基于檢測的貴陽大型橋梁病害分析及對策研究

覃 剛王艷晗韓立中

（1,2北京林業(yè)大學水土保持學院，北京市 100083 3交通運輸部公路科學研究院，北京市 100088 )

基于檢測的貴陽大型橋梁病害分析及對策研究

覃 剛1王艷晗2韓立中3

（1,2北京林業(yè)大學水土保持學院，北京市 100083 3交通運輸部公路科學研究院，北京市 100088 )

為了評估貴陽地區(qū)大型橋梁健康狀況和完善舊橋管養(yǎng)措施，本文對貴陽地區(qū)橋梁檢測結(jié)果進行歸納分析，總結(jié)貴州貴陽地區(qū)橋梁病害程度，及對橋梁病害成因進行分析，并針對性的提出一些處理方法和建議。

貴陽；檢測；病害成因分析；對策

1 引言

橋梁定期檢查[1]是根據(jù)橋梁結(jié)構(gòu)特征和管理需要，利用一定的檢查工具而編制的一套用于橋梁狀態(tài)登記、技術(shù)狀況判別、提出決策和處治措施的手段過程，它是評定橋梁承載能力的基礎(chǔ)，其目的在于詳細測定橋梁結(jié)構(gòu)材料使用性能，確定橋梁結(jié)構(gòu)功能使用狀況，為橋梁養(yǎng)護決策提供科學依據(jù)。

大量的學者對橋梁的檢測技術(shù)以及加固方法開展了廣泛的研究工作。夏占武[2]對橋梁檢測技術(shù)方法進行了初步的闡述，并進行實例介紹。肖玉輝[3]對橋梁病害成因進行分析并給出一定的對策。金玉泉[4]對各類橋梁的病害和災害進行了詳細的闡述。劉菠[5]分析了各類混凝土梁橋的病害進并給出對策。趙輝[6]則對空心板橋進行病害與加固參數(shù)分析。洪華[7]研究了圬工拱橋的病害機理及耐久性加固技術(shù)。梁棟

[8]對橋梁耐久性病害處理措施進行了研究。姚國文、吳海軍、李世亞[9]則在前人的基礎(chǔ)上系統(tǒng)的論述了橋梁檢測和加固技術(shù)的通用原理和規(guī)程。

本文對貴陽地區(qū)橋梁檢測結(jié)果進行歸納分析，總結(jié)貴州貴陽地區(qū)橋梁病害程度，及對橋梁病害成因進行分析，并針對性的提出一些處理方法和建議，以對新橋設(shè)計、施工，和對舊橋的管養(yǎng)維護提供一定的參考。

2 貴陽橋梁病害及成因分析

2.1 橋型分類

檢測路線8條，橋梁32座，其中云開線11座，廣成線6座，銅修線5座，包南線4座，上瑞線2座，清水線2座，開陽至南白1座，貴陽至開陽1座。（既有梁式結(jié)構(gòu)又有拱式結(jié)構(gòu)按拱橋統(tǒng)計）

表2.1 -1 橋型統(tǒng)計表

2.2 橋梁技術(shù)狀況統(tǒng)計

32座橋梁中二類橋居多，共計22座，占參檢橋梁總數(shù)的68.75%；三類橋10座，占參檢橋梁總數(shù)的31.25%；無一、四、五類橋。

表2.2 -1 橋梁技術(shù)狀況統(tǒng)計表

表2.2 -2 三類、四類橋梁明細表

2.3 橋梁病害綜述

對于橋梁工程安全性的考量，是以結(jié)構(gòu)的強度、剛度、穩(wěn)定性及耐久性等指標來衡量的。橋梁的病害就對耐久性造成了威脅，若是病害程度嚴重，甚至危害到了橋梁的強度、剛度及穩(wěn)定性。[10]

桁架拱病害嚴重。如花魚洞大橋，主拱及拱上桁片裂縫眾多，加固處加固鋼板銹蝕，碳纖維布脫落，防護漆脫落。下部結(jié)構(gòu)拱座加固處出現(xiàn)斜向裂縫及網(wǎng)狀裂縫發(fā)展延伸：加固的外包混凝土脫落，裂縫加長延伸，并且數(shù)量增多，未加固位置也出現(xiàn)相連的斜向裂縫及網(wǎng)狀裂縫。

圖1 桁架拱橋病害

空心板裂縫、翹曲等現(xiàn)象。現(xiàn)澆空心板結(jié)構(gòu)出現(xiàn)翹曲、脫空等現(xiàn)象；空心板地裂縫眾多：南江大橋空心板出現(xiàn)較多裂縫；陽郎1#大橋空心板底縱向裂縫寬度超限；陽郎2#大橋空心板腹板豎向裂縫寬度超限。

箱梁腹板裂縫多。

石拱橋的腹拱、拱腳處出現(xiàn)裂縫及滲水現(xiàn)象較嚴重，如松柏山大橋。

多數(shù)橋墩存在滲水現(xiàn)象，橋臺出現(xiàn)出現(xiàn)不同程度的豎向裂縫，如凹河大橋橋臺耳墻裂縫較寬，耳墻局部外傾。

夾山大橋橋橋臺發(fā)生輕微沉降，凹河大橋耳墻開裂呈輕微外傾趨勢。

基礎(chǔ)沖刷較嚴重。后山河大橋墩基礎(chǔ)沖刷較嚴重。此外還有以下橋梁存在基礎(chǔ)沖刷現(xiàn)象: 楠木渡大橋存在橋臺基礎(chǔ)護坡沖刷;三板橋大橋拱座基礎(chǔ)沖刷。

圖2 基礎(chǔ)沖刷

支座問題突出。某些橋梁未見支座，如南江大橋，楊柳塘大橋等。即使現(xiàn)場發(fā)現(xiàn)有支座的橋梁，支座銹蝕、脫空、扭轉(zhuǎn)、剪切變形、支座墊石破損等病害也比較嚴重。

圖3 支座破損

多數(shù)橋梁排水系統(tǒng)不是很理想，橋面防水層功能較差，大量雨水侵蝕梁體，導致梁體銹脹漏筋，對結(jié)構(gòu)耐久性產(chǎn)生不良影響。

部分橋梁橋面鋪裝病害較嚴重，如姬昌橋，橋面鋪裝病害不僅嚴重影響橋梁使用性能，還將導致梁體破壞，嚴重影響橋梁安全性能。松柏山大橋橋面坑槽破損嚴重，積土積泥，影響行車舒適性。

圖4 橋面鋪裝坑槽

2.4 病害成因分析

1）關(guān)于桁架拱橋，由于設(shè)計時間較早，設(shè)計通行荷載較低，材料強度較低，桁架拱橋內(nèi)力過大導致開裂嚴重，原有加固處有繼續(xù)發(fā)展趨勢。

2)各種裂縫成因分析

縱向裂縫與空心板板底偏薄產(chǎn)生而畸變變形，同時橫向構(gòu)造鋼筋配筋不足不能夠限制變形發(fā)展，從而產(chǎn)生縱向裂縫。另外，也與縱向預應力筋拉力過大及管道位置不合理有關(guān)，縱向裂縫會順著預應力管道方向出現(xiàn)。此外，空心板極如采用四個板式橡膠支座就會很容易在支座處出現(xiàn)局部脫空、整體脫空的情況，支座缺失也不鮮見。此時空心板梁約束扭轉(zhuǎn)內(nèi)力加大，截面產(chǎn)生畸變彎曲應力，也會引起空心板底板縱向裂縫。溫差、收縮徐變、施工質(zhì)量等也會引起非結(jié)構(gòu)性裂縫的產(chǎn)生。

雖然底板縱向裂縫對空心板承載能力影響不大，裂縫出現(xiàn)在板底后，在一定程度上降低其抗扭剛度，對梁體的受力造成不利影響。除此之外，縱向裂縫對空心板梁的整體性及耐久性有顯著的降低。

腹板裂縫病害的主要原因為腹板主拉應力過大，施工時臨時荷載及運營時活載過大及箱梁畸變也會引起腹板裂縫。結(jié)構(gòu)性豎向裂縫對橋梁承載力有不利影響。非結(jié)構(gòu)性裂縫多由于梁體局部外力作用、保護層過薄、溫度應力、收縮徐變等引起，對結(jié)構(gòu)整體承載力影響不大，但影響結(jié)構(gòu)耐久性。

臺身沉降主要與地質(zhì)條件不良，諸如地基巖性及巖體結(jié)構(gòu)不佳，或者降雨增加荷載并且使地基結(jié)構(gòu)面濕潤軟化影響原有力學平衡。再者就與上部荷載不均勻等有關(guān)。（陳開圣）

3）其它病害成因分析

橋墩滲水病害主要由于上游水流及砂石流速快流量大，對橋墩或護墩體沖或河床沖刷比較嚴重。漂流物撞擊墩臺或基礎(chǔ)也會導致構(gòu)件破損。護墩防護體砌筑質(zhì)量不高，防護方法不得當，養(yǎng)護不及時，墩基礎(chǔ)處土質(zhì)不良等均能導致基礎(chǔ)沖刷掏空?；A(chǔ)掏空將影響結(jié)構(gòu)穩(wěn)定性及承載能力，需及時維修。

諸如排水系統(tǒng)，橋面鋪裝，支座等問題，基本是由于沒有嚴格控制施工質(zhì)量，以及后期沒有對橋梁進行充分的管養(yǎng)造成的，再加上貴州特有的多雨天氣，及多河流地貌，使得這些問題較為突出。

3 對策及處理措施

桁架拱橋病害較多，且多次加固后仍存在多種病害，加固部位病害進一步發(fā)展的趨勢較為明顯，因此要及時關(guān)注此類橋梁，及時維修的基礎(chǔ)上進行承載能力評定、結(jié)構(gòu)性能分析及壽命周期評估，再來決定繼續(xù)使用與否。

上部結(jié)構(gòu)梁板及墩臺裂縫多，建議及時封閉灌注處理，必要部位采取黏貼鋼板及碳纖維布等方式進行加固處理提高承載能力。

石拱橋腹拱裂縫，需及時維修拱橋橋面排水防水系統(tǒng)，防止?jié)B水繼續(xù)腐蝕上部結(jié)構(gòu)。對拱橋裂縫查明原因后需采取適當?shù)木S修加固措施，如替換砌塊，維修勾縫脫落處等。

對輕微沉降及失穩(wěn)的橋臺，及時維修加固處理，如換填基礎(chǔ)、重新砌筑、增設(shè)擋墻等。

對脫空的支座采取同步頂升的方法更換支座。對存在開裂、剪切、變形、錯位等病害的支座加強檢測發(fā)展情況，若出現(xiàn)發(fā)展速度加快、脫空的情況需采取同步頂升的方法更換支座。

對沖刷嚴重的基礎(chǔ)及時采取加固措施，可增設(shè)護坡，護墩體等。對裂縫嚴重的墩臺及時采取封閉裂縫的措施。

疏通泄水管，及時維修破壞的防水層，減少梁體（拱）滲水泛堿等病害。

對橋面鋪裝層進行修復，以保證行車平穩(wěn)和減少對橋梁結(jié)構(gòu)的沖擊傷害。

4 結(jié)論與認識

橋梁從建設(shè)到使用，涉及到設(shè)計、施工、運營管理等各個方面。任何一個方面有疏漏都會對橋梁產(chǎn)生不利影響，使橋梁產(chǎn)生各種病害。對病害進行正確的評估及處理，是保證橋梁安全的重要手段。本文對貴陽地區(qū)橋梁病害情況做出的總結(jié)分析，及對策建議，對貴州地區(qū)舊橋的維護和新橋的設(shè)計具有參考的價值和積極的意義。

[1]JTG H11-2004，公路橋涵養(yǎng)護規(guī)范[S].

[2]夏占武，橋梁檢測與加固技術(shù)應用[D]，吉林大學，2003

[3]肖玉輝，沈立宏，混凝土橋梁病害成因分析及對策研究[J]，中外公路，2004，24（1）：39—42.

[4]金玉泉，橋梁的病害及災害[D].同濟大學.2006.

[5]劉菠.高速公路橋梁典型病害及建管養(yǎng)對策研究[D].重慶交通大學.2012

[6]趙暉.空心板橋病害與加固參數(shù)分析[D].長安大學.2013.

[7]洪華.圬工拱橋病害機理及耐久性加固技術(shù)研究[D].重慶交通大學.2013.

[8]梁棟，孫靜，申慧才.橋梁結(jié)構(gòu)耐久性病害處理措施研究[J].公路.2014(1):31—34

[9]姚國文，吳海軍，李世亞.橋梁檢測與加固技術(shù)[M].北京：人民交通出版社股份有限公司，2014.7.

[10]周承濤，宋波.貴州省高等級公路橋梁病害調(diào)查與分析[J].公路.2008（4）：209—211.

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1007-6344（2016）02-0192-02