淺析鋼箱梁的危害與養(yǎng)護(hù)

劉 昆

（江西九江長江公路大橋有限公司）

淺析鋼箱梁的危害與養(yǎng)護(hù)

劉 昆

（江西九江長江公路大橋有限公司）

2014年國家級大學(xué)生創(chuàng)新創(chuàng)業(yè)訓(xùn)練計劃項目“輕型鋼結(jié)構(gòu)住宅在延安新區(qū)建設(shè)中的應(yīng)用研究”項目編碼201410719034

現(xiàn)如今，交通運(yùn)輸事業(yè)不斷發(fā)展，橋梁建設(shè)也迎來了良好的發(fā)展機(jī)遇，相比于混凝土箱梁，鋼箱梁的重量小、抗風(fēng)性強(qiáng)、抗彎剛度大、外觀上也比較輕盈，安裝起來也比較便利、快捷，使得鋼箱梁的使用范圍十分廣泛。我國已經(jīng)建設(shè)的橋梁中，很多也應(yīng)用了鋼箱梁結(jié)構(gòu)。但是由于鋼箱梁橋梁的建設(shè)時間比較短，缺少必要的維護(hù)和監(jiān)測，因此需要對鋼箱梁加強(qiáng)養(yǎng)護(hù)等工作。本文就以九江長江公路大橋建設(shè)為例，對鋼箱梁的養(yǎng)護(hù)與危害進(jìn)行分析和研究。

鋼箱梁；養(yǎng)護(hù)；危害

在橋梁工程建設(shè)中，鋼箱梁是十分重要的結(jié)構(gòu)，鋼箱梁也被稱為鋼板箱形梁，一般使用在跨度比較大的橋梁中，能夠固定橋身，主要分為頂板、底板、腹板、橫隔板以及縱隔板等5部分。我國的鋼箱梁發(fā)展時間比較短，存在著一定的問題，缺少必要的養(yǎng)護(hù)經(jīng)驗，使得鋼箱梁出現(xiàn)了嚴(yán)重的損壞，影響橋梁的作用發(fā)揮。

一、工程項目概述

項目起點(diǎn)位于現(xiàn)江西省南九高速公路七里湖段,從江西九江市現(xiàn)有閻家渡碼頭上游約1公里處跨越長江，終點(diǎn)接于湖北省黃梅縣黃小高速公路小池收費(fèi)站北側(cè),路線全長25.193公里，其中長江大橋總長8.462公里。

主橋結(jié)構(gòu)為六跨不對稱混合梁斜拉橋，南邊跨和主跨南索塔附近為混凝土主梁，主跨大部分與北邊跨為鋼箱主梁。采用了密索半漂浮結(jié)構(gòu)體系，索塔、輔助墩采用雙向滑動支座，過渡墩采用縱向滑動支座并限制橫向相對運(yùn)動，索塔與主梁側(cè)面設(shè)置了橫向抗風(fēng)支座。主橋為1405米雙塔混合梁斜拉橋，由預(yù)應(yīng)力砼梁、鋼混結(jié)合段、鋼箱梁（83節(jié)段）組成，副孔為截面預(yù)應(yīng)力砼連續(xù)箱梁。

二、鋼箱梁的危害

1、表面涂裝劣化

對鋼箱梁的表面進(jìn)行涂裝能夠起到一定的裝飾效果，還能夠減少空氣中的腐蝕物質(zhì)侵蝕鋼箱梁的內(nèi)部鋼材，但是其自身的腐蝕情況也比較嚴(yán)重。涂裝劣化主要有粉化、起泡、裂紋、生銹等情況[1]。

粉化就是由于涂膜長期處于空氣中，在表面容易出現(xiàn)老化的現(xiàn)象，在紫外線的影響下，涂膜中的色香原料會出現(xiàn)變質(zhì)，有機(jī)涂料的分子結(jié)構(gòu)變?yōu)榉蹱?，出現(xiàn)粉狀物。

起泡就是氣體或者是液體滲入到了涂層之間或者是涂層與鋼材之間，從而引起壓力造成的。如果壓力超過涂層間的黏聚力時，就會出現(xiàn)氣泡。

裂紋是涂層內(nèi)部應(yīng)變造成的，涂膜的裂紋有龜裂、裂紋之分。龜裂的發(fā)現(xiàn)難度比較大，是在涂膜表面出現(xiàn)的一種比較輕微的裂紋。如果裂紋深入到涂膜的深處或是鋼材表面，就很容易被肉眼發(fā)現(xiàn)。

生銹是涂裝劣化中比較嚴(yán)重的，銹的產(chǎn)生可能是由于非鼓泡引起的，也可能是鼓泡裂縫造成的，或者是涂裝出現(xiàn)破壞而產(chǎn)生的。

2、鋼材的腐蝕

由于橋梁是暴露在空氣中，會受到環(huán)境變化的影響，環(huán)境中的腐蝕性物質(zhì)對于鋼箱梁的腐蝕速度和效率也會產(chǎn)生影響。如果鋼箱梁的表面涂裝遭到破壞，就會使其內(nèi)部的腐蝕速度和效率得到提升。腐蝕會使得橋梁構(gòu)件的截面被削弱，出現(xiàn)裂紋等現(xiàn)象，不斷變大，導(dǎo)致橋梁的壽命減少，嚴(yán)重的甚至發(fā)生斷裂。

鋼材的腐蝕主要有點(diǎn)蝕和均勻腐蝕、縫隙腐蝕之分。點(diǎn)蝕就是橋梁在運(yùn)營一段時間后，雖然鋼箱梁的大面積沒有受到腐蝕，但是在個別的點(diǎn)以及小面積上出現(xiàn)腐蝕的現(xiàn)象，時間越久，腐蝕的孔洞就會越大。均勻腐蝕就是整個金屬表面都出現(xiàn)輕微的腐蝕現(xiàn)象，這種腐蝕現(xiàn)象通常出現(xiàn)在鋼箱梁底板的外部等位置。縫隙腐蝕就是金屬間的連接結(jié)構(gòu)有縫隙，如果有縫隙的金屬受到腐蝕介質(zhì)影響，其局部的范圍就會受到腐蝕[2]。

3、結(jié)構(gòu)性的損害

鋼箱梁的疲勞裂紋，這分為主應(yīng)力和次應(yīng)力引起的內(nèi)、外疲勞裂紋。結(jié)構(gòu)的疲勞強(qiáng)度會受到應(yīng)力集中以及拉應(yīng)力的影響。鋼箱梁中薄弱的部分容易發(fā)生疲勞裂紋，使用過程中，受到的疲勞傷害逐漸增加，裂紋也會逐漸擴(kuò)大。

鋼箱梁變形，主要有永久性和局部性的變形之分，局部變形會使得鋼箱梁焊接縫出現(xiàn)裂縫，使得橋梁的穩(wěn)定性受到影響。局部變形主要是對鋼橋面起到控制作用的面板發(fā)生變形。

三、鋼箱梁的養(yǎng)護(hù)策略

1、做好日常檢測

首先可以進(jìn)行人工檢測，主要是通過人眼進(jìn)行檢查，并輔助相關(guān)的工具，如放大鏡、小錘、鋼尺等，這是一種比較常見的檢測方式。這種檢測方法比較快、成本也比較低，對于檢測人員的要求也不高。但是這種檢測方式只是檢測人視線范圍內(nèi)的比較大的裂紋和腐蝕情況，對于內(nèi)部的細(xì)微的裂縫一般需要依靠檢測人員的經(jīng)驗進(jìn)行判斷。

其次可以使用超聲波進(jìn)行檢測，超聲波檢測方法主要是對結(jié)構(gòu)厚度以及探傷進(jìn)行檢測，這兩種情況都是利用脈沖發(fā)射波法進(jìn)行檢測。超聲波檢測法能夠?qū)︿撓淞簝?nèi)部的病害進(jìn)行檢測，且不會影響橋梁的正常交通運(yùn)輸，但是由于設(shè)備自身的原因，鋼箱梁的一些關(guān)鍵性部位是無法進(jìn)行檢測的，并且儀器價格也比較貴，使得這種超聲波檢測方法受到限制。

磁粉檢測法就是將磁粉撒在被測的試件上，如果試件表面以及近表面的磁力線不發(fā)生變化，并且磁粉分布比較均勻，就說明試件沒有出現(xiàn)裂紋。如果有裂紋，磁阻就會發(fā)生變化，磁力線會出現(xiàn)畸形，磁粉也會出現(xiàn)堆積現(xiàn)象。這種方法通常用在鋼箱梁表面裂紋以及凹槽的檢測中[3]。磁粉檢測法的成本不高、容易操作、出現(xiàn)的結(jié)果也比較準(zhǔn)確，但是這種方法要求測試件表面很光滑，要求檢測人員具備較高的技術(shù)和經(jīng)驗。

渦流檢測法，這種方法的基礎(chǔ)是電磁感應(yīng)原理，將交流電的線圈放在鋼材的表面。如果有裂紋，渦流場就會發(fā)生變化，進(jìn)而感應(yīng)電壓也會發(fā)生變化。這種方法主要是應(yīng)用在鋼箱梁表面病害的檢測中。在渦流檢測進(jìn)行檢測時，被測物與線圈是不需要進(jìn)行接觸的，可以高速檢測，但是這種方法不適合使用在形狀比較復(fù)雜的零部件中。

2、日常養(yǎng)護(hù)技術(shù)

首先是劣化的養(yǎng)護(hù)。做好局部、整體以及重新的維修涂裝。局部維修涂裝就是將銹蝕的部分進(jìn)行清理和重新涂裝，這種方法只適用于銹蝕面積比較小的，并且有更強(qiáng)粘結(jié)力的涂裝部分。整體涂裝就是對腐蝕的表面進(jìn)行清理，然后依據(jù)涂裝的規(guī)格對整個結(jié)構(gòu)進(jìn)行重新的涂裝。重新涂裝就是將原有的涂層進(jìn)行清理，然后進(jìn)行整體涂裝。

結(jié)構(gòu)損傷的維護(hù)。對于疲勞裂紋要將裂紋上部的鋪裝層去掉，了解裂紋的長度，加工成型，然后進(jìn)行重新焊接，并檢測恢復(fù)鋪裝。及時處理鋼箱梁焊接裂紋以及螺栓連接問題。

結(jié)束語：

當(dāng)前橋梁工程建設(shè)不斷增多，鋼箱梁的作用也日漸凸顯，鋼箱梁在橋梁工程施工建設(shè)中具有不可忽視的地位和作用，在橋梁建設(shè)中必須要提高對鋼箱梁的重視，需要認(rèn)真細(xì)致分析鋼箱梁存在的主要危害，進(jìn)而采取針對性的措施加以維護(hù)，避免鋼箱梁的危害對橋梁的使用產(chǎn)生影響，威脅人們交通出行的安全。

[1]吳杰.大跨度鋼箱梁養(yǎng)護(hù)與危害成因分析[J].門窗,2014,12:468.

[2]張麗芳,艾軍,張鵬飛,楊朝輝.大跨度鋼箱梁病害及成因分析[J].公路與汽運(yùn),2013,03:203-206.

[3]吉伯海,趙端端,姜竹生,史國剛,傅中秋.鋼箱梁腐蝕病害綜合評分制評定方法[J]. 世界橋梁,2013,06:81-85.

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1007-6344（2016）03-0282-01

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