某區(qū)區(qū)管城市橋梁特點(diǎn)及典型病害分析

周 偉

（北京市建設(shè)工程質(zhì)量第三檢測(cè)所有限責(zé)任公司，北京 100037）

0 引言

區(qū)管城市橋梁主要位于區(qū)屬各鄉(xiāng)鎮(zhèn)及街道的道路上，主要由各鄉(xiāng)鎮(zhèn)進(jìn)行建造及管養(yǎng)，由于缺少系統(tǒng)的規(guī)劃、建設(shè)及管理，導(dǎo)致橋梁建造年代不一，橋梁設(shè)計(jì)、施工水平差別很大，荷載等級(jí)、使用環(huán)境與條件也相差很多，甚至一些橋梁結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)存在不合理之處。筆者單位參與了該區(qū)區(qū)管城市橋梁連續(xù) 6 年的結(jié)構(gòu)定期檢測(cè)，基本覆蓋了該區(qū)全部區(qū)管橋梁，本文主要根據(jù)橋梁結(jié)構(gòu)定期檢測(cè)結(jié)果，對(duì)橋梁存在的典型病害及其成因進(jìn)行分析。

1 某區(qū)區(qū)管橋梁的特點(diǎn)

根據(jù)區(qū)管橋梁的跨度、結(jié)構(gòu)類(lèi)型及橋梁現(xiàn)況技術(shù)狀況等級(jí)等方面進(jìn)行統(tǒng)計(jì)，分析橋梁的特點(diǎn)。

1.1 橋梁跨度統(tǒng)計(jì)分析

區(qū)管橋梁主要分布于該區(qū)各鎮(zhèn)及街道的村鎮(zhèn)道路上，跨越寬度較小的河流及地方溝渠，按橋梁跨度分類(lèi)，主要以小橋（跨徑 3.0～8.0 m）為主，占到全部橋梁的 63.8 %。橋梁跨數(shù)少，跨徑小，為區(qū)管橋梁的顯著特點(diǎn)。橋梁按跨度分類(lèi)統(tǒng)計(jì)如圖 1 所示。

圖1 橋梁按跨度分類(lèi)統(tǒng)計(jì)

1.2 橋梁結(jié)構(gòu)類(lèi)型統(tǒng)計(jì)分析

由于簡(jiǎn)支橋梁的施工工藝較為簡(jiǎn)便，區(qū)管橋梁主要的橋型集中在簡(jiǎn)支板橋及簡(jiǎn)支 T 梁，其中又以簡(jiǎn)支板橋居多（總占比為 53.7 %）。同時(shí)，由于該區(qū)園林分布較為集中，兼?zhèn)渚坝^(guān)效果的鋼結(jié)構(gòu)橋梁及拱橋也比較常見(jiàn)（總占比為 11.4 %）。橋梁按結(jié)構(gòu)形式分類(lèi)統(tǒng)計(jì)如圖 2 所示。

圖2 橋梁按結(jié)構(gòu)形式分類(lèi)統(tǒng)計(jì)

1.3 評(píng)定結(jié)果等級(jí)的統(tǒng)計(jì)分析

部分橋梁由于建造年代久遠(yuǎn)、施工質(zhì)量差、橋梁管理養(yǎng)護(hù)不到位等原因?qū)е聟^(qū)管橋梁整體技術(shù)狀況等級(jí)較差，其中技術(shù)狀況等級(jí)為 C 級(jí)及以下橋梁占到全部橋梁的 28.3 %，D 級(jí)及以下橋梁占到全部橋梁的 11.1 %。橋梁按技術(shù)狀況等級(jí)分類(lèi)統(tǒng)計(jì)如圖 3 所示。

圖3 橋梁按技術(shù)狀況等級(jí)分類(lèi)統(tǒng)計(jì)

2 典型病害與原因分析

2.1 典型病害

通過(guò)對(duì)該區(qū)城市橋梁連續(xù) 6 年的結(jié)構(gòu)定期檢測(cè)結(jié)果的總結(jié)分析，橋梁主要存在的典型病害包括：

1）結(jié)構(gòu)受力不合理（比如邊梁搭設(shè)在墩臺(tái)限位擋塊上方、墩柱傾斜等）；

2）結(jié)構(gòu)開(kāi)裂（上、下部結(jié)構(gòu)）；

3）混凝土劣化；

4）鋼結(jié)構(gòu)銹蝕；

5）構(gòu)件缺失或不完善、脫落等（防撞護(hù)欄、支座等）；

6）其他典型病害。

2.2 原因分析

1）設(shè)計(jì)方面存在的問(wèn)題。部分區(qū)管橋梁建造年代較早，由于當(dāng)?shù)氐耐ㄐ行枨?，附近村委?huì)或企事業(yè)單位自行修建一些跨越河道、溝渠的簡(jiǎn)易橋梁。這些橋梁沒(méi)有正規(guī)設(shè)計(jì)單位進(jìn)行設(shè)計(jì)，而是照抄一些圖紙或者由一些包工隊(duì)來(lái)建造，設(shè)計(jì)方面存在不合理之處，導(dǎo)致橋梁存在較大的安全隱患，比如梁體受力不合理導(dǎo)致的開(kāi)裂、下?lián)系取?/p>

2）施工質(zhì)量的問(wèn)題。部分建造年代較早的橋梁，由于施工技術(shù)不完善、施工質(zhì)量控制不嚴(yán)格、監(jiān)管不嚴(yán)等原因，導(dǎo)致橋梁出現(xiàn)較多施工質(zhì)量缺陷，如混凝土保護(hù)層偏薄、振搗不密實(shí)、混凝土離析等。

3）設(shè)計(jì)荷載較低的問(wèn)題。近年來(lái)城市交通量迅猛增長(zhǎng)，橋梁活荷載超過(guò)原設(shè)計(jì)荷載，從而導(dǎo)致橋梁出現(xiàn)結(jié)構(gòu)性損傷。少數(shù)橋梁由于建造年代較早，道路拓寬后這部分老橋處在機(jī)動(dòng)車(chē)道上，加之當(dāng)時(shí)要求節(jié)省鋼材，配筋較少，在長(zhǎng)期的超荷載作用下，結(jié)構(gòu)會(huì)出現(xiàn)受力裂縫，如主梁底面跨中受拉區(qū)橫向裂縫、主梁腹板受剪區(qū)沿拉應(yīng)力方向斜向裂縫等。并且，好多橋梁缺乏必要的限載標(biāo)志，為了保證橋梁不致超載損壞和行車(chē)的安全而設(shè)立的各種限重、限速、限寬等禁令性標(biāo)志不齊全，甚至沒(méi)有。一些司機(jī)在不明情況或存在僥幸心理的情況下過(guò)橋，對(duì)橋梁結(jié)構(gòu)造成嚴(yán)重?fù)p害。

4）日常養(yǎng)護(hù)管理的問(wèn)題。當(dāng)城市橋梁在正常運(yùn)營(yíng)過(guò)程中出現(xiàn)混凝土結(jié)構(gòu)局部露筋銹蝕、護(hù)欄破損、伸縮縫積土、伸縮縫止水帶破損、泄水孔堵塞等輕微病害時(shí)，由于這類(lèi)“小病”沒(méi)有引起養(yǎng)護(hù)單位的足夠重視，未能及時(shí)給予處理，加上車(chē)輛的反復(fù)作用，從而導(dǎo)致部分橋梁病害嚴(yán)重，直至影響結(jié)構(gòu)的正常使用，甚至?xí)绊懙浇Y(jié)構(gòu)的承載能力及安全使用。

5）綜合原因。在橋梁由于設(shè)計(jì)不合理、施工不規(guī)范、養(yǎng)護(hù)不到位等原因綜合作用下，往往會(huì)出現(xiàn)嚴(yán)重影響橋梁耐久性、使用功能及結(jié)構(gòu)性的病害，例如混凝土板底面混凝土整體剝落、露筋銹蝕、主筋銹斷等。

3 實(shí)例分析

3.1 典型橋梁一

橋梁位于鄉(xiāng)鎮(zhèn)道路，東西方向跨越地方溝渠。該橋?yàn)閱慰绾?jiǎn)支 T 梁，全長(zhǎng) 21.0 m，全寬 6.4 m。上部結(jié)構(gòu)為混凝土 T 梁，橫向 4 片 T 梁。下部結(jié)構(gòu)為柱接蓋梁輕型橋臺(tái)，支座為板式橡膠支座。橋面為瀝青混凝土鋪裝，鋼管焊接護(hù)欄。

2015 年筆者單位對(duì)該橋進(jìn)行了結(jié)構(gòu)定期檢測(cè)，評(píng)定橋梁技術(shù)狀況等級(jí)為 C 級(jí)，即“合格狀態(tài)”。主要病害為該橋 T 梁底面跨中區(qū)域存在橫向受彎裂縫，T 梁梁端腹板存在斜向受剪裂縫，影響結(jié)構(gòu)承載能力。根據(jù)荷載試驗(yàn)結(jié)果橋梁實(shí)際承載能力可滿(mǎn)足城-B 級(jí)，可采用乘以 0.6 的折減系數(shù)的荷載等級(jí)。

該橋由于建造時(shí)橋梁所處道路交通量小，設(shè)計(jì)荷載等級(jí)較低，隨著周邊經(jīng)濟(jì)發(fā)展，道路交通量及車(chē)輛荷載不斷增加，導(dǎo)致 T 梁開(kāi)裂，影響結(jié)構(gòu)受力。橋梁典型病害照片如圖 4～5 所示。

圖4 T 梁腹板受剪區(qū)斜向裂縫

圖5 T 梁底板受彎區(qū)橫向裂縫

3.2 典型橋梁二

橋梁位于鄉(xiāng)鎮(zhèn)道路，跨越地方溝渠，橋下凈空約3.0 m。該橋?yàn)?4 跨鋼筋混凝土簡(jiǎn)支板結(jié)構(gòu)，全長(zhǎng)26.0 m，全寬 4.0 m。上部結(jié)構(gòu)為鋼筋混凝土簡(jiǎn)支板，橫向 5 片板，板高 0.40 m，其中兩邊板搭設(shè)在墩臺(tái)擋塊上方，并在板上設(shè)置護(hù)欄。下部結(jié)構(gòu)采用漿砌塊石墩臺(tái)。橋面為瀝青混凝土鋪裝，鋼欄桿，全橋未設(shè)伸縮縫。

2017 年筆者單位對(duì)該橋進(jìn)行了結(jié)構(gòu)定期檢測(cè)，評(píng)定橋梁技術(shù)狀況等級(jí)為 D 級(jí)，處于不合格狀態(tài)。主要病害為該橋第 1 跨和第 4 跨左側(cè)護(hù)欄及邊板（護(hù)欄設(shè)置于邊板上方）受車(chē)輛撞擊向外偏移，最大偏移 16.0 cm（位于兩側(cè)橋臺(tái)頂位置），存在落梁的危險(xiǎn)，嚴(yán)重影響行車(chē)及行人安全。橋梁典型病害照片如圖 6 所示。

圖6 邊梁偏移

3.3 典型橋梁三

橋梁位于城市次干路上，跨越河流，呈南北走向。該橋?yàn)?7 跨鋼筋混凝土簡(jiǎn)支 T 梁結(jié)構(gòu)，全長(zhǎng) 80.7 m，全寬 11.3 m。上部結(jié)構(gòu)為 7 跨鋼筋混凝土簡(jiǎn)支 T 梁，每跨橫向布置 7 片 T 梁。下部結(jié)構(gòu)為鋼筋混凝土框架式橋臺(tái)，雙柱式橋墩，板式橡膠支座。橋面為水泥混凝土鋪裝，鋼護(hù)欄，兩側(cè)人行道。

2018 年筆者單位對(duì)該橋進(jìn)行了定期檢測(cè)，評(píng)定橋梁技術(shù)狀況等級(jí)為 D 級(jí)，處于不合格狀態(tài)。主要病害為該橋第 2～4 跨邊梁底面、腹板外側(cè)面及翼板存在大量露筋銹蝕現(xiàn)象，且面積均超過(guò)梁底面積的 2 %，局部主筋出現(xiàn)明顯縮徑，最大縮徑率約為 10 %，對(duì)比 2017 年檢測(cè)結(jié)果，主筋縮徑現(xiàn)象有所發(fā)展，嚴(yán)重削弱了結(jié)構(gòu)承載力。病害主要由于邊梁長(zhǎng)期受到雨水侵蝕，導(dǎo)致混凝土劣化、鋼筋銹蝕，且病害出現(xiàn)后未得到及時(shí)的養(yǎng)護(hù)維修，導(dǎo)致病害持續(xù)處于發(fā)展?fàn)顟B(tài)，目前已影響到橋梁的承載能力。橋梁典型病害照片如圖 7～8 所示。

圖7 邊梁底面露筋銹蝕

圖8 邊梁混凝土剝落、露筋銹蝕

4 橋梁病害整治對(duì)策

針對(duì)該區(qū)區(qū)管橋梁特點(diǎn)及橋梁典型病害，解決的對(duì)策和辦法主要應(yīng)從橋梁日常的養(yǎng)護(hù)及管理入手，概括起來(lái)有以下幾個(gè)方面。

1）增強(qiáng)養(yǎng)護(hù)意識(shí)。提高對(duì)舊橋的科學(xué)管養(yǎng)認(rèn)識(shí)，為橋梁管理部門(mén)的當(dāng)務(wù)之急。橋梁的日常養(yǎng)護(hù)是提高橋梁通行能力和延長(zhǎng)橋梁使用壽命的必要措施，加強(qiáng)現(xiàn)有橋梁的保養(yǎng)、維修與加固工作，使其能處于良好的技術(shù)狀態(tài)，可延長(zhǎng)橋梁的使用年限。

2）限制超載車(chē)輛。加大力度整治超載車(chē)輛，嚴(yán)禁超載車(chē)輛強(qiáng)行過(guò)橋。超重車(chē)輛必須過(guò)橋時(shí)，應(yīng)在采取應(yīng)急加固措施的情況下方能過(guò)橋［1］。除了設(shè)立必要的限載、限速等警示性標(biāo)志外，應(yīng)設(shè)置減速帶、限高架等硬性設(shè)施，保證橋梁不致超載損壞而危及行車(chē)安全，特別是對(duì)部分危橋，這些限載限速的措施更顯重要，并應(yīng)將這些標(biāo)志設(shè)施作為橋梁的一部分進(jìn)行養(yǎng)護(hù)，因損壞或被盜而遺失的應(yīng)及時(shí)補(bǔ)上。

3）建立橋梁養(yǎng)護(hù)管理系統(tǒng)。橋梁管養(yǎng)單位應(yīng)建立橋梁管理系統(tǒng)，為橋梁養(yǎng)護(hù)管理提供準(zhǔn)確可靠、運(yùn)用方便的技術(shù)資料。加強(qiáng)橋梁調(diào)查與檢查，不斷為管理系統(tǒng)提供新資料。為了系統(tǒng)地反映橋梁的技術(shù)狀況，要隨時(shí)發(fā)現(xiàn)橋梁缺損和異常情況，提出養(yǎng)護(hù)措施，對(duì)橋梁進(jìn)行經(jīng)常性檢查、定期檢查及特殊檢查。

4）盡快對(duì)不合格橋梁進(jìn)行維修加固。部分無(wú)設(shè)計(jì)、設(shè)計(jì)標(biāo)準(zhǔn)低無(wú)法滿(mǎn)足通行要求的 D、E 級(jí)橋梁，對(duì)行人及行車(chē)均存在較大的安全隱患。對(duì)于此類(lèi)橋梁，管養(yǎng)部門(mén)均應(yīng)盡快委托具有相關(guān)資質(zhì)的單位對(duì)橋梁進(jìn)行現(xiàn)場(chǎng)調(diào)查，根據(jù)橋梁現(xiàn)有技術(shù)狀況、交通量等情況，對(duì)橋梁進(jìn)行加固維修或改擴(kuò)建，確保橋梁的安全運(yùn)營(yíng)［2］。

5 結(jié)語(yǔ)

任何一座橋梁在運(yùn)行中由于材質(zhì)老化、環(huán)境侵蝕、荷載作用等不可避免地會(huì)產(chǎn)生一定程度的病害或損傷，對(duì)橋梁病害必須采取合理的方法進(jìn)行整治或維修加固，但更重要的是在設(shè)計(jì)、施工、使用及養(yǎng)護(hù)管理過(guò)程中主動(dòng)預(yù)防病害的發(fā)生，降低后期的維修保養(yǎng)費(fèi)用，實(shí)現(xiàn)良性循環(huán)，為城市的可持續(xù)發(fā)展提供安全保障。Q