基于定期檢測對(duì)橋梁病害發(fā)展趨勢(shì)和控制條件分析

摘要 橋梁定期檢測在橋梁技術(shù)狀況評(píng)定中具有較大的參照價(jià)值。文章基于對(duì)3組橋梁樣本的定期檢測報(bào)告進(jìn)行外觀記錄和數(shù)值分析，探索不同材質(zhì)、不同橋型的橋梁在病害發(fā)展上的相關(guān)趨勢(shì)和控制條件，最后通過控制變量法發(fā)現(xiàn)不同橋梁在正常環(huán)境和惡劣環(huán)境下具有不同的發(fā)展趨勢(shì)，對(duì)橋梁進(jìn)行及時(shí)的病害治理具有一定的改善效果。

關(guān)鍵詞 橋梁定期檢測；橋梁技術(shù)狀況；環(huán)境條件；病害發(fā)展趨勢(shì)

中圖分類號(hào) U446文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼 A文章編號(hào) 2096-8949（2024）12-0145-03

0 引言

橋梁作為城市交通的重要載體，其健康水平至關(guān)重要[1]。橋梁由于長年累月的使用和周邊環(huán)境的影響，會(huì)產(chǎn)生諸多病害，進(jìn)而影響橋梁的結(jié)構(gòu)安全[2]。通過對(duì)橋梁的外觀檢查和舊病害分析，可以探索并總結(jié)出相關(guān)規(guī)律，分析出橋梁病害的發(fā)展趨勢(shì)和控制條件，為橋梁日常養(yǎng)護(hù)和維修提供有效的經(jīng)驗(yàn)和建議[3]。

1 研究對(duì)象

1.1 2021年度病害現(xiàn)狀

該次研究選取某市2021—2023年的9座典型舊橋作為實(shí)驗(yàn)樣本，研究其重點(diǎn)病害，并逐年比對(duì)其病害發(fā)展趨勢(shì)。樣本共分為3個(gè)大組，每個(gè)組分別有1座預(yù)應(yīng)力混凝土梁橋、鋼筋混凝土梁橋和框架混凝土橋。

基于該9座舊橋的2021年度橋梁定期檢測報(bào)告，實(shí)驗(yàn)樣本的起始現(xiàn)狀描述和評(píng)分結(jié)果如表1所示：

試驗(yàn)條件及控制參數(shù)：

（1）A組橋梁所處位置交通量較小，受環(huán)境影響因素較小。

（2）B組橋梁均位于城市主干道上，交通量較大，環(huán)境影響較嚴(yán)重。

（3）C組橋梁均位于城市主干道上，交通量較大，環(huán)境影響較嚴(yán)重。

橋梁樣本典型病害照如圖1～2所示：

1.2 2022年度病害現(xiàn)狀

基于該9座舊橋的2022年度橋梁定期檢測報(bào)告，實(shí)驗(yàn)樣本的病害描述和評(píng)分結(jié)果如表2所示：

橋梁樣本典型病害照如圖3～4所示。

1.3 2023年度病害現(xiàn)狀

2023年樣本中，對(duì)C組的橋梁病害進(jìn)行了統(tǒng)一處理或加固。基于該9座舊橋的2023年度橋梁定期檢測報(bào)告，實(shí)驗(yàn)樣本的病害描述和評(píng)分結(jié)果如表3所示。

橋梁樣本典型病害照如圖5～6所示：

2 對(duì)比分析

基于以上研究可做以下對(duì)比分析：

（1）預(yù)應(yīng)力橋梁與鋼筋混凝土橋梁都屬于梁式橋，但材料不同，其3年定期檢測的技術(shù)狀況指數(shù)BCI對(duì)比如圖7。

由圖7可見，經(jīng)分析[2]，兩種橋梁的BCI值都會(huì)逐年下降，其中預(yù)應(yīng)力結(jié)構(gòu)性能退化速度小于鋼筋混凝土結(jié)構(gòu)，這是由于預(yù)應(yīng)力結(jié)構(gòu)內(nèi)含預(yù)應(yīng)力鋼筋，提高了橋梁的抗拉性能，緩解了混凝土因車輛荷載產(chǎn)生的損傷。此外，還可以看出鋼筋混凝土結(jié)構(gòu)更容易受到惡劣環(huán)境影響，在2023年度出現(xiàn)了C級(jí)橋。

（2）鋼筋混凝土橋和框架橋都是RC材料，但結(jié)構(gòu)形式差異較大，其3年定期檢測的技術(shù)狀況指數(shù)BCI對(duì)比如圖8。

由圖8可見，經(jīng)分析[4]，正常環(huán)境下框架橋的性能退化速度小于鋼筋混凝土橋，這是由于鋼筋混凝土橋存在支座、伸縮縫，這些構(gòu)件容易產(chǎn)生銹蝕、破損、老化等病害，造成混凝土橋退化加速。此外，還可以看出處于惡劣環(huán)境時(shí)，橋型對(duì)橋梁技術(shù)狀況指數(shù)BCI貢獻(xiàn)較小，兩種混凝土橋的性能退化都較大，其中框架橋更嚴(yán)重。

（3）現(xiàn)將3組橋梁各自的技術(shù)狀況BCI平均值進(jìn)行對(duì)比如圖9。

由圖9可見，經(jīng)分析[5-6]，如果及時(shí)對(duì)惡劣環(huán)境下的橋梁進(jìn)行針對(duì)性的維修或加固（如圖5和圖6所示），可以有效提升橋梁的技術(shù)狀況指數(shù)；對(duì)于一些指數(shù)較低的橋梁具有顯著的改觀效果，提高了橋梁的安全性。

3 研究結(jié)論

該文通過對(duì)3組（9座）不同環(huán)境條件控制下橋梁樣本的橋梁技術(shù)狀況BCI進(jìn)行數(shù)值分析，可得出以下結(jié)論：

（1）橋梁隨著使用年限上升，技術(shù)狀況指數(shù)都會(huì)下降，但惡劣環(huán)境下橋梁的性能退化更顯著，其中環(huán)境對(duì)橋梁的影響程度：框架橋＞鋼筋混凝土橋＞預(yù)應(yīng)力混凝土橋。可見預(yù)應(yīng)力結(jié)構(gòu)對(duì)于橋梁安全具有較大貢獻(xiàn)。

（2）當(dāng)橋梁處于正常環(huán)境下時(shí)，框架橋的性能退化速度小于鋼筋混凝土橋；當(dāng)橋梁處于惡劣環(huán)境下時(shí)，框架橋的性能退化速度大于混凝土橋。可見框架結(jié)構(gòu)的安全儲(chǔ)備波動(dòng)較大，安全性較低。

（3）當(dāng)橋梁處于惡劣環(huán)境下時(shí)，對(duì)橋梁進(jìn)行針對(duì)性的維修或加固，可充分改善其技術(shù)狀況水平。

參考文獻(xiàn)

[1]屈勇. 簡析對(duì)橋梁進(jìn)行定期檢測與評(píng)估的意義與重要性——以山西省內(nèi)某橋梁為例[J]. 居舍， 2022（19）： 83-86.

[2]杜建. 高速公路橋梁典型病害統(tǒng)計(jì)與成因分析[J]. 江西建材， 2019（5）： 33-34.

[3]趙妍. 公路橋梁結(jié)構(gòu)定期檢測中發(fā)現(xiàn)的典型病害分析[J]. 中國標(biāo)準(zhǔn)化， 2019（10）： 188-189.

[4]馮永齊. 公路橋梁病害原因分析及維修加固技術(shù)探析[J]. 城市建筑， 2020（8）： 151-152+163.

[5]路晨英. 公路橋梁橋墩養(yǎng)護(hù)維護(hù)及加固措施研究[J]. 北方交通， 2018（7）： 82-84+88.

[6]魯林. 鋼板—混凝土組合結(jié)構(gòu)在簡支梁橋加固中的應(yīng)用研究[D]. 武漢：華中科技大學(xué)， 2019.