覃 剛王艷晗韓立中

（1,2北京林業(yè)大學(xué)水土保持學(xué)院，北京市 100083 3交通運(yùn)輸部公路科學(xué)研究院，北京市 100088 )

基于檢測(cè)的貴陽(yáng)大型橋梁病害分析及對(duì)策研究

覃 剛1王艷晗2韓立中3

（1,2北京林業(yè)大學(xué)水土保持學(xué)院，北京市 100083 3交通運(yùn)輸部公路科學(xué)研究院，北京市 100088 )

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

貴陽(yáng)；檢測(cè)；病害成因分析；對(duì)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(guò)程，它是評(píng)定橋梁承載能力的基礎(chǔ)，其目的在于詳細(xì)測(cè)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(hù)決策提供科學(xué)依據(jù)。

大量的學(xué)者對(duì)橋梁的檢測(cè)技術(shù)以及加固方法開(kāi)展了廣泛的研究工作。夏占武[2]對(duì)橋梁檢測(cè)技術(shù)方法進(jìn)行了初步的闡述，并進(jìn)行實(shí)例介紹。肖玉輝[3]對(duì)橋梁病害成因進(jìn)行分析并給出一定的對(duì)策。金玉泉[4]對(duì)各類(lèi)橋梁的病害和災(zāi)害進(jìn)行了詳細(xì)的闡述。劉菠[5]分析了各類(lèi)混凝土梁橋的病害進(jìn)并給出對(duì)策。趙輝[6]則對(duì)空心板橋進(jìn)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(jī)理及耐久性加固技術(shù)。梁棟

[8]對(duì)橋梁耐久性病害處理措施進(jìn)行了研究。姚國(guó)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(cè)和加固技術(shù)的通用原理和規(guī)程。

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

2 貴陽(yáng)橋梁病害及成因分析

2.1 橋型分類(lèi)

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

表2.1 -1 橋型統(tǒng)計(jì)表

2.2 橋梁技術(shù)狀況統(tǒng)計(jì)

32座橋梁中二類(lèi)橋居多，共計(jì)22座，占參檢橋梁總數(shù)的68.75%；三類(lèi)橋10座，占參檢橋梁總數(shù)的31.25%；無(wú)一、四、五類(lèi)橋。

表2.2 -1 橋梁技術(shù)狀況統(tǒng)計(jì)表

表2.2 -2 三類(lèi)、四類(lèi)橋梁明細(xì)表

2.3 橋梁病害綜述

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

桁架拱病害嚴(yán)重。如花魚(yú)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(hù)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(zhǎng)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(yáng)郎1#大橋空心板底縱向裂縫寬度超限；陽(yáng)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(yán)重，如松柏山大橋。

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

夾山大橋橋橋臺(tái)發(fā)生輕微沉降，凹河大橋耳墻開(kāi)裂呈輕微外傾趨勢(shì)。

基礎(chǔ)沖刷較嚴(yán)重。后山河大橋墩基礎(chǔ)沖刷較嚴(yán)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(tái)基礎(chǔ)護(hù)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(wèn)題突出。某些橋梁未見(jiàn)支座，如南江大橋，楊柳塘大橋等。即使現(xiàn)場(chǎng)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(yán)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(dǎo)致梁體銹脹漏筋，對(duì)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(yán)重，如姬昌橋，橋面鋪裝病害不僅嚴(yán)重影響橋梁使用性能，還將導(dǎo)致梁體破壞，嚴(yán)重影響橋梁安全性能。松柏山大橋橋面坑槽破損嚴(yán)重，積土積泥，影響行車(chē)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(jì)時(shí)間較早，設(shè)計(jì)通行荷載較低，材料強(qiáng)度較低，桁架拱橋內(nèi)力過(guò)大導(dǎo)致開(kāi)裂嚴(yán)重，原有加固處有繼續(xù)發(fā)展趨勢(shì)。

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(shí)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(yù)應(yīng)力筋拉力過(guò)大及管道位置不合理有關(guān)，縱向裂縫會(huì)順著預(yù)應(yīng)力管道方向出現(xiàn)。此外，空心板極如采用四個(gè)板式橡膠支座就會(huì)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(jiàn)。此時(shí)空心板梁約束扭轉(zhuǎn)內(nèi)力加大，截面產(chǎn)生畸變彎曲應(yīng)力，也會(huì)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(huì)引起非結(jié)構(gòu)性裂縫的產(chǎn)生。

雖然底板縱向裂縫對(duì)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(duì)梁體的受力造成不利影響。除此之外，縱向裂縫對(duì)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?yàn)楦拱逯骼瓚?yīng)力過(guò)大，施工時(shí)臨時(shí)荷載及運(yùn)營(yíng)時(shí)活載過(guò)大及箱梁畸變也會(huì)引起腹板裂縫。結(jié)構(gòu)性豎向裂縫對(duì)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(hù)層過(guò)薄、溫度應(yīng)力、收縮徐變等引起，對(duì)結(jié)構(gòu)整體承載力影響不大，但影響結(jié)構(gòu)耐久性。

臺(tái)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(rùn)軟化影響原有力學(xué)平衡。再者就與上部荷載不均勻等有關(guān)。（陳開(kāi)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(duì)橋墩或護(hù)墩體沖或河床沖刷比較嚴(yán)重。漂流物撞擊墩臺(tái)或基礎(chǔ)也會(huì)導(dǎo)致構(gòu)件破損。護(hù)墩防護(hù)體砌筑質(zhì)量不高，防護(hù)方法不得當(dāng)，養(yǎng)護(hù)不及時(shí)，墩基礎(chǔ)處土質(zhì)不良等均能導(dǎo)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(shí)維修。

諸如排水系統(tǒng)，橋面鋪裝，支座等問(wèn)題，基本是由于沒(méi)有嚴(yán)格控制施工質(zhì)量，以及后期沒(méi)有對(duì)橋梁進(jìn)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(wèn)題較為突出。

3 對(duì)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(jìn)一步發(fā)展的趨勢(shì)較為明顯，因此要及時(shí)關(guān)注此類(lèi)橋梁，及時(shí)維修的基礎(chǔ)上進(jìn)行承載能力評(píng)定、結(jié)構(gòu)性能分析及壽命周期評(píng)估，再來(lái)決定繼續(xù)使用與否。

上部結(jié)構(gòu)梁板及墩臺(tái)裂縫多，建議及時(shí)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(jìn)行加固處理提高承載能力。

石拱橋腹拱裂縫，需及時(shí)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(duì)拱橋裂縫查明原因后需采取適當(dāng)?shù)木S修加固措施，如替換砌塊，維修勾縫脫落處等。

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

對(duì)脫空的支座采取同步頂升的方法更換支座。對(duì)存在開(kāi)裂、剪切、變形、錯(cuò)位等病害的支座加強(qiáng)檢測(cè)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(duì)沖刷嚴(yán)重的基礎(chǔ)及時(shí)采取加固措施，可增設(shè)護(hù)坡，護(hù)墩體等。對(duì)裂縫嚴(yán)重的墩臺(tái)及時(shí)采取封閉裂縫的措施。

疏通泄水管，及時(shí)維修破壞的防水層，減少梁體（拱）滲水泛堿等病害。

對(duì)橋面鋪裝層進(jìn)行修復(fù)，以保證行車(chē)平穩(wěn)和減少對(duì)橋梁結(jié)構(gòu)的沖擊傷害。

4 結(jié)論與認(rèn)識(shí)

橋梁從建設(shè)到使用，涉及到設(shè)計(jì)、施工、運(yùn)營(yíng)管理等各個(gè)方面。任何一個(gè)方面有疏漏都會(huì)對(duì)橋梁產(chǎn)生不利影響，使橋梁產(chǎn)生各種病害。對(duì)病害進(jìn)行正確的評(píng)估及處理，是保證橋梁安全的重要手段。本文對(duì)貴陽(yáng)地區(qū)橋梁病害情況做出的總結(jié)分析，及對(duì)策建議，對(duì)貴州地區(qū)舊橋的維護(hù)和新橋的設(shè)計(jì)具有參考的價(jià)值和積極的意義。

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

[2]夏占武，橋梁檢測(cè)與加固技術(shù)應(yīng)用[D]，吉林大學(xué)，2003

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

[4]金玉泉，橋梁的病害及災(zāi)害[D].同濟(jì)大學(xué).2006.

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

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

[7]洪華.圬工拱橋病害機(jī)理及耐久性加固技術(shù)研究[D].重慶交通大學(xué).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(guó)文，吳海軍，李世亞.橋梁檢測(cè)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(jí)公路橋梁病害調(diào)查與分析[J].公路.2008（4）：209—211.

U45

B

1007-6344（2016）02-0192-02