某區區管城市橋梁特點及典型病害分析

周 偉

（北京市建設工程質量第三檢測所有限責任公司，北京 100037）

0 引言

區管城市橋梁主要位于區屬各鄉鎮及街道的道路上，主要由各鄉鎮進行建造及管養，由于缺少系統的規劃、建設及管理，導致橋梁建造年代不一，橋梁設計、施工水平差別很大，荷載等級、使用環境與條件也相差很多，甚至一些橋梁結構設計存在不合理之處。筆者單位參與了該區區管城市橋梁連續 6 年的結構定期檢測，基本覆蓋了該區全部區管橋梁，本文主要根據橋梁結構定期檢測結果，對橋梁存在的典型病害及其成因進行分析。

1 某區區管橋梁的特點

根據區管橋梁的跨度、結構類型及橋梁現況技術狀況等級等方面進行統計，分析橋梁的特點。

1.1 橋梁跨度統計分析

區管橋梁主要分布于該區各鎮及街道的村鎮道路上，跨越寬度較小的河流及地方溝渠，按橋梁跨度分類，主要以小橋（跨徑 3.0～8.0 m）為主，占到全部橋梁的 63.8 %。橋梁跨數少，跨徑小，為區管橋梁的顯著特點。橋梁按跨度分類統計如圖 1 所示。

圖1 橋梁按跨度分類統計

1.2 橋梁結構類型統計分析

由于簡支橋梁的施工工藝較為簡便，區管橋梁主要的橋型集中在簡支板橋及簡支 T 梁，其中又以簡支板橋居多（總占比為 53.7 %）。同時，由于該區園林分布較為集中，兼備景觀效果的鋼結構橋梁及拱橋也比較常見（總占比為 11.4 %）。橋梁按結構形式分類統計如圖 2 所示。

圖2 橋梁按結構形式分類統計

1.3 評定結果等級的統計分析

部分橋梁由于建造年代久遠、施工質量差、橋梁管理養護不到位等原因導致區管橋梁整體技術狀況等級較差，其中技術狀況等級為 C 級及以下橋梁占到全部橋梁的 28.3 %，D 級及以下橋梁占到全部橋梁的 11.1 %。橋梁按技術狀況等級分類統計如圖 3 所示。

圖3 橋梁按技術狀況等級分類統計

2 典型病害與原因分析

2.1 典型病害

通過對該區城市橋梁連續 6 年的結構定期檢測結果的總結分析，橋梁主要存在的典型病害包括：

1）結構受力不合理（比如邊梁搭設在墩臺限位擋塊上方、墩柱傾斜等）；

2）結構開裂（上、下部結構）；

3）混凝土劣化；

4）鋼結構銹蝕；

5）構件缺失或不完善、脫落等（防撞護欄、支座等）；

6）其他典型病害。

2.2 原因分析

1）設計方面存在的問題。部分區管橋梁建造年代較早，由于當地的通行需求，附近村委會或企事業單位自行修建一些跨越河道、溝渠的簡易橋梁。這些橋梁沒有正規設計單位進行設計，而是照抄一些圖紙或者由一些包工隊來建造，設計方面存在不合理之處，導致橋梁存在較大的安全隱患，比如梁體受力不合理導致的開裂、下撓等。

2）施工質量的問題。部分建造年代較早的橋梁，由于施工技術不完善、施工質量控制不嚴格、監管不嚴等原因，導致橋梁出現較多施工質量缺陷，如混凝土保護層偏薄、振搗不密實、混凝土離析等。

3）設計荷載較低的問題。近年來城市交通量迅猛增長，橋梁活荷載超過原設計荷載，從而導致橋梁出現結構性損傷。少數橋梁由于建造年代較早，道路拓寬后這部分老橋處在機動車道上，加之當時要求節省鋼材，配筋較少，在長期的超荷載作用下，結構會出現受力裂縫，如主梁底面跨中受拉區橫向裂縫、主梁腹板受剪區沿拉應力方向斜向裂縫等。并且，好多橋梁缺乏必要的限載標志，為了保證橋梁不致超載損壞和行車的安全而設立的各種限重、限速、限寬等禁令性標志不齊全，甚至沒有。一些司機在不明情況或存在僥幸心理的情況下過橋，對橋梁結構造成嚴重損害。

4）日常養護管理的問題。當城市橋梁在正常運營過程中出現混凝土結構局部露筋銹蝕、護欄破損、伸縮縫積土、伸縮縫止水帶破損、泄水孔堵塞等輕微病害時，由于這類“小病”沒有引起養護單位的足夠重視，未能及時給予處理，加上車輛的反復作用，從而導致部分橋梁病害嚴重，直至影響結構的正常使用，甚至會影響到結構的承載能力及安全使用。

5）綜合原因。在橋梁由于設計不合理、施工不規范、養護不到位等原因綜合作用下，往往會出現嚴重影響橋梁耐久性、使用功能及結構性的病害，例如混凝土板底面混凝土整體剝落、露筋銹蝕、主筋銹斷等。

3 實例分析

3.1 典型橋梁一

橋梁位于鄉鎮道路，東西方向跨越地方溝渠。該橋為單跨簡支 T 梁，全長 21.0 m，全寬 6.4 m。上部結構為混凝土 T 梁，橫向 4 片 T 梁。下部結構為柱接蓋梁輕型橋臺，支座為板式橡膠支座。橋面為瀝青混凝土鋪裝，鋼管焊接護欄。

2015 年筆者單位對該橋進行了結構定期檢測，評定橋梁技術狀況等級為 C 級，即“合格狀態”。主要病害為該橋 T 梁底面跨中區域存在橫向受彎裂縫，T 梁梁端腹板存在斜向受剪裂縫，影響結構承載能力。根據荷載試驗結果橋梁實際承載能力可滿足城-B 級，可采用乘以 0.6 的折減系數的荷載等級。

該橋由于建造時橋梁所處道路交通量小，設計荷載等級較低，隨著周邊經濟發展，道路交通量及車輛荷載不斷增加，導致 T 梁開裂，影響結構受力。橋梁典型病害照片如圖 4～5 所示。

圖4 T 梁腹板受剪區斜向裂縫

圖5 T 梁底板受彎區橫向裂縫

3.2 典型橋梁二

橋梁位于鄉鎮道路，跨越地方溝渠，橋下凈空約3.0 m。該橋為 4 跨鋼筋混凝土簡支板結構，全長26.0 m，全寬 4.0 m。上部結構為鋼筋混凝土簡支板，橫向 5 片板，板高 0.40 m，其中兩邊板搭設在墩臺擋塊上方，并在板上設置護欄。下部結構采用漿砌塊石墩臺。橋面為瀝青混凝土鋪裝，鋼欄桿，全橋未設伸縮縫。

2017 年筆者單位對該橋進行了結構定期檢測，評定橋梁技術狀況等級為 D 級，處于不合格狀態。主要病害為該橋第 1 跨和第 4 跨左側護欄及邊板（護欄設置于邊板上方）受車輛撞擊向外偏移，最大偏移 16.0 cm（位于兩側橋臺頂位置），存在落梁的危險，嚴重影響行車及行人安全。橋梁典型病害照片如圖 6 所示。

圖6 邊梁偏移

3.3 典型橋梁三

橋梁位于城市次干路上，跨越河流，呈南北走向。該橋為 7 跨鋼筋混凝土簡支 T 梁結構，全長 80.7 m，全寬 11.3 m。上部結構為 7 跨鋼筋混凝土簡支 T 梁，每跨橫向布置 7 片 T 梁。下部結構為鋼筋混凝土框架式橋臺，雙柱式橋墩，板式橡膠支座。橋面為水泥混凝土鋪裝，鋼護欄，兩側人行道。

2018 年筆者單位對該橋進行了定期檢測，評定橋梁技術狀況等級為 D 級，處于不合格狀態。主要病害為該橋第 2～4 跨邊梁底面、腹板外側面及翼板存在大量露筋銹蝕現象，且面積均超過梁底面積的 2 %，局部主筋出現明顯縮徑，最大縮徑率約為 10 %，對比 2017 年檢測結果，主筋縮徑現象有所發展，嚴重削弱了結構承載力。病害主要由于邊梁長期受到雨水侵蝕，導致混凝土劣化、鋼筋銹蝕，且病害出現后未得到及時的養護維修，導致病害持續處于發展狀態，目前已影響到橋梁的承載能力。橋梁典型病害照片如圖 7～8 所示。

圖7 邊梁底面露筋銹蝕

圖8 邊梁混凝土剝落、露筋銹蝕

4 橋梁病害整治對策

針對該區區管橋梁特點及橋梁典型病害，解決的對策和辦法主要應從橋梁日常的養護及管理入手，概括起來有以下幾個方面。

1）增強養護意識。提高對舊橋的科學管養認識，為橋梁管理部門的當務之急。橋梁的日常養護是提高橋梁通行能力和延長橋梁使用壽命的必要措施，加強現有橋梁的保養、維修與加固工作，使其能處于良好的技術狀態，可延長橋梁的使用年限。

2）限制超載車輛。加大力度整治超載車輛，嚴禁超載車輛強行過橋。超重車輛必須過橋時，應在采取應急加固措施的情況下方能過橋［1］。除了設立必要的限載、限速等警示性標志外，應設置減速帶、限高架等硬性設施，保證橋梁不致超載損壞而危及行車安全，特別是對部分危橋，這些限載限速的措施更顯重要，并應將這些標志設施作為橋梁的一部分進行養護，因損壞或被盜而遺失的應及時補上。

3）建立橋梁養護管理系統。橋梁管養單位應建立橋梁管理系統，為橋梁養護管理提供準確可靠、運用方便的技術資料。加強橋梁調查與檢查，不斷為管理系統提供新資料。為了系統地反映橋梁的技術狀況，要隨時發現橋梁缺損和異常情況，提出養護措施，對橋梁進行經常性檢查、定期檢查及特殊檢查。

4）盡快對不合格橋梁進行維修加固。部分無設計、設計標準低無法滿足通行要求的 D、E 級橋梁，對行人及行車均存在較大的安全隱患。對于此類橋梁，管養部門均應盡快委托具有相關資質的單位對橋梁進行現場調查，根據橋梁現有技術狀況、交通量等情況，對橋梁進行加固維修或改擴建，確保橋梁的安全運營［2］。

5 結語

任何一座橋梁在運行中由于材質老化、環境侵蝕、荷載作用等不可避免地會產生一定程度的病害或損傷，對橋梁病害必須采取合理的方法進行整治或維修加固，但更重要的是在設計、施工、使用及養護管理過程中主動預防病害的發生，降低后期的維修保養費用，實現良性循環，為城市的可持續發展提供安全保障。Q