河北省國省干線公路梁式橋病害調查與維護

李曉波

(石家莊市公路橋梁建設集團)

1 河北省橋梁病害調查

河北省公路管理局近期對全省公路橋梁的狀況進行了普查，結果表明屬于二、三類之間的較多，基本上處于較好與較壞之間。屬于三、四類的橋梁多集中在梁、板式橋、少筋微彎板橋、雙曲拱橋和部分T型梁橋。在國道上，橋梁為1674座/92203.95m，三類橋分屬在十條國道上，共92座，全長6250.06m，四類橋分屬在七條國道上共55座，共3077.31m;在省道上橋梁共272座/139078.5m，屬三類橋149 座，全長12 190m，四類橋共89座，全長共2190.34m。三、四類橋分別占國道橋梁總長度的10.2％和省道橋梁總長度的8.5％，全省有結構缺陷的橋梁其比率略顯偏高。

2 河北省梁式橋病害成因分析

2.1 上部結構病害

2.1.1 鋼筋混凝土板梁橋

(1)裂縫。裂縫現象較普遍，有受力裂縫和非受力裂縫。非受力裂縫由施工原因或溫度變化等環境因素影響而產生:部分橋梁存在無固定規律的網狀裂縫、縱橋向裂縫。受力裂縫有板梁下緣受拉區裂縫和腹板上主拉應力引起的斜裂縫。

(2)混凝土剝落，露筋。嚴重部位多發生在邊梁外側，因為外側邊梁易受到風雨和橋面流水的侵蝕。輕則開裂，混凝土松散，鋼筋銹蝕，重則混凝土剝落露筋，其中107線交河大橋混凝土剝落露筋長達10m。

(3)空心板施工時內模上浮引起的頂板過薄，造成橋面和空心板頂板混凝土破損或形成空洞。

(4)施工原因所致梁體之間豎向位置錯動，不在同一平面上，不利形成橫向整體斷面。

(5)橫向聯結破壞。空心板間縱向鉸縫失效連帶橋面縱縫，使結構形成單板受力。

(6)滲水。橋面表層水進入空心板洞內積水，滲水腐蝕混凝土和鋼筋。有的梁未設置排水孔，或排水孔堵塞，水沿梁體裂縫滲出，在滲水縫周圍形成混凝土析出物。

(7)由于制造原因或超載破壞使結構承載力不足，結構撓度變形大。

2.1.2 鋼筋混凝土T梁

(1)由于混凝土施工原因所致腹板網狀無規律細裂縫。

(2)腹板下緣豎向裂縫，裂縫超過0.3mm甚至達到2mm，裂縫向上可至翼板。

(3)腹板上的斜裂縫。在腹板兩側離跨中越遠其裂縫傾斜角越大。

(4)梁肋下緣混凝土剝落，鋼筋外露銹蝕，邊梁尤為嚴重。

(5)橋面縱向開裂，橫梁連接開裂，鉸縫破壞，橫向連接失效，橋梁整體剛度下降。

(6)施工原因所致梁體預拱度偏大。

(7)部分大跨徑T梁橋因結構剛度小，使梁撓度過大，行車震動，行人有不安全感。

(8)部分T梁懸臂過大，邊梁防撞護欄過重，長期使用情況下外翼緣板有下撓現象。

2.1.3 裝配式箱梁

(1)箱梁底板跨中部位有受彎裂縫，有的延至腹板。(2)腹板豎向裂縫，多與底板裂縫有關聯。(3)主拉應力所致腹板斜裂縫。(4)沿橋梁縱向的底板非受力裂縫。(5)頂、腹、底板銜接處的裂縫。(6)底板、腹板交界處由于模板漏漿形成的混凝土松散、麻面，成為混凝土剝蝕、鋼筋銹蝕的隱患。(7)墩頂濕接頭處開裂。

2.2 下部結構與基礎病害

常用的橋梁基礎包括淺埋擴大基礎和樁基礎。淺埋擴大基礎容易發生的病害有基礎滑移、不均勻沉降，以及沖刷淘空，基礎外露等等。由于地基承載力不足，或者持力層下存在軟弱地基，處理不當，就會使基礎發生不均勻的沉降或者轉角位移。有的地基埋深不夠，或者受河道變遷以及挖沙取土的影響，受到沖刷，造成基礎外露，嚴重的甚至基礎下局部被水流沖刷淘空，直接影響基礎的穩定。在基礎外露或埋深不足的情況下，如果橋下排水不暢，發生凍害，則基礎會產生滑移、上下膨落;若水流過速，會加大沖刷，掏空地基而垮橋。

打入樁基礎病害。有的打入樁因施工原因，或者后期水流沖刷、裸露后遭受漂浮物撞擊，造成樁身、樁頭破碎，混凝土剝蝕，鋼筋銹蝕，引起承載力降低。

鉆孔灌注樁基礎病害。鉆孔灌注樁基礎受到水流沖刷，發生樁身裸露，受到施工質量影響，以及裸露后受到沖刷、撞擊、破壞，樁基發生縮頸，混凝土缺失、剝蝕，鋼筋出現露筋、銹蝕病害。

樁基礎發生沉降。在摩擦樁與打入樁多見。由于設計原因，樁長不足，樁徑過小，或對于地質情況沒有探明，會發生樁基礎的沉降。還有的樁基礎受到負摩阻力影響發生沉降。例如橋臺填土施工時，后填的土體和地基土層受到壓路機振動碾壓而固結，會對樁基產生負摩阻力，使橋臺樁基下沉。有時橋臺填土施工的臺后土壓力會使樁頂發生水平位移。有的立交橋中墩坐落在下行路線的路基上。路基施工時，由于振動壓路機使路基土體固結，對樁基產生負摩阻力，導致樁基下沉。

有的樁基受地質災害影響發生病害。張家口某高速公路跨線橋橋臺樁基由于受到山體邊坡滑坡的影響，發生水平向位移、轉角位移，甚至被滑坡體剪斷。

基礎以及下部的位移與沉降會對橋梁的上部結構產生嚴重影響。尤其對于連續梁超靜定結構，會產生較大的附加內力，使梁體受力加大，開裂破壞。

2.3 附屬結構病害

(1)橋面鋪裝病害。鋪裝層厚度小，配筋少，缺少防水措施，造成橋面在重車作用下發生松散、開裂破壞。橋面鋪裝的破壞，使主梁失去了保護，主梁發生開裂、滲水。有時橋面除雪使用了含鹽的除雪劑，帶有有害物質的積水下滲，加速了主梁堿骨料反應、抓鹽侵蝕、凍融破壞、混凝土可融物質析出、鋼筋銹蝕等病害的發生發展，降低了橋梁的使用壽命。

(2)伸縮縫病害。伸縮縫長期受動荷載的作用，并且承擔著滿足梁體變形的任務，容易發生破壞。常見的病害有:伸縮縫被雜物卡住，失去自由伸縮功能，加大主梁承受溫度變形的附加內力;漏水，加速侵蝕主梁梁端;還有錨固件松脫，預埋鋼板斷裂，填縫料脫落，伸縮縫結構破壞，兩側橋面的混凝土破碎，形成坑槽。伸縮縫的破壞將進一步加劇車輛通過時的顛簸，加大梁端所承受的動荷載沖擊，使其發生疲勞破損。

(3)支座病害。支座的功能是滿足主梁位移、轉動的需要，并且支撐主梁，按照設計要求限制主梁某些方向的位移。如果支座發生病害，則主梁受力的邊界條件就要改變，主梁受力會受到很大的影響。支座病害主要包括支座本身的破壞，例如橡膠老化，變硬或開裂，使支座變形受限，主梁受力加大，梁端或墩臺頂面開裂破壞。滑動支座四氟板滑移脫落，造成滑動受限，梁體附加內力增大。固定支座的錨固裝置松動錯位，使梁端的變形不再受到限制，改變了梁體的受力狀態。還有由于施工問題，導致支座安裝不密貼，或者支座墊石破壞，支座支墊鋼板脫落，造成支座脫空，使梁體失去支撐，受力情況改變。

(4)其他附屬結構。如泄水孔堵塞，橋面排水不暢。如果長期不加以處治，橋面水就不能及時排走，會淤積、下滲，或者沿邊梁涎流，對鋼筋混凝土梁產生侵蝕、凍融等，加速梁體病害的發生和發展。還有橋頭跳車，如果不加以治理，則梁端部長期承受較大的沖擊荷載作用，梁端發生開裂，混凝土破碎等病害。再如導流設施、調治構造筑物，如果破壞，則水流沖刷加大，直接影響破壞橋梁基礎與下部，若下部發生病害變形后，就會進而間接影響主梁結構的安全。

3 橋梁病害的維護措施

3.1 橋梁的養護是防治橋梁病害的最重要措施

加強汛期后橋梁的養護工作。汛期及洪水過后，要對橋梁墩臺基礎、翼墻錐坡、調治構造物等沖刷情況進行檢查、觀測，及時發現和處治水毀現象，避免水毀病害加重危及全橋。

加強橋梁橋面系統的養護，特別要注意橋面鋪裝的防水、排水，杜絕橋面積水現象;橋面伸縮縫破損要及時維修，防止漏水，提高橋梁、板的耐久性，保持支座的使用功能。對防撞欄進行除銹、涂防水材料處理，防止開裂、生銹。

加強橋跨結構主要受力截面、重要構件要加強檢查，謹防腐蝕并實施定期檢查并保持橋面鋪裝的平整度。

3.2 定期對橋梁進行檢測

橋梁檢測是進行橋梁養護、維修和加固的先導工作，是決定維修和加固方案可行和正確與否的前提。對現有正在使用的橋梁按使用年限、重要性、類別等不同形式，開展有計劃的、有針對性的橋梁檢測，這是一項非常重要的基礎性工作，也是勢在必行的。利用先進的儀器，科學的方法對病橋進行診斷，分析出它的病因、成因，找出它的主要缺陷，為橋梁的修復提供科學、翔實的依據。同時要注重開發和引進先進的檢測儀器，充實和完善檢測方法及理論，使我們能夠更加準確及時地診斷出橋梁病害，使橋梁修復做到有的放矢。

3.3 根據檢測結果加固設計

加固設計是橋梁修復后，保證橋梁達到提高承載力、延長使用壽命、充分體現修復目的的重要基礎。根據橋梁修復目的，依據檢測數據及查出的病因，采用最先進、最有效、最簡潔的理念對病橋進行有針對性的加固設計，通過加固和改造，改善和提高舊橋的承載能力和通過能力。在橋梁修復過程中要注意新材料、新工藝的應用與開發，這樣會收到事半功倍的效果。

3.4 治理超限運輸是保障橋梁安全的關鍵

公路超限運輸是造成公路橋梁非正常損壞主要原因。超限運輸不治理，公路和橋梁的損壞將難于遏制，交通安全將難于保證。

4 結語

完善、詳實的橋梁基礎資料是橋梁養護管理和加固維修的前提和必要條件;橋梁檢測是進行橋梁養護、維修和加固的先導工作，是決定維修和加固方案可行和正確與否的前提。因此，掌握橋梁病害狀況，在對病害產生的原因進行正確診斷分析的基礎上，配合科學合理的設計和正確的養護措施，嚴格按照施工程序控制施工質量，可大大延長維修周期，提高橋梁的耐久性，延長橋梁的使用壽命。

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