超载引起的桥梁常见病害
引言
312国道沪宁段自2003建成以来承担了大部分货车交通量。而且超载现象比较严重．因此许多桥涵因超载出现了较严重破损。312国道沪宁段汽车超载主要有3种情况：其一是早期修建的老桥超龄负载运营；其二是桥梁通行的车型或流量超过原设计；其三是车辆违规超载。，产生前2种情况的主要原因是设计荷载的变化和交通量的增加；最后一种情况是原因是车辆使用者违法超载营运。桥梁的超载会使桥梁疲劳应力幅度加大、损伤加剧．甚至会出现一些超载引发的结构破坏事故。另一方面。由于超载造成的桥梁内部损伤不能恢复。将使得桥梁在正常荷载下的工作状态发生变化．从而可能危害桥梁的安全性和耐久性。
1、重车荷载对各类桥梁的影响
对于斜交桥来说，重车对桥梁的影响略小于同等跨径的正桥．因为车辆荷载通过斜桥时车辆的2排轮胎不能同时作用于最不利位置，所以与同跨正交桥相比，其截面内力略小。对于单孔跨径较大的桥。因为桥长、跨径大，在同一或相邻跨内可能同时上多辆重车，重车的荷载效应较大，并且车辆的纵向间距对内力影响也很大。由此可见．在重载交通的路段，大跨桥梁是不适宜的，应多采用中、小跨径的桥梁。对于中、小跨径桥梁，随着跨径的减小．恒载内力所占比例变小，活载内力所占比例变大，所以活载增大对桥梁内力的整体影响也变大。换言之，重车在小跨径桥上的荷载效应较大，造成的破坏较严重。另外．因为桥梁短、跨径小，纵向仅能上l辆重车，因而纵向车距影响不大，最大活载内力的大小由重车的主轴质量决定。内力最大值所对应的布载情况为超车时2列重车的重轴同时布于最不利位置。
2、几种常见桥梁病害的检测与处治
2．1空心板梁的加固与维修
盛新桥位于312国道无锡境内．桩号K15l+900．该桥上部结构采用三跨10 m普通钢筋混凝土空心桥梁．桥台采用重力式u形桥台，桥墩采用桩柱式桥墩。桥梁位于圆曲线段及超高段。据现场调查，该桥中心线与两侧线路中心线一致，高程平顺，超高一致，车辆通过时桥头无跳车现象；沥青混凝土桥面铺装在中跨常州方向中心线右侧第2块板出现25 crux25 cm的坑洞，在无锡方向边跨中心线左侧第2块板的两侧桥面通长出现裂缝、沉陷现象．沉陷宽度为10～20 cm；钢筋混凝土空心板梁外观良好，底部平直无挠曲，混凝土无空洞和明显裂缝；铰缝宽度不均匀，尤其在桥面铺装破坏处，板梁宽度不足造成铰缝布置过宽，混凝土有脱落现象；桥墩、灌注桩等外观良好无明显裂缝。
2．1．1病害分析
除桥面铺装局部破坏外，该桥其他主要承重结构均能满足使用要求。由于板梁布置不均匀或板梁的宽度不够，部分铰缝宽度过大。加上铰缝混凝土强度不足．在超车辆荷载的反复作用下，铰缝混凝土逐渐破碎脱落。造成桥面凹陷破坏。
2．1．2处理方案
铲除坑洞四周15啪范围内的表面沥青混凝土．裁成矩形凹槽，若底部混凝土桥面有破坏现象．则应先凿除破坏的混凝土，修补好后涂一层黏层油，并填补沥青混凝土铺装；将2条通长沉陷拓宽10 cm后铲除表面沥青混凝土．凿除破坏桥面及铰缝混凝土，根据铰缝宽度设置加强铰缝钢筋网片，吊模重新浇筑4∥混凝土，再涂一层黏层油，并填补沥青混凝土铺装。
2．2桁架拱桥的加固与维修
后庄桥位于312国道常州境内，桩号K169+538．5。该桥主孔为一跨40 nl钢筋混凝土架拱桥．两侧各设1个4 m辅孔。主孔桥台为重力式桥台。桥台基础为扩大基础。据现场观测调查，该桥中心线与线路中心线一致，桥头铺装损坏严重，主孔跨中无明显下凹现象．桥梁病害主要表现为裂缝，集中在两侧辅孔及辅孑L与主孔相连处的主孔桥面板上，无锡方向辅孔南侧的现浇板已明显有15 cmxl5cm的下凹坑塘，坑塘四周裂缝上下贯穿，桥面破损严重。下部结构桥台砌体出现不规则裂缝。
2．2．1病害分析
主跨伸缩缝附近桥面出现裂缝是由车流量较大、微弯板变形过大造成的；辅孔现浇板出现跨中大面积破坏是由钢筋混凝土现浇板施工质量不高造成的；桥台砌体出现不规则裂缝可能是由基底不均匀沉降造成的。
2．2．2处理方案
经过分析．针对病害成因。建议将辅孔现浇板凿除，对墙体灌浆处理后重新浇筑台帽及桥面板，增设台帽与混凝土路面间的胀缝，重新置换部分微弯板并重新浇筑主孔桥面。，同时，该桥为钢筋混凝土桁架拱桥，且拱顶、拱脚有发生位移的迹象。建议设置观测站，对拱顶下垂、拱脚水平位移进行跟踪观测，分析判断桥梁的结构稳定性，并确定相应的处治方案：若结构稳定、变形完成，不作处理：若结构不稳定，变形仍在继续，但变形值尚在规范容许范围内．则台后加做阻滑板处理；若结构不稳定，变形值已超过规范容许范围，则桥梁应彻底改造。
2．3 梁的加固与维修
丁村立交桥建于1993-年，由无锡市政设计院设计，桥梁行车道宽10．5 In，总宽11．2 m，路面双向横坡1．5％，设横向半径为350 m的圆弧，桥长300 nl，为15孔低高度后张法宽腹T梁。据现场调查，主桥T梁铺装层破损变形，翼板破碎，甚至局部击穿，横向连接钢板开焊脱离，梁体挠度较大。
2．3．1病害分析
在超载车等荷载反复冲击下，梁体铺装层破损严重，翼板碎裂、钢筋外露，局部混凝土已被击穿，桥面连接钢板及横隔连接钢板焊接已脱离，横向无法整体受力，梁体挠度加大。但考虑该桥仍然维持交通，远期要进行大规模改造．因此抢修、加固方案要满足目前交通需求。
2．3．2处理方案
对桥梁病害要做到及时发现、及时处理。必须配备必要的检查人员，且这些人员中的一部分．应当具有桥梁专业知识、有一定的实践经验，并对管辖范围的桥梁的病害历史有所了解和记忆。2004年《公路桥涵养护技术规范》规定。定期检杳最长不得超过3年．根据客观实际的需要．一般定期全面检查应该每年1次；特殊检查应视实际需要而定，而且应该委托有相应能力的单位来承担。在检查的基础上，分析病害，摸清维修、中修、大修工作量，再分轻 重缓急去安排维修或大、中修工作计划与资金，将各种病害扼杀在萌芽中，减小超载车对桥梁的破坏。
3、超载桥梁耐久性影响的控制与预防
3．1桥梁设计
在桥梁设计中明确提出使用年限的要求，进行专门的耐久性设计；应该在结构体系、构造、材料、维护、耐久性的设计到施工的全过程中加强和保证结构的安全性。作为工程设计人员应对其设计的桥梁远景交通流量和组成有一定前瞻性．充分考虑到现阶段的施工和管理水平以及材料工艺水平，采用适当的安全度、设计方法来保证桥梁的使用性能，才是更为主动和有效的方法。
3．2加强控制施工质量
对于短期内发生的诸如突然破坏与倒塌．多是由于施工质量没有达到规范和设计要求．典型的问题包括材料强度不足和施工工艺不合格等：也有个别桥梁存在诸如偷工减料、以次充好等严重的管理问题．更是对桥梁安全造成致命的损害。而大量的桥梁在远没有达到预期使用寿命时出现了影响正常使用的病害与劣化．特别是一些桥梁在只使用了几年、甚至刚建成不久就出现严重的耐久性不足的问题。这也与施工质量低下有重要关系。典型的问题包括钢筋保护层不足及目前广泛存在于施工现场的严重的构件开裂问题。这些施工上的缺陷虽然在短期内不会对桥梁的正常使用产生明显的影响．但却会对结构的长期耐久性产生非常不利的危害。
3．3 加强桥梁的养护管理
3．3．1高度重视桥梁的巡查
对桥梁病害要做到及时发现、及时处理。必须配备必要的检查人员，且这些人员中的一部分．应当具有桥梁专业知识、有一定的实践经验，并对管辖范围的桥梁的病害历史有所了解和记忆。2004年《公路桥涵养护技术规范》规定。定期检杳最长不得超过3年．根据客观实际的需要．一般定期全面检查应该每年1次；特殊检查应视实际需要而定，而且应该委托有相应能力的单位来承担。在检查的基础上，分析病害，摸清维修、中修、大修工作量，再分轻重缓急去安排维修或大、中修工作计划与资金，将各种病害扼杀在萌芽中，减小超载车对桥梁的破坏。
3．3．2加强重载交通下桥梁的运营管理
对于超载严重的车辆必须限制通行，以保证桥梁的安全。在收费公路上，可以按车重收费，提高重车的收费标准。让超载运输不再有利可图，促使车主自觉减少汽车的载重量。对于大跨桥梁，要限制车辆通行的纵向间距，严格禁止车辆在长大桥上停留，以减小桥跨上布置的车辆荷载数目。不允许车况较差的重车上桥，防止因事故在桥上抛锚。堵车发生时要派专人看管、疏导，任何桥上停满80 t以上的重车。其后果都是不堪设想的。还应该限制桥上重车超车。使横向只有一列车通过。车速也不宜过高。以减小车辆的冲击力和制动力。
4、结语
大量超限运输车辆在公路上行驶，致使公路桥梁严重损坏。人为地缩短了其使用年限。因此汽车超载造成的桥梁损坏不仅与设计、施工等桥梁形成前的环节有关，而且与桥梁建成后的使用、养护和管理联系紧密。要杜绝汽车造成桥梁损坏。延长桥梁的使用周期，提高投资效益，需要设计、施工、养护、管理等各方主体各负其责，分头把关．按照行业规范标准，结合工程实际，严格履行各自职能。对于重载运输，在严令禁止超载的同时，还应该从技术上采取有效的措施，提高桥梁承载能力，适应车辆荷载增长的变化．以保证公路运输的安全、畅通。
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