缩量计算不准确，没有考虑安装的实际温度对伸缩装置的影响，选型不当；设计未对伸缩装置的后浇混凝土和铺装层材料提出严格要求和规定。

施工因素主要有对伸缩装置施工工艺重视不够，未能严格按照施工工艺标准和安装工序进行施工；锚固件焊接质量差，只注重便面忽视内部质量标准；两侧水泥混凝土和沥青混凝土铺装层结合不够好，碾压不密实。

管理养护因素为伸缩装置各种部件由于老化而产生局部破坏，但又没能及时更换老化部件和维修局部损坏。

1.4 人行道

车行道、人行道界限不明会造成人行道病害，包括断裂、错位、剥落、锈蚀等。

1.5 栏杆

混凝土老化剥落、漏筋严重会造成栏杆病害，包括断裂、错位、剥落、锈蚀等。

1.6 排水系统

泄水管和引水槽是排水系统出现病害的部位。

泄水管的缺陷主要有管道破坏、损失、泄水管体脱落。引水槽的缺陷主要有引水槽有堆泥、堵塞，水流不畅，槽口破裂损坏而出现漏水，积水等。

参考文献

[1] 姚大发等，桥面铺装沥青面层的病害与防治[J]，安徽建筑，2003，10（6）-44-44，46.

[2] 巫祖烈等，混凝土桥面铺装层病害成因及研究方法探讨[J]，重庆交通学院学报，第22卷，第3期.

[3] Mohsen A.Issa.Investigation of Cracking in Concrete Bridge Decks at Early Ages.J.Bridge Engrg.4，116（1999）.