城市簡支梁橋病害統(tǒng)計與成因分析

胡 植，謝尚利

（1.溫州市城建設計院，浙江溫州 325000；2.平陽縣規(guī)劃建筑勘測設計院，浙江平陽 325400）

0 前言

溫州市主城區(qū)道路從建國初期開始修建，經(jīng)過幾十年的改、擴建，形成目前道路網(wǎng)。這些道路網(wǎng)上的大部分橋梁是跨徑小于30 m的簡支梁橋，限于當時的條件，這些橋梁設計標準較低，荷載標準低于現(xiàn)行公路—II級標準。在改、擴建過程中，往往從經(jīng)濟效益角度出發(fā)，許多中、小橋按線形需要，采取直接在老橋基礎上拼寬而成，有的甚至經(jīng)過多次拓寬，而老橋承載能力沒有得到相應提高。從而形成一座橋梁多次建設，多個設計標準的現(xiàn)狀。另外，還存在各個改、擴建階段的施工質(zhì)量不同的情況。隨著經(jīng)濟的迅速發(fā)展，車輛載重量、車流量日益增大，使得橋梁結(jié)構(gòu)出現(xiàn)了各種病害，再加上養(yǎng)護不及時，使這些橋梁一直處于帶病和超載狀態(tài)下使用。本文以溫州市主城區(qū)96座簡支梁橋的檢查結(jié)果為依據(jù)，按橋面系、上部結(jié)構(gòu)、下部結(jié)構(gòu)，對出現(xiàn)的各類病害進行統(tǒng)計分析，并對各主要病害的成因作了簡單分析。

1 橋面系病害統(tǒng)計及成因分析

1.1 主要病害

橋面系主要包括橋面鋪裝、伸縮縫、防排水系統(tǒng)、欄桿或護欄及人行道等。主要病害有：橋面鋪裝網(wǎng)裂、坑槽、碎裂、洞穴、貫通橫縫、貫通縱縫、橋頭沉降、伸縮縫損壞、防、排水系統(tǒng)失效、欄桿或護欄丟失殘缺、人行道塌陷殘缺等。檢查統(tǒng)計結(jié)果如圖1所示。從圖1可知，橋面系中存在橋頭沉降病害的橋梁為最多，其次是簡易伸縮縫損壞和橋面貫通縱、橫縫。

圖1 橋面系主要病害統(tǒng)計圖

1.2 病害成因分析

1.2.1橋頭沉降

溫州主城區(qū)橋梁均位于地下水位高，軟粘土層厚度大，含水量高、孔隙比大、承載力低的地段，同時，橋頭路基填筑高度較其他地段高，產(chǎn)生基底應力相對也大，在車輛荷載作用下極易產(chǎn)生地基沉降。另外，設計時未充分考慮橋頭沉降量；施工時臺背填土未采用透水性好的材料或者施工順序不對，如先進行橋涵構(gòu)造物施工，再進行臺后填土、工后沉降未達到設計控制值等均會致使橋頭沉降量的增大。

1.2.2簡易伸縮縫損壞

伸縮縫是整座橋梁變形最大的位置，簡易伸縮縫填料老化，失去粘性，極易被拉開，兩側(cè)鋪裝混凝土碎邊，導致安裝簡易伸縮縫處的橋墩、橋臺處漏水嚴重，主梁端部和墩臺蓋梁遭受雨水的侵蝕，鋼筋生銹、混凝土剝離。

1.2.3 橋面貫通縱、橫縫

梁板安裝時，4個支座不在同一平面內(nèi)，梁板在橫橋向形成翹翹板，造成主梁間橫向聯(lián)系損壞（如空心板梁間鉸縫損壞）。另外，早年修建的空心板采用的是小鉸縫設計，橫向聯(lián)系剛度不足，形成橋面貫通縱縫。其結(jié)果是直接受輪壓的主梁分擔的荷載增加。貫通橫縫多出現(xiàn)在橋面連續(xù)的墩頂位置，主要是由于墩頂負彎矩所致。

2 上部結(jié)構(gòu)病害統(tǒng)計及成因分析

2.1 主要危害

上部結(jié)構(gòu)即橋跨結(jié)構(gòu)，檢查到的主要病害有：主梁混凝土剝離、露筋銹蝕、梁體結(jié)構(gòu)裂縫及滲水、伸縮縫處滲水、梁體下?lián)霞皺M向聯(lián)系結(jié)構(gòu)損壞等。檢查統(tǒng)計結(jié)果如圖2所示。

圖2 上部結(jié)構(gòu)主要病害統(tǒng)計圖

3.2 病害成因分析

2.2 病害成因分析

2.2.1主梁混凝土剝離、露筋銹蝕

對于通航橋梁，橋梁凈空過低，橋下河道上過往船只多，這些船只長年對主梁產(chǎn)生刮擦和碰撞，引起主梁混凝土剝離、露筋銹蝕；個別主梁主筋全部外露，甚至出現(xiàn)主筋被割斷的情況。對非通航位置，往往由于鋼筋保護層厚度不足會引起鋼筋銹蝕，銹蝕產(chǎn)物體積膨脹2～4倍，從而對周圍混凝土產(chǎn)生膨脹力，當膨脹應力大于混凝土抗拉強度時，就會產(chǎn)生裂縫，久而久之則發(fā)展成混凝土剝離。

2.2.2結(jié)構(gòu)裂縫

早年修建的橋梁因為受到當時設計、材料、施工等方面的影響和局限，存在一定的先天不足，如斷面單薄、安全儲備低等因素，隨著橋梁使用年限及使用荷載的增大，橋跨結(jié)構(gòu)承載能力不能滿足要求，從而引起了梁體下?lián)霞敖Y(jié)構(gòu)裂縫。另外，出現(xiàn)橋面縱向裂縫后，空心板梁橫向連接效果大打折扣或失效，甚至造成空心板單板受力的情況，對空心板造成破壞。

3.2.1蓋梁結(jié)構(gòu)裂縫

蓋梁結(jié)構(gòu)裂縫主要是由原先設計時的斷面及配筋不能滿足日益增加的車輛荷載所造成的，其中框架式蓋梁以負彎矩裂縫為最多，剪力裂縫次之，正彎矩裂縫最少，重力式橋臺帽梁多出現(xiàn)豎向裂縫。基礎的不均勻沉降也是引起墩、臺帽蓋梁裂縫的主要原因之一。

3.2.2混凝土剝離、露筋銹蝕

如前所述，下部結(jié)構(gòu)中的墩臺帽蓋梁混凝土剝離、露筋銹蝕主要是由過往船只刮擦和碰撞或鋼筋保護層厚度不足引起。

3.2.3 墩、臺身水平裂縫

早年溫州市比較流行組合式橋臺結(jié)構(gòu)，即樁接臺帽式橋臺后設置松木樁基礎的重力式擋土墻，這種結(jié)構(gòu)形式相對于重力式橋臺可以大大降低工程造價，但其后面的擋土墻卻往往會在臺后土壓力長時間的作用下產(chǎn)生較大位移，位移后擋墻對立柱產(chǎn)生了一個水平力，致使橋臺柱、樁產(chǎn)生橫向變形直至開裂。基礎的不均勻沉降也是引起墩、臺身水平和縱向裂縫的主要原因之一。

4 結(jié)語

3 下部結(jié)構(gòu)病害統(tǒng)計及成因分析

3.1 主要病害

溫州主城區(qū)墩臺帽蓋梁主要有兩種基本形式，一種是與立柱形成框架，另一種是橋臺采用漿砌塊石重力式臺，這時橋臺蓋梁成為帽梁，以受壓為主。檢查到的主要病害有：墩、臺帽蓋梁混凝土剝離、露筋銹蝕、蓋梁結(jié)構(gòu)裂縫、墩臺身水平裂縫、縱向裂縫、墩臺位移傾斜、基礎沖刷掏空及翼墻大貫通縫等。檢查統(tǒng)計結(jié)果如圖3所示。

本文通過對溫州主城區(qū)96座簡支梁橋的橋梁檢查，對現(xiàn)有橋梁病害進行了統(tǒng)計分析，并對各主要病害的成因作了簡要分析。充分認識這些橋梁病害，對于提高橋梁設計和施工質(zhì)量，加強橋梁的檢查和維護，保證交通安全，延長橋梁的使用壽命有著重要意義。因此，本文分析結(jié)果對今后同類橋梁的建設和管理有一定參考價值。

[1]浙江大學土木工程測試中心.溫州市市政園林管理局橋梁檢查總結(jié)報告[R].2008.

[2]CJJ99-2003，城市橋梁養(yǎng)護技術(shù)規(guī)范[S].