公路桥梁病害原因分析及处理方法（实用版）公路桥梁病害原因分析及处理方法l摘要:针对公路既有桥梁检查,分析病害产生的原因,并根据桥梁结构特点提出了合适的处理方法。

关键词:本文来自： 骆驼论文桥梁检查病害原因分析养护处理方法1 引言随着国民经济的飞速发展,交通运输量大幅度增长,行车密度及车辆载重越来越大,尤其是推行拖挂运输后,重型车辆日益增多,公路桥梁的负担日趋严重,桥梁的安全度会有所下降,以致影响车辆运营的安全。

同时,超重车辆的大量行驶,加之雨水及化冰盐等外界自然及人为条件的不断地侵蚀作用,导致桥梁的部分构件混凝土剥落、钢筋锈蚀的现象十分严重,影响了桥梁正常的使用寿命。

而现有公路桥梁中有相当一部分是早期修建的桥梁已满足不了使用上的要求,有的桥梁由于原设计荷载等级偏低,不能适应现代交通增长的需要;有的桥梁由于采用桥型不当或计算假定不尽合理;有的桥梁存在施工质量隐患;有的桥梁养护不当或年久失修等等。

因此,有必要对既有桥梁进行科学的检测,充分了解桥梁的实际状况,既可以为有效利用既有桥梁提供合理依据,又可以避免灾难性事故的发生。

随着交通运输事业的蓬勃发展,种种原因造成不少桥梁发生病害,甚至有的已成为“危桥”,严重地影响了桥梁的承载能力和正常使用。

而要将所有的旧桥、“危桥”拆掉重建依据我国现阶段的经济发展状况是根本不可能的,况且,目前世界各国,即使是最发达的国家,在新建桥梁的同时,也都非常注重旧桥的利用,竟相投入人力、物力和财力从事旧桥的维修与加固研究。

因此,如何延长桥梁构件的使用寿命,提高其耐久性以减少桥梁更新的投入,便成为广大桥梁工作者极为关心的问题。

针对旧桥多为钢筋混凝土结构或圬工结构的现状,本文拟根据实地调研资料,分析旧桥混凝土构件的主要病害,并提出切实可行的整治措施。

2 桥梁检查和典型病害特征我单位管养辖区内共有93座桥梁,其中箱梁桥1座、混凝土空心板3座、简支梁板桥59座、拱桥加宽或接长梁板桥后成为板拱桥25座、拱桥5座,每季度对既有桥梁进行了详细的定期检查,然后根据这些外业检查检测项目结果,对这些病害产生的原因进行了细致的分析。

2.1桥面系经调查发现,各旧桥桥面系及附属构造物均存在不同程度病害,主要有:桥面沥青层出现隆包、剥离,车辆直接作用于外露的混凝土梁(板);伸缩缝被泥沙填堵,缝两侧梁体被车辆撞损严重,或者梁体产生较大纵向位移,在桥台背墙处完全顶死;护栏出现滑移、断裂、脱落等。

2.1.1桥面铺装桥面铺装首先是调查桥面铺装的类型,然后调查铺装层存在的主要缺陷。

水泥混凝土铺装层的主要病害有:裂缝、剥落、坑洞、磨光等。

沥青铺装层的主要病害有:轻微裂缝(发状或条状)、严重裂缝(龟裂、纵、横裂缝)、坑槽、车辙、拥包、磨光和起皮等。

此外,沥青铺装层应保证足够的平整度和粗糙度,过分光滑雨天易使车辆打滑。

2.1.2伸缩缝伸缩缝设置于梁端构造较弱部位,因直接承受车辆的反复荷载,故最易遭受破坏。

本辖区内的小桥有50%以上是没有设置伸缩缝的,部分伸缩缝为填料式。

随着交通量的增大,载重车辆增多,伸缩缝的破坏逐渐增多。

伸缩缝的损坏不仅妨碍车辆的行驶性能,而且会发展到引起结构本身的破坏,如桥面伸缩缝损坏后,使雨水向下渗漏从而影响梁体端部结构和造成支座锈蚀等破坏。

2.1.3桥面排水设施桥面排水设施及桥面铺装的缺陷,往往导致桥面积水,引起车辆滑移,导致交通事故。

桥面排水设施缺陷的检查最好在降雨和化雪季节进行。

桥面积水往往会通过桥面铺装的裂缝等缺陷影响桥梁主要承重结构构件的耐久性能。

由于桥面防水不良,除从梁跨中多处漏水外,还有大量的桥面雨水从桥边顺板梁边、梁底漫流或渗漏从而使不少边梁受损。

有的梁端被雨水浸蚀,导致混凝土粉化脱落。

检查中发现,所有简支梁的边梁,凡跨中有泄水管,而泄水管设置又不完善的边梁跨中下缘钢筋均被锈蚀,并沿钢筋出现混凝土胀裂、脱落、剥落。

桥面排水的泄水管太短,未能伸出梁底或管周防水不严,使桥面水沿梁体结构浸渗或尿檐,给桥梁结构主体造成了严重的损害。

使多处边梁混凝土剥落、钢筋锈蚀,降低了结构的强度。

2.2桥梁上部结构2.2.1梁板梁板通常有混凝土开裂、剥离、断面破损、钢筋外漏及锈蚀、混凝土本身质量不足、异常变形、梁板湿接缝渗水、漏水等缺陷。

对于简支梁桥主要检查支点、L/4、3 L/4及跨中截面是否有裂缝、蜂窝、麻面、空洞、露筋、剥落、游离石灰、缝隙夹层等现象。

2.2.1.1预制梁板简支板梁主要破损是板梁跨中断裂、梁端混凝土碎裂等。

最先破坏的部位都是由主车道开始,然后逐渐向外发展。

首先是板梁跨中的铰缝混凝土碎裂脱落,从跨中向两端逐渐延伸。

与此同时,铰缝处的裂缝反射到桥面铺装层上,使桥面铺装层的铰缝位置沿桥梁纵向出现裂缝。

继续发展则桥面铺装层混凝土碎裂,铺装层横向钢筋被行车荷载剪断。

横向联系是装配式混凝土简支梁桥的薄弱环节。

板梁间的横向联结功能丧失,使荷载无法横向分布,形成单板受力状态。

再往后发展,板梁跨中逐渐下沉,挠度逐渐增大,直至断裂。

因此一旦出现单板受力状况,则桥梁承载能力将大幅度下降,危及桥梁的安全和寿命。

特别是有重车、超重车通行时非常危险。

根据简支板桥梁破坏规律,在进行检查时,应特别注意检查铰缝混凝土和桥面铺装层的状况。

当有裂缝出现时,注意观测其发展变化,一定要掌握其发展速度。

横向联系的丧失还伴随着板梁挠度的加大,在桥上可以看到主车道跨中部位有明显的凹陷。

板桥一旦出现单板受力情况,必须立即采取措施,尽快进行临时加固,保证人民财产和生命安全。

2.2.1.2整体现浇梁板几乎所有整体现浇实心板梁底板都出现通长或断续纵向裂缝,大部分裂缝宽度都小于0.20mm,但部分裂缝宽度最大值达1mm。

这种裂缝系由于板梁的横向宽度过大使得梁体实际上为双向受力的板结构,在路面荷载作用下产生了较大的横向弯矩,超过了梁体的横向抗弯能力,从而引起梁体出现纵向裂缝。

根据目前裂缝的性状看,大部分裂缝宽度尚未超过养护规范的规定值,且裂缝处未发现渗水等现象,说明裂缝尚未贯穿整个板梁的高度范围;而少部分裂缝宽度较大且裂缝处渗水、析出白色晶体。

裂缝将削弱断面的整体性,随着车辆荷载的不断作用,将使得纵向裂缝不断加深乃至贯穿整个截面,进而使得桥面顶部出现纵向裂缝等,引发桥面雨水的渗入,影响结构的耐久性等。

2.2.1.3支座由于油毡垫支座、板式橡胶支座构造简单、造价低廉、安装方便,被广泛用于各类公路桥梁中。

检查中发现有近30%桥梁存在支座病害,主要表现为支座变形开裂、脱空、填充砂浆裂缝、支座底板混凝土碎裂、支座垫石压坏、剥离、辊轴的偏移和下降、销子和辊轴的破坏、支座构件裂痕、螺母松动、带头螺栓固定螺栓的脱落、滑动面、滚动面锈死和支座垫板锈蚀等现象。

支座的检查内容包括简易垫层支座的油毡是否老化破裂;橡胶支座是否老化、变形,位置是否正确;滑动钢盆橡胶支座的固定螺栓有无剪断破坏,螺母有无松动;钢板滑动支座和弧形支座是否干涩、锈蚀;摆式支座各部分相对位置是否正确,受力是否均匀,钢筋混凝土立柱是否损坏;活动支座是否灵活,实际位移是否正确、是否有对于滑动面、滚动面夹杂尘埃和异物,以及防水装置和排水装置等的缺陷而产生的漏水、溢水等。

造成支座病害的主要有如下几方面原因:①当静载与动载之和长期超过支座的抗压容许应力上限时,支座就会表现为永久性非弹性变形直至严重损坏。

②施工时,支撑垫石、梁体与支座结合部不平整或不水平,导致支座受力不均匀,使得应力集中部位过早破坏;③在桥梁安装梁体就位不准时,本应将梁体吊离,支座重新准确就位,而施工时只简单前后挪动预制梁体来纠偏,使得支座还未使用就受损。

④部分支座开裂是由于本身质量存在问题引起的。

⑤施工时支座底部未垫塞调平钢板或钢板厚度不够而引起支座脱空,也有些是由于主梁吊装时碰撞支座使其偏离设计位置引起的。

支座脱空造成梁体局部下沉、桥面破坏。

⑥支座垫板锈蚀主要是由于钢板表面防锈层破坏,导致钢板被腐蚀引起的。

2.3桥梁下部结构2.3.1墩台身墩台的检查主要是墩台身缺陷及裂缝检查和墩台变位(沉降、位移、倾斜)的检查。

钢筋混凝土的墩台身比较常见的缺陷是混凝土的风化、掉角及船只碰撞造成的表面混凝土擦痕、混凝土的冻胀引起剥离、露筋、支座下混凝土局部承压而造成损坏;比较常见的裂缝形态是墩台身沿主筋方向的裂缝或沿箍筋方向的裂缝、盖梁上与主筋方向垂直的竖向或斜裂缝。

砖、石及混凝土的墩台身比较常见的缺陷是砌体的砌缝砂浆风化、大体积混凝土内部的空洞引起的破损等;比较常见的裂缝形态是墩台身的网状裂缝及竖向裂缝(沿墩台身高度方向发展延伸)。

检查中发现,40%桥梁台身存在竖向裂缝或横向裂缝,20%桥梁盖梁存在竖向裂缝,其中大部分裂缝宽度都小于0.20mm。

墩台身横向裂缝和较浅的竖向表面短细裂缝一般是由于温差和混凝土收缩引起的,这种裂缝一般产生在墩台身中部,而且裂缝宽度呈中间大两头逐渐变小趋势;墩台身宽度较大的竖向深层裂缝是由于基础松软产生不均匀沉降所致,这种裂缝一般由墩台身最底部向上发展,裂缝宽度呈下头大上头逐渐变小趋势。

2.3.2盖梁盖梁较浅的竖向表面短细裂缝一般是由于温差和混凝土收缩引起的,这种裂缝呈中间大两头逐渐变小趋势;宽度较大的竖向深层裂缝是由于局部应力集中造成的竖向劈裂,这种裂缝一般由盖梁顶部向下发展,裂缝宽度呈上头大下头逐渐变小趋势。

盖梁最大拉应力位于桥墩顶处上缘,所以盖梁墩顶处上缘沿纵向裂缝与承受的作用力有关,为受力裂缝。

盖梁上缘其它部位拉应力处于较低的水平,因此此类裂缝不是受力裂缝,是由于温差和混凝土收缩引起的。

此外,在帽梁端头由于受雨水和大气的影响,使钢筋局部锈蚀,而使混凝土产生一些有规则和无规则裂缝,进而腐蚀粉化影响梁的使用寿命。

2.3.3翼墙检查发现,20%梁的翼墙存在竖向和斜向开裂。

翼墙产生的竖向裂缝一般为浅层表面裂缝,宽度小于0.2mm,应该是由于温差和混凝土收缩引起的。

翼墙产生的斜向裂缝大都从与背墙相交处开始,裂缝特征表现为:上头大,下头小,裂缝宽度一般都在0.10mm以上,这种裂缝主要是由于以下两种原因所致。

⑴桥台上部台背及翼墙结构均较薄弱,在支座处上部结构产生的偏心荷载、填土及行车荷载产生的侧向压力过大所致。

⑵由于主梁与台背翼墙之间的缝隙被顶死,从梁体上传递来的过大推力引起翼墙的剪切裂缝。

3 旧桥主要病害原因分析近年来检查发现桥梁的一些部位已有不同程度的损坏。

全市的桥梁80%是简支梁桥(包括拱板桥在内)。

这些桥梁损坏的部位、损坏的形式基本相同。

通过多年的桥梁养护发现,墩台基本没有发现失稳的现象、下部结构损坏较轻微、上部结构破损的程度最严重。

检查发现桥梁损坏主要有以下几个方面:①桥面铺装层和伸缩缝损坏;②整体现浇板梁纵向开裂;③墩台身、盖梁和翼墙开裂;④支座病害。

根据对旧桥运营状况的调查可知,旧桥常见典型病害有以下几类:3.1裂缝严重通常裂缝是钢筋混凝土桥梁及圬工桥梁中普遍存在的一种缺陷或主要的病害。