梁式體系橋養護評定方法探討

摘要文章分析了梁式體系橋的病害類型，并結合梁式體系橋的特點對其評定方法進行了初步探討。

中圖分類號：U445文獻標識碼：A

Discussion on Maintenance Evaluation Method of Beam Pumping System Bridge

ZHENG Yongfei

(Transit transport Bureau of Naqu District， Naqu， Tibet 852000;

Changsha， University of Technology， Changsha， Hu'nan 410000)

AbstractThis paper base on disease types of beam pumping system bridge， and combine with its characteristics to discusses the maintain evaluation method of beam pumping system bridge.

Key wordsbeam pumping system bridge; disease types; maintenance evaluation

1 梁式體系橋的病害類型

梁式體系橋分為四個部分，即上部結構、下部結構、輔助設施以及其他組成構建組件。上部結構主要包括主梁、橫隔板和支座；下部結構主要包括蓋梁、墩臺和基礎，輔助設施主要包括橋的表面鋪裝、橋面板、人行道、護欄和排水設備，其他組件包括橋的翼墻、調治構造物以及錐坡。

1.1 上部結構

（1）主梁。梁式體系橋作為主梁的承重部分，其會產生的主要問題有裂縫、腐蝕以及撓度偏大等問題。另外還會存在梁體橫向錯位、梁頂死橫向晃動以及單梁受力等方面。①

（2）橫隔板。橫隔板開裂后會使某一塊或多塊梁單獨受力。如果沒有形成梁共同受力的情況，會產生片面壓力過大，導致受壓梁產生疲勞破損，損害橋梁的正常壽命。

（3）支座。橋梁的支座設置是在上部結構和墩臺中間，其所承擔的作用是將橋梁所承受的重量能夠傳遞到墩臺上，緩解對橋梁整體機構的壓力負擔。但是在以往橋梁養護過程中經常被忽視，長時間缺乏養護造成一定的隱患。②

1.2 下部結構

梁式體系橋的下部結構主要包括蓋梁、墩臺身及墩臺基礎三個方面。

（1）蓋梁。蓋梁中會出現的病害主要是裂縫，其主要原因在于蓋梁既受彎又受剪。立柱頂上方蓋梁負彎矩區是頻繁出現裂縫的區域。由于橋墩處于蓋梁與蓋梁之間的伸縮縫處，因此墩的蓋梁長期受到水的侵蝕，造成一定的損害。墩的蓋梁是破壞最嚴重的構件，腐蝕破壞集中在蓋梁上部靠近梁附近的地方。

（2）墩臺身。墩臺作為橋梁的重要組成構件，它影響到橋跨結構在平面和高科上的位置，并將承載力過遞給地基。橋臺作為橋梁與路堤的連接物，它承受著一定的橋頭土的水平壓力。墩臺的強度性和穩定性決定了橋梁的壽命，墩臺承載力下降，或者出現下降、偏移或者旋轉會引起橋梁上部機構的破壞，最大的危害會造成整座橋的破壞。

（3）墩臺基礎。橋梁基礎可分為天然地基上的淺基礎（明挖基礎）和樁基礎以及沉井基礎。橋梁基礎常見的病害主要有基礎下降、偏移和傾斜、侵蝕、洗刷。墩臺基礎產生危害后會直接影響橋墩的承載能力，基礎會產生下降，墩臺危害產生后會影響其受力程度，危險時會導致橋梁坍塌。③

1.3 附屬設施

附屬設施包括橋面鋪裝、橋面板、伸縮縫、排水系統、欄桿、人行道。附件設備設施主要的病害主要包括橋面下沉、欄桿及人行道系損壞等方面，其主要產生的原因是由于養護管理不到位造成的。

1.4 其他部分

橋梁其他部分包括翼墻、錐坡、調治構造物。翼墻主要病害有開裂、傾斜、變形。錐坡病害有破損、沉陷、開裂、沖刷、滑移等。調治構造物病害有剝落、砌體松動缺損、下滑、沉陷等。

2 梁式體系橋的評估模型及推薦權重

結合梁式體系橋的特點，從利于橋梁狀態綜合評估的原則出發，將梁式體系橋分為上部結構、下部結構、附屬設施、其他構件四個一級子系統。

2.1 簡支梁式體系橋評估模型及推薦權重

（1）簡支梁式體系橋評估模型。采用AHP建立層次結構模型。該模型共分為四層，頂層為目標層，底層為檢測指標層，中間為構件指標層。

對于多跨的簡支梁式體系橋，按照簡支梁式體系橋評估模型進行評估時，上部結構的評估建議逐跨進行評估，然后按最差狀況的跨徑的評估等級作為上部結構的評估等級。同樣，對于下部結構的評估也采用逐墩（臺）進行評估，然后按最差狀況的墩（臺）、基礎的評估等級作為下部結構的評估等級。

（2）連續梁式體系橋評估模型。采用AHP（下轉第56頁）（上接第47頁）建立層次結構模犁。該模型共分為四層，頂層為目標層，底層為檢測指標層，中間為構件指標層。對主要承重構件（如主梁、墩臺基礎）進行更詳細的分析。

3 隸屬度的確定

模糊集的隸屬函數不是唯一的，但它們都應當是客觀實際的一個近似，而且應在實踐中不斷修正，使之不斷完善、不斷接近客觀實際。

3.1 鋼筋銹蝕

由于鋼筋大多數是包裹在混凝土中，從表面上直接測量鋼筋的服飾程度不可能實現。所以想在普遍采取的辦法是采用半電池法測量鋼筋的自然電位以判斷鋼筋的銹蝕狀態。銹蝕電位會對鋼筋的腐蝕情況進行較為準確的反應。根據美國標準《混凝土中鋼筋的半電池電位實驗標準》（ANSI/ASMC876.80）和交通部公路研究院研究結果，當測量的銹蝕電位＞-50mV的情況下，表明鋼筋沒有受到較大的腐蝕。當銹蝕電位小于-250mV時，表明基本構件存在腐蝕情況。所以，取鋼筋電位水平作為鋼筋銹蝕影響的分級指標，將其模糊化并建立隸屬函數。

3.2 混凝土保護層厚度

混凝土保護層的作用主要是保護鋼筋以免受到各種情況的腐蝕，所以混凝土保護層的作用顯得尤為重要，可以促進混凝土的耐久性。可以采用實測保護層厚度與設計保護層厚度的比值作為評判指標。

3.3 混凝土碳化深度

在實際橋梁養護過程中，很多鋼筋在混凝土碳化深度超過保護層后仍沒有銹蝕，而部分鋼筋在碳化未至鋼筋表面以及逐漸開始產生銹蝕，因此可以看出鋼筋腐蝕程度與橋梁所處的環境影響很大。所以混凝土碳化深度與鋼筋銹蝕是一個模糊的關系。通常可以認為，碳化前沿距鋼筋表面8mm時鋼筋才開始銹蝕。用碳化平均深度與構件混凝士保護層厚度的比值作為評判指標。

3.4 混凝土中含有氯離子

可以采用取氯離子占水泥含量作為氯離子侵蝕影響的分級指標進行檢測（對現場檢測所得氯離子占混凝土比重，應乘以7后折算成氯離子占水泥比重）。由于混凝土本身所富含的氯離子或氯離子，其主要通過擴散和滲透的方式侵入在混凝土內，會產生對鋼筋的腐蝕。

3.5 混凝土裂縫寬度

裂縫是鋼筋混凝土橋梁常見的病害現象，裂縫一般伴隨著鋼筋銹蝕及白化等劣化現象。裂縫對結構的影響，視裂縫類型（包括產生的位置及走向）、裂縫尺寸（包括長度和寬度）以及是否隨時間增加而不同。故橋梁檢測發現裂縫時，應詳細檢測、記錄裂縫的發生位置及走向，判斷是否為結構裂縫。

3.6 混凝士損傷

混凝土的質量直接影響橋梁的主要構件安全，進而影響橋梁的壽命。混凝土在承受負荷和保護鋼筋的過程中會產生一定的破壞。當混凝土構件截面的破壞面積率大于整體面積的1/5時，混凝土基本判定為報廢和嚴重損害。

注釋

①張自平，高明輝.混凝土箱染病害處理[J].黑龍江交通科技，2003(2):6-7.

②王欣群，梁衛東，李建國.梁板橋支座的適用范圍與常見病害[J].黑龍江交通科技，2004(2):43-44.

③張春霞，喬國棟，馬少飛.混凝土橋梁預防性養護的評價體系[J].現代交通技術，2010(4):10-13.