2.3.4 桥面系及附属设施
桥面系直接承受汽车荷载、人群荷载,并承受雨水、阳光等的侵蚀,极易发生病害。桥面系受损不仅会影响行车安全和舒适感,也会损害主梁的耐久性。桥面系及附属设施面临的主要安全与健康问题如下:
(1)桥面铺装损坏。
桥面铺装层需要直接承受车轮的压力、冲击及剪切荷载,并在汽车和气候环境的反复作用下被磨耗和风化。但在进行桥梁结构设计时,对桥面铺装层一般不作专门的计算分析。这就导致了许多桥梁随着交通量和重型车辆的增加,在短时间内出现较为严重的桥面铺装损坏。常见的桥面铺装病害有变形、开裂等(见图2-66)。
图2-66 桥面铺装病害
造成桥面铺装病害的原因主要是物流和货运业的发展使得车辆的载重、轴重、轮载都成倍增加,过大的荷载造成桥面局部应力增大,而现行规范只把桥面铺装作为结构层来处理,不进行力学分析,未明确规定铺装层的设计计算方法。另外,由于桥梁结构受力,铺装层会出现较大的局部应力,又由于铺装层刚度较小,所以会出现较大的变形。当桥面开裂以后,雨水或者其他污水很容易进入铺装层内部,滞留在桥面板和铺装层之间,破坏黏结层的黏结作用,使铺装层和桥梁结构脱离。
(2)伸缩缝。
伸缩缝是桥梁结构中承担最大动力荷载的附件,须承受量值不等的各种复杂动力荷载和冲击。据美国统计数据,桥梁中伸缩缝的平均寿命为10~15年,远低于桥梁本身的设计寿命,且伸缩缝是桥梁结构中最易损坏又较难维修的部分。若伸缩缝损坏,就会引起跳车、噪声和漏水等现象,不仅影响行车舒适度,而且对桥梁结构安全不利。部分伸缩装置常见病害(见图2-67)。对某省2013年、2014年检测的多条高速公路780座预应力空心板梁桥检测结果的统计分析表明,有412座桥梁存在伸缩缝病害,占桥梁总数的52.8%。伸缩缝病害问题急需解决。
图2-67 伸缩装置常见病害
(3)排水系统堵塞。
桥梁的排水系统会因泄水孔堆积垃圾和沙土而完全堵塞,最终出现桥面积水问题(见图2-68)。排水系统堵塞的主要原因有:①桥上的砂石及泥土在雨水的冲刷下汇集于泄水管周围,没有得到及时清除,导致泄水管堵塞;②养护工人意识不足,将桥面垃圾直接清扫至泄水孔,利用泄水孔排出垃圾,导致泄水孔堵塞;③泄水管道设计不合理,采用直径较小又有弯折的泄水管,导致排水不畅,疏通又较为困难,随着时间的推移,泥沙等垃圾结块堵住管道。
图2-68 桥面积水
(4)桥头跳车。
按照桥头搭板的形式,桥头跳车可分为两类:一类为桥头无搭板时桥台与路堤接合部位的错台问题;一类是桥头有搭板时由于搭板路基端不均匀沉降引起的桥路过渡段纵坡变化。当上述两类问题的沉降差超过2cm时,搭接处的路面极易发生断裂现象,使车辆的通行受到威胁(见图2-69)。
图2-69 桥头跳车