高速公路某段橋梁常見病害及分析

【摘 要】通過對某高速公路某段300多座中小型橋梁的檢測，歸納總結高速公路橋梁的典型病害特征，探討高速公路橋梁橋頭跳車、橋面鋪裝層破裂、伸縮縫破損、支座老化脫空、梁體裂縫等典型病害的成因，提出了對高速公路橋梁的管理養護的一些建議，對高速公路橋梁設計、檢測及管理養護具有重要的指導意義。

【關鍵詞】橋梁病害；檢測養護；高速公路

0 引言

近年來，隨著我國經濟的迅猛發展，高速公路建設也取得了令人矚目的成就。至2012年底，我國高速公路總里程已達9.62萬公里。在高速公路工程中，橋梁工程占有極大比例，是跨越高山、峽谷、河流的重要結構物。然而，2010年交通運輸部對全國橋梁統計顯示，我國危橋比例在不斷上升，頻發的橋梁事故表明，我國公路橋梁正逐步進入病害集中暴露期。為了確保橋梁結構的安全性，橋梁結構的檢測修復工作尤其突顯它的必要性和重要性。我國《公路橋涵日常養護規范》（JTG-2004）規定對于公路橋梁每三年必須進行一次定期檢測以確保公路橋梁滿足在通車運行期間的安全性與舒適性要求。作者通過對某高速公路（K K1686+649～K1779+040）橋梁進行系統檢測，歸納總結高速公路橋梁的典型病害特征，分析病害成因。

1 工程概況

某高速公路起于成都市繞城高速，經新都、青白江、廣漢、德陽，止于綿陽南互通，起點里程為K1686+649，終點里程為K1779+040，全長92.84公里。全線橋梁共238座，其中主線橋190座，其結構形式為2座拱橋、188座梁橋；人行天橋及互通立交（含匝道橋）共48座，其結構形式為3座拱橋，45座梁橋；本文主要針對該線路主要橋型即梁橋做重點分析和研究。

2橋梁檢測內容及結果分析

本次檢測主要采用目視檢測和非破壞性檢測兩種檢測手段對橋梁結構外觀及材料性能進行觀檢測。目視檢測是指通過目視方法對整座橋梁構件做一次全面性的檢查，記錄橋梁結構各構件的外觀尺寸及使用狀況，此方法主要用于對橋梁外觀的檢測。非破壞性檢測是指運用不會破壞結構體的方式來檢測結構物內部的劣化現象及程度，其原理是借助某種媒介物（如聲、光、電、磁等媒介）進行間接的檢測。

1. 橋梁外觀檢測

（1）外觀檢測的內容及目的

外觀檢測通過目測并借助相關儀器設備對橋梁橋面鋪裝及伸縮縫、上部結構、支座、下部結構、附屬結構的幾何尺寸、裂縫及破損狀況等特征進行詳細測量并記錄，通過對橋梁主體結構及其附屬構造物缺陷和損傷全面細致和深入的檢查，查明缺陷或潛在缺陷和損傷的部位、性質、嚴重程度及發展趨勢，分析缺損產生的主要原因，評定橋梁的使用功能，并提出相應的養護對策。通過對橋梁技術狀況的全面檢查和評定，提出結構維修、加固技術建議，為橋梁維修加固提供技術依據。

（2）橋梁結構病害原因及危害

①橋面鋪裝及伸縮縫病害原因及危害

橋面鋪裝有坑槽、橫向裂縫、縱向裂縫、龜裂、破損等病害見圖1，主要原因是：由于鋪裝層厚度偏薄， 在汽車荷載沖擊作用下，造成瀝青鋪裝層出現上述病害。橋面鋪裝的破壞使橋梁結構受到車輛的沖擊作用顯著，導致橋梁結構其他病害的產生。伸縮縫病害有型鋼斷裂缺失、錨固區混凝土破損、橡膠體破損、伸縮縫阻塞等。伸縮縫病害主要是由于產品質量問題或安裝不良等造成的。伸縮縫的破壞使得雨水等下滲嚴重，加劇了混凝土的腐蝕、鋼筋的銹蝕，特別是橡膠支座的老化、變形、開裂等問題。

圖1 橋面鋪裝橫向裂縫

②上部結構病害原因及危害

橋梁上部結構主要包括上部主要承重構件及一般承載構件。對于T梁橋主要承重構件指主梁，一般承載構件主要指橫隔板。對于空心板梁橋主要承重構件主要指空心板，一般承重構件指鉸縫。對于主要承重構件病害主要有裂縫、滲水、混凝土泛堿等問題（見圖2）。混凝土裂縫產生的主要原因是由于混凝土的拉應力超過其極限抗拉強度或者混凝土構件的變形受到約束造成的。裂縫的產生使得空氣中的水分及氣體進入混凝土內部，使內部鋼筋銹蝕。鋼筋的銹蝕進一步產生混凝土銹脹破壞，如此惡性循環導致混凝土承載力的喪失。混凝土泛堿主要是由于在水的作用下，混凝土和空氣中的二氧化碳等物質反生堿骨料反應。混凝土的泛堿是混凝土橋梁破壞的主要原因，受力構件往往因為受壓區混凝土泛堿而破壞。

圖2 板底縱向裂紋、泛堿

③支座病害特征及危害

本段高速公路段支座主要采用油毛氈支座和板式橡膠支座。油毛氈支座主要存在支座外露老化等病害。板式橡膠支座存在剪切變形過大、橡膠保護層老化開裂、支座缺失與支座脫空等問題。支座病害的后果極其嚴重，橡膠支座出現老化、缺失、剪切變形過大都會使梁體失去設計的變形能力。

2. 橋梁結構材料檢測

本項目在橋梁外觀病害檢查的基礎上，擬對外觀檢測結果評為三類、四類的橋梁還做進一步的材料檢測，其目的是為了深入了解橋梁結構材料的工作狀態及潛在的不利影響，并預測發展趨勢，為判斷橋梁耐久性和可靠性提供技術依據。本次橋梁結構材料檢測的重點是鋼筋保護層厚度情況和混凝土強度檢測。

（1）回彈法檢測結果及其評價

在本次檢測中，對每批主梁或每組橋臺均選取6個測點，每個測點選測20個數據，并且設定混凝土平均碳化深度值為1毫米，對測得值進行修訂后得出推定值。通過標準公式可判定，在本次檢測中混凝土質量的合格率基本達到80%，基本能滿足技術要求。

（2）橋梁保護層厚度檢測結果及分析評價。保護層厚度是指以最外層鋼筋（包括箍筋、構造筋、分布筋等）的外緣計算混凝土的保護層厚度。保護層最小厚度的規定是為了使混凝土結構構件滿足的耐久性要求和對受力鋼筋有效錨固的要求。在本次檢測中，分別對橋梁的上、下部結構進行檢測，通過檢測可看出，橋梁上部的保護層厚度合格率在 75%左右，下部的保護層厚度合格率為70%左右，能滿足技術要求。

（3）混凝土碳化深度檢測

混凝土的碳化深度是衡量混凝土劣化程度的重要指標，混凝土的劣化是影響混凝土強度及剛度的重要參數。因此需對混凝土碳化深度進行檢測。在本次檢測中，在有代表性的位置上測量碳化深度值。

參考文獻：

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作者簡介：沈朝峰，男，1981年出生，浙江人，2002年畢業于西南交通大學土木工程系，現工作于成都竢實揚華土木工程有限責任公司。