既有桁架式公鐵兩用橋梁病害及檢測(cè)要點(diǎn)淺析

郭晗 田春艷

摘要：隨著時(shí)代的發(fā)展，公鐵兩用橋梁不斷增多，鋼桁架或鋼桁架結(jié)合斜拉橋的形式占主流。本文以淮河大橋?yàn)檩d體，闡述桁架式公鐵兩用橋梁的病害情況，并對(duì)病害情況進(jìn)行淺要分析，歸納總結(jié)此類橋梁的檢測(cè)要點(diǎn)，以期對(duì)類似工程提供借鑒。

關(guān)鍵詞：公鐵兩用橋梁;鋼桁架;病害分析;檢測(cè)要點(diǎn)

改革開放以來，國(guó)家大力投資基礎(chǔ)設(shè)施建設(shè)，公路和鐵路交通均處于快速發(fā)展階段，對(duì)于基礎(chǔ)工程復(fù)雜、墩臺(tái)造價(jià)較高的大橋或特大橋，以及靠近城市、鐵路公路均較稠密而需建造鐵路橋和公路橋以聯(lián)接線路時(shí)，為了降低造價(jià)和縮短工期，會(huì)考慮建造公鐵兩用橋梁。隨著鐵道部并入交通運(yùn)輸部，公鐵兩用橋梁獲得規(guī)劃和建設(shè)的機(jī)會(huì)也逐漸增多。二十世紀(jì)修建的公鐵兩用橋梁，跨度相對(duì)較小，多采用簡(jiǎn)支或連續(xù)鋼桁架，隨著各種技術(shù)水平的提高和橋梁跨度的增加，鋼桁架梁結(jié)合斜拉橋或系桿拱橋的形式逐漸增多。隨著服役年限的增加，橋梁的病害逐漸增多，為了及早發(fā)現(xiàn)橋梁病害及異常現(xiàn)場(chǎng)，確保橋梁的使用安全，橋梁的檢測(cè)顯得尤為重要。本文以淮河大橋定期檢測(cè)內(nèi)容為載體，對(duì)公路橋病害進(jìn)行原因分析并歸納檢測(cè)要點(diǎn)，以期對(duì)類似工程提供借鑒。

1公鐵兩用橋梁的優(yōu)勢(shì)

1.1綜合利用橋位，合理利用河流、土地、空間等資源。

1.2節(jié)省基礎(chǔ)建設(shè)的費(fèi)用，節(jié)約資源，經(jīng)濟(jì)性好，并符合環(huán)保、節(jié)能、可持續(xù)發(fā)展的理念。

1.3在構(gòu)造上充分發(fā)揮鐵路橋和公路橋豎、橫向剛度互補(bǔ)的優(yōu)勢(shì)，揚(yáng)長(zhǎng)避短。

2工程概況

2.1橋梁概況

淮河大橋?yàn)楣F兩用大橋，上下分建，主橋上部結(jié)構(gòu)為兩聯(lián)（3×96m+3×96m）平弦三角形連續(xù)鉚接鋼桁架，長(zhǎng)579.6m，高12.8m，主桁節(jié)間為8m，兩片主桁中距10m。引橋上部結(jié)構(gòu)為預(yù)應(yīng)力混凝土簡(jiǎn)支T梁，其中淮南方向（南岸）為61×32.7m，阜陽方向（北岸）跨徑布置為19×32.7m;擺柱式鋼支座。設(shè)計(jì)荷載：汽-20、掛-80;人行道荷載：350kg/m2。

2.2檢測(cè)結(jié)果

2.1.1橋面系

（1）瀝青混凝土橋面網(wǎng)狀裂縫，個(gè)別伴有坑槽;少量縱橫向裂縫;

（2）伸縮縫均通長(zhǎng)積土、止水帶老化、脫落，個(gè)別異型鋼翹曲變形;

（3）泄水孔堵塞（約25%）、排水管殘缺、脫落;

（4）引橋人行道檢查孔蓋板多處存在破損、開裂，個(gè)別有斷裂和掉落的趨勢(shì)。

2.1.2橋面板

主橋波形鋼折板底面共存在多處銹蝕、涂層起皮剝落。

2.1.3上部結(jié)構(gòu)

主橋豎桿和斜桿少量點(diǎn)狀銹跡。引橋邊梁外挑人行道板底面露筋銹蝕嚴(yán)重，部分鋼筋已銹蝕斷裂，混凝土有進(jìn)一步掉落發(fā)展;T梁、橫隔板和現(xiàn)澆段普遍存在混凝土剝離、個(gè)別有掉落趨勢(shì);混凝土T梁末端存在少量斜向收縮裂縫;橫隔板共存在少量豎向通長(zhǎng)裂縫和斜向裂縫。

2.1.4橋梁墩臺(tái)

引橋臺(tái)帽存在少量混凝土剝落、露筋銹蝕和豎向通長(zhǎng)裂縫;橋墩蓋梁及墩柱保護(hù)層混凝土剝落、露筋銹蝕嚴(yán)重，個(gè)別鋼筋有縮徑現(xiàn)象;多個(gè)蓋梁頂部雜物堆積。

2.1.5支座

主橋個(gè)別支座缺失、串動(dòng)錯(cuò)位、上鋼板焊接不飽滿、支座與連接鋼板脫焊等;支座及支座上墊鋼板有進(jìn)一步掉落的發(fā)展趨勢(shì)。引橋鑄鋼支座表層均存在銹蝕現(xiàn)象;固定端支座有個(gè)別存在輕微扭曲變形;多個(gè)墊石存在混凝土剝落、露筋銹蝕;個(gè)別存在混凝土剝離、開裂。

2.3病害原因分析

2.3.1溫度變化、橋梁結(jié)構(gòu)不均勻沉降、橋面連續(xù)及墩頂負(fù)彎矩，是造成橋面裂縫類病害的主要原因;下層鐵路運(yùn)行造成聯(lián)系鋼桁架產(chǎn)生一定的振動(dòng)，也是上層公路橋面板損壞的原因之一。

2.3.2伸縮縫止水帶開裂一般存在施工、養(yǎng)護(hù)等多方面的原因。伸縮縫裝置混凝土澆筑前各施工環(huán)節(jié)未進(jìn)行有效控制或混凝土后期收縮過大;日常使用中未進(jìn)行養(yǎng)護(hù)保養(yǎng)等。

2.3.3主橋橋面板底面多處銹蝕，多數(shù)位于伸縮縫處和泄水管殘缺脫落及搭接焊縫部位，受橋面水侵蝕所致。

2.3.4主橋鋼桁架點(diǎn)狀銹蝕，多為涂層厚度不足、局部受水侵蝕或水蒸氣腐蝕等原因。

2.3.5對(duì)于鋼筋混凝土結(jié)構(gòu)，鋼筋銹蝕等耐久性病害已成為普遍存在的問題，混凝土自身材料和外界自然環(huán)境的共同作用使得其物理、力學(xué)性能隨著使用時(shí)間的推移逐步退化。鋼筋綁扎偏位和振搗不密實(shí)等施工問題、伸縮縫止水帶脫落、墩柱行洪區(qū)的水流沖刷侵蝕，也是造成鋼筋銹蝕的重要的原因。但是隨著混凝土剝落和鋼筋銹蝕的發(fā)展，截面尺寸不斷減小、鋼筋縮徑、外露鋼筋握裹力降低等問題也逐漸顯現(xiàn)，最終將轉(zhuǎn)變?yōu)橛绊懡Y(jié)構(gòu)受力的病害。

2.3.6在公路活載對(duì)橋面板產(chǎn)生的長(zhǎng)期疲勞振動(dòng)作用及鐵路運(yùn)行造成主橋桁架連續(xù)梁產(chǎn)生的振動(dòng)作用的共同影響下，主橋鋼縱梁與橋面板之間的橡膠支座及支座下鋼板由于水平方向抗剪強(qiáng)度不夠而產(chǎn)生細(xì)微的水平位移，位移積累到一定程度后，支座或支座下鋼板便會(huì)產(chǎn)生較大錯(cuò)位，甚至脫落，這些病害對(duì)橋下鐵路檢查人員和火車運(yùn)營(yíng)存在較大的安全隱患，并對(duì)橋面板的整體受力存在影響。

2.4檢測(cè)要點(diǎn)

橋梁檢測(cè)的首要目標(biāo)是進(jìn)行安全隱患排查，排除影響結(jié)構(gòu)和行車安全的各種情況后，再根據(jù)結(jié)構(gòu)形式逐跨檢查影響結(jié)構(gòu)受力的病害。對(duì)于服役有一定時(shí)間的公鐵兩用橋梁，結(jié)構(gòu)材料的老化和使用功能的退化呈逐步上升趨勢(shì)，關(guān)注影響結(jié)構(gòu)耐久性的病害，并對(duì)結(jié)構(gòu)進(jìn)行科學(xué)的耐久性評(píng)估及剩余使用壽命預(yù)測(cè)，成為檢查重點(diǎn)。具體有以下幾個(gè)方面：

2.4.1安全隱患排查：排查是否有異物侵入鐵路限界，影響列車運(yùn)行和工作人員的安全，排查內(nèi)容包括：公路橋護(hù)欄各部件是否松動(dòng)或缺失;支座和剝離的混凝土是否有掉落趨勢(shì);巡視結(jié)構(gòu)是否存在明顯的永久變形，關(guān)鍵桿件是否有失穩(wěn)傾向，橋梁墩臺(tái)和基礎(chǔ)是否存在不穩(wěn)定、失穩(wěn)現(xiàn)象等。

2.4.2影響結(jié)構(gòu)受力的病害：重點(diǎn)檢查結(jié)構(gòu)受力構(gòu)件主要受力部位。對(duì)于鋼桁架連續(xù)梁主橋，重點(diǎn)關(guān)注桁架節(jié)點(diǎn)連接處鉚釘是否存在松動(dòng)、缺失;主要構(gòu)件焊縫是否存在開裂，是否存在較大變形。引橋混凝土T梁則注意檢查跨中是否存在受彎裂縫、梁端附近是否存在剪切裂縫等。

2.4.3影響結(jié)構(gòu)耐久性的病害：主要檢查鋼結(jié)構(gòu)是否存在銹蝕及銹蝕的嚴(yán)重程度，混凝土結(jié)構(gòu)滲水泛堿、混凝土剝落、露筋銹蝕等。

2.4.4耐久性向結(jié)構(gòu)性轉(zhuǎn)變的病害：不要忽略可能轉(zhuǎn)變成影響結(jié)構(gòu)受力的病害。如混凝土剝落露筋等耐久性病害隨著程度的增加和數(shù)量的增多，鋼筋縮徑且混凝土截面面積不斷減小，進(jìn)而對(duì)結(jié)構(gòu)承載能力產(chǎn)生影響。

2.4.5影響使用功能的病害：主要是影響車舒適性和使用性的病害。和如泄水孔堵塞，橋面車轍，伸縮縫積土等。

2.4.6根據(jù)橋梁所處的地理環(huán)境和氣候環(huán)境，適當(dāng)關(guān)注環(huán)境影響下可能產(chǎn)生的病害。如處于海洋環(huán)境的橋梁，應(yīng)注意氯離子對(duì)鋼結(jié)構(gòu)或混凝土結(jié)構(gòu)的性能影響。

3結(jié)束語

由于公鐵兩用橋梁結(jié)構(gòu)相對(duì)復(fù)雜，公路鐵路空間交織，所以我們需要更扎實(shí)的理論知識(shí)，先進(jìn)的檢測(cè)手段，更智能、現(xiàn)代的檢測(cè)儀器設(shè)備，更具針對(duì)性的檢測(cè)規(guī)范，不斷提高檢測(cè)水平。