基于表觀檢測舊橋的梁(板)病害與加固問題分析

朱 喬， 胡春華， 馬小舟， 余 芳

(湖北工業大學土木工程與建筑學院， 湖北 武漢 430068)

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基于表觀檢測舊橋的梁(板)病害與加固問題分析

朱 喬， 胡春華， 馬小舟， 余 芳

(湖北工業大學土木工程與建筑學院， 湖北 武漢 430068)

對于有一定通車年限的高速公路上舊橋梁的梁(板)病害，可以直接通過檢測人員現場數據記錄和拍攝照片取證對典型的病害進行表觀描述同時分析病害發生的原因，再結合橋梁先前的技術資料，施工圖紙，以及相關地質勘測報告，對舊橋梁的結構安全性能作出有參考價值的技術評斷，為舊橋梁的改建、拆除或者加固提供一個最為直觀的表觀檢測技術支持。在役舊橋梁經采取加固措施后，在各種因素的影響下也出現了一些加固二次病害，為了對橋梁主體結構的使用安全性有一個更全面的分析，加固效果需要重新進行評定。

表觀檢測； 梁(板)病害； 病害成因； 加固二次病害

1 表觀檢測

橋梁現場檢測分為一般檢查和詳細檢測兩部分。橋梁檢測應先進行一般檢查，在一般檢查的基礎上再進行詳細檢測。根據詳細檢測各項指標對橋梁進行結構檢算，做出承載能力評定(圖1)；當采用上述基于檢查和檢測結果的、以檢算分析為主的評定方法，尚不足以評定橋梁承載能力時，可進一步用荷載試驗的方法加以評定[1]。

表觀檢測就是一般檢查的通用手段，需要技術人員現場進行調查檢測，進行數據、圖像的采集與處理，對橋梁實時病害做出準確的描述。通過表觀檢測，可以發現橋梁出現的各種裂縫及其它病害，以此評定橋梁各部結構的運營情況，分析出現缺陷的原因，正確評價橋梁設計與施工的質量[2-4]。

表觀檢測對在役舊橋梁的意義在以下幾個方面比較突出：

1)處于運營中的高速公路橋梁，在建成之后的長時間使用過程中，通過表觀檢測與評定，可評定其原來設計與施工質量是否還滿足現有交通現狀，分析舊橋梁現在繼續使用的安全可靠度；

2)對經過維修加固的橋梁進行外觀檢測，能夠實時掌握維修加固的質量，是否容易出現加固二次病害，并驗證加固方法的合理性與可靠性[5]。

圖1 橋梁檢測評定流程圖

2 梁(板)典型病害描述與成因分析

全線檢測的橋梁上部結構形式有：鋼筋混凝土實心板、預應力混凝土空心板、鋼筋混凝土T梁，預應力混凝土T梁、預應力混凝土小箱梁、鋼筋混凝土箱梁、預應力混凝土箱梁、鋼筋混凝土л型梁、鋼筋混凝土連續剛構、預應力混凝土連續剛構等。

在武漢高速公路改擴建工程的在役舊橋的梁板表觀檢測的實體項目，選取了其中路段上兩類有代表性的梁(板)結構進行病害的描述以及病害成因的分析。

2.1 鋼筋混凝土實心板

2.1.1 典型病害描述 檢測的部分橋梁上部構造為鋼筋混凝土實心板，跨徑一般為6 m和8 m。

鋼筋混凝土板主要病害：混凝土剝落、露筋、邊板撞傷以及空心板縱、橫向裂縫[6]。

1)在檢測的鋼筋混凝土實心板中，部分板底出現了縱向裂縫，現澆板縱向裂縫一般表現為長度較長，裂縫較寬，預制板縱向裂縫一般表現為長度較短，深度較淺。板底大部分縱向裂縫寬度沒有超出規范規定限值，少量裂縫寬度達到或超過規范限值，如K2011+381.0橋，板底縱向裂縫寬度達0.30 mm；

2)在檢測的鋼筋混凝土實心板中，部分預制(現澆)板內側邊板混凝土大面積剝落、鋼筋外露且銹蝕較嚴重，如K2040+241.4小橋，右幅橋內側邊板砼剝落深度達10 cm；

鋼筋混凝土實心板的典型病害現狀照片見圖2、圖3。

圖2 現澆板板底縱向裂縫

圖3 邊板砼剝落、露筋銹蝕

2.1.2 病害成因分析

1)鋼筋混凝土實心板板底縱向裂縫一般較短，裂縫走向及分布無規律，且裂縫寬度一般較小，深度較淺。從裂縫的分布及裂縫形態來分析，實心板縱向裂縫一般為溫度、收縮裂縫或由于現澆板施工時板底鋼筋定位不準造成底板鋼筋保護層偏薄，引起縱向鋼筋銹脹等原因產生。

2)邊板撞傷。地方車輛對通道限高及警示警告標志不予重視，在現場檢測過程中，發現還有較多超高車輛強行通過通道，此類車輛的通過對梁板的擦傷有加劇趨勢。

2.2 預應力混凝土T梁

2.2.1 典型病害描述 檢測的部分橋梁上部構造為預應力混凝土T梁，跨徑一般為20 m、30 m和35 m。

預應力混凝土T梁主要病害：T梁間預制板開裂、混凝土剝落露筋、翼板斜向及縱向裂縫、馬蹄處縱向裂縫，主梁混凝土剝落[6]。

1)在檢測的組合T梁中，普遍存在T梁間預制板開裂，裂縫形態有橫向、縱向、網裂等，部分預制板完全斷裂。

2)K1981+722.142高架橋T梁翼板共出現7條裂縫，6條為斜向裂縫，1條為縱向裂縫，累計縫長10.0 m，最大縫寬0.3 mm，裂縫寬度已超過規范限值。

3)K1981+722.142高架橋第9孔8號梁馬蹄左側出現4條縱向裂縫，累計縫長5.9 m，典型縫寬0.15 mm。

預應力混凝土T梁的典型病害現狀照片見圖4、圖5。

圖4 T梁間預制板開裂、下撓

圖5 翼板斜向裂縫

2.2.2 病害成因分析

1) 預制矩形板僅是在施工時作為模板使用，其對橋梁結構的受力及橋面形成沒有影響，其裂縫和開裂是由于受橋面鋪裝層澆注振搗工藝的影響以及橋面通車后重載車輛作用。雖然預制板的破損及開裂對橋梁結構及其行車無影響，但靠近通航孔的預制板掉落對通航船只可能有影響。

2)預應力T梁翼板處出現裂縫主要是由于T梁間安裝預制板后造成預制板與T梁翼板相接處出現應力集中，若翼板邊緣鋼筋布置不準，混凝土保護層偏厚，混凝土受壓出現破壞。

3)預應力T梁馬蹄出現縱向裂縫多是由于溫差和混凝土表面收縮引起，造成馬蹄處表面混凝土出現變形應力，最終造成混凝土表面變形應力超過混凝土的抗拉強度，出現裂縫，故裂縫寬度一般不大。

3 舊橋梁加固方式及效果評定

橋梁加固后重新出現的二次加固病害主要為：少部分修補后裂縫重新開裂；部分裂縫在加固前未進行封閉、部分粘貼的鋼板出現銹蝕、氧化或粘貼不密實。這些加固二次病害也會對先前的加固效果產生很大的影響，在橋梁表觀檢測中，也要對加固效果進行檢測評定。

舊橋加固的傳統方法常用的有八種：橋面補強層加固法、外包混凝土加固法、鋼板粘貼加固法、噴錨混凝土加固法、改變結構受力體系加固法、體外預應力加固法、減輕拱上自重加固法、拱橋拱圈和拱肋加固法[7]。對此次實體橋梁檢測項目的加固方式及效果評定進行如下綜述。

3.1 采用的加固方式

對全線已維修加固的橋梁進行竣工驗收檢測，采取的加固措施及加固方式如下：

1)粘貼鋼板：對部分空心板、實心板、箱梁底板粘貼鋼板，以提高梁的縱向承載力。另外，部分T梁橫隔板接縫間和和橋臺臺身、橋墩墩帽也采用粘貼鋼板的方法進行了加固處理。

2)對出現裂縫的上構或下構，裂縫寬度較小的采用封縫處理，裂縫寬度較大的則采取裂縫灌漿處理。

3))對出現的混凝土蜂窩、麻面采用環氧砂漿涂抹平整。

4)部分出現裂縫的空心板、現澆板采用了先封縫，然后粘貼碳纖維的方法處理。

3.2 加固效果檢測

從檢測結果來看，病害橋梁通過相應的維修、加固后，基本已達到既定的加固效果。多數封閉后的裂縫較均勻、表面平整，沒有出現新的裂縫，且封閉后無脫落現象。碳纖維粘貼緊密，錘擊時未發現脫空和未粘實等現象；梁板在貼鋼板后錨固粘結面積大于90%，現狀良好。

4 結論

在橋梁外觀檢測中，應該要注意分析原有病害是否已經完全處理，維修加固是否達到設計效果；對比往年橋涵檢測報告，檢查的橋梁是否發生新的病害，分析病害發生原因，并提出維修加固技術建議。評定橋梁的綜合技術狀況，給橋梁的使用、管理與維護工作提供技術依據，當務之急是及時發現早期病害, 在尚未出現更大的損傷之前采取維修養護措施, 以控制病害發展或把病害清除[8]。而要達到此目的, 非常有必要對橋梁進行第一道表觀檢查。

表觀檢測方法是結構檢測最常用的方法，但該方法常常不能準確定量判斷，因為某些至關重要的損害可能出現在結構內部，或者看起來并不影響其承載能力，也不能提供對結構剩余強度的定量描述，所以在外觀檢測的基礎上需要對橋梁進行進一步檢測。

[1] 李昌濤. TG/T H21-2011,公路橋梁技術狀況評定標準[S].北京：人民交通出版社,2011:08.

[2] 王文超. 圖像處理技術在橋梁表觀檢測中的應用[J].天津建設科技,2008(S1):20-22.

[3] 王毅娟. 橋梁檢測與監測技術的開發與應用[J].北京建筑工程學院學報,2003(02):37-41.

[4] 崔國宏. 鋼筋混凝土橋梁安全檢測方法研究[D].武漢：武漢大學,2004.

[5] 韓廷洪. 高速公路橋梁表觀檢測及修復處理[J].公路,2012(06):50-55.

[6] 鄧昌寧,朱勁秋,王開波,等. 橋梁結構缺陷檢測及功能評定的研究[J].東北公路,2003(03):85-89.

[7] 夏占武. 橋梁檢測與加固技術應用[D].長春：吉林大學,2004.

[8] 閆洪麗. 高速公路橋梁表觀檢測及修復處理[J].黑龍江科技信息,2014(04):203.

[責任編校： 張巖芳]

Analysis to Diseases and Reinforcement of the Old Bridge Beam Based on Visual Inspection

ZHU Qiao, HU Chunhua, MA Xiaozhou, YU Fang

(SchoolofCivilEngin.andArchitecture,HubeiUniv.ofTech.,wuhan430068,China)

For the old bridges on the highway with fixed number of traffic years, the typical diseases can be described and causes of the disease can be analyzed through the on-site data records and pictures by inspectors. The description and causes, together with the previous technical data, construction drawings and related geological survey reports can be of great reference value to judge the safety performance of the old bridge structure, giving a most intuitive technical support to visual inspection for the reconstruction, dismantlement or reinforcement of old bridges. After using reinforcement measures to existing old bridge, there will be some secondary diseases of reinforcement under the influence of various factors, so the reinforcement effect needs to be further assessed for a more comprehensive analysis to the use of the bridge safety performance of the main structure.

visual inspection; beam(plate) disease; causes of the disease; secondary disease of reinforcement

2014-07-18

朱 喬(1990-)， 男， 湖北仙桃人，湖北工業大學碩士研究生，研究方向為橋梁與隧道工程

1003-4684(2015)01-0111-04

U443.3, U445.7

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