常见的桥梁病害分析.pdf

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常见的桥梁病害分析黄静(重庆市交通规划勘察设计院，摘要：桥梁是当代的一种重要基础设施之一，在现代化的经济建设中起着举足轻重的作用。然而，由于设计、施工以及维护不当，车辆栽荷的磨损、冲击，外部环境的腐蚀等原因，常出现各种病害．威胁到桥梁的使用寿命和使用安全。本支简要分析了混凝土桥、梁式桥和钢桥的常见质量病害，并简要介绍分析了一些病害的起因。关键词：桥梁；病害；裂缝；腐蚀中图分类号：U44文献标识码：B文章编号i1672—40ll(2010)02—0124—021混凝土桥病害混凝土桥梁常遭受各类化学和物理变化，容易}}{现各种各样的病害，从而影响结构的正常使用，甚至危及到桥梁的使用安全。常见的混凝土桥梁病害可分为表层缺陷和裂缝两大类。1．1表层缺陷混凝土表层缺陷主要有以下几种。(1)蜂窝。造成表面蜂窝的原因一是结构不合理，如配筋太密，坍落度过小，混凝土粗骨料粒径太大等；另一个原因就是施工不当，如运输时混凝土产牛离析，混凝土灌注中缺乏应有的振捣，模板缝隙不严，水泥砂浆流失等。(2)混凝土老化、剥落、钢筋外露。施工过程中的保护层太薄、保护层处混凝士振捣不实等都町能造成混凝士老化、剥落。此外，环境的腐蚀也会导致混凝土老化、剥落，进而直接导致露筋病害。(3)麻面。施工过程中用的模板表面不光滑，不够湿润，就会吸去构件表面混凝七内的水分，从Iiii产生麻面。(4)空洞。钢筋布置过密，施工时混凝土灌注不连续或捣震不实，以及严蕈漏浆等现象都可能产生宅涧。(5)磨损。主要是由车轮磨损桥面，以及高速水流冲刷墩柱部位。(6)构件变形，接缝不平。施工不善和车辆荷载作用下都会导致这些病害。1．2裂缝桥梁结构在施工和营运使用过程中，难免会出现裂缝。从结构承载力的影响的角度考虑，可分为非结构裂缝和结构裂缝两大类。(1)非结构裂缝。由于外界环境变化造成结构的非荷载变形或混凝土因小能满足自身的变形而产生的适应性裂缝，即为非结构裂缝。此种裂缝一般不会对结构的承载力造成危害，但若超过限制则会对美观造成影响，还町能减小结构的耐久性(钢筋锈蚀和结构防水等)，甚至削弱结构的承载力。造成混凝土桥梁非结构裂缝的原因主要有三点：一是材料因素，如混凝土收缩、碱骨料反应和混凝上箍筋等引起；二是由于施工不当引起的干缩裂缝和塑性裂缝；三是环境因素引起的温度裂缝、锈蚀裂缝和冻害裂缝等。(2)结构裂缝。由于外荷载而引起的裂缝称为结构裂缝，这类裂缝预示着结构承载力不足或下降，一般都是由于结构的强度、刚度、延性不足引起的。其起因按受力特点可分为外力和内力作用。外力作用如受剪应力引起的剪切裂缝、受弯矩作用引起的弯曲裂缝，以及受拉压应力而引起的拉压裂缝和局部应力裂缝；内应力作用也会引起结构许多部位产生裂缝。2梁式桥病害梁桥是指结构在垂直荷载作用下，支座只产生垂直反力而无推力的梁式体系桥的总称。将采用混凝上和钢筋共同建成的梁式体系桥称为钢筋混凝七梁桥。下顽将简要从梁式桥的上二部构件、下部构件和桥而系部分来分析其常见病害。2．1上部结构梁桥的主要承重结构是其卜部结构，而上部结构丰要有卡梁、横隔梁以及支座，这些部位发生病害势必影响桥梁的使用寿命。(1)主梁。卡梁是桥梁的主要承重结构，常见的主梁病害有裂缝、腐蚀破坏、主梁下挠、主梁挠度过大、梁顶死、横向晃动以及单板受力等。这些病害不但影响美观，还会影响桥梁的使用寿命，甚至威胁到人们的生命和财产的安全。(2)横隔梁。如果横隔板开裂，就会致使某一块或多块板梁单独受力的情况，这样会加剧单板疲劳破坏，对桥梁上部结构的受力状态产生不利影响。(3)支座。支座能有效将桥跨结构卜各种荷载反力传递到墩台上，由于支座材质、加工和安装不当、受力不均、维修养护不到佗等原因，都叮能导致支座老化、锈蚀、变形、不灵活等病害。2．2下部结构(1)盖梁。盖梁是一个承上启下的重要构件，受桥梁的跨径、斜度、桥宽、荷载标准影响较大。盖梁的几何外形简单，其受力特点是以弯矩、剪力及轴力为t。盖梁承受各种载荷较大，容易产生裂缝；此外墩的盖梁极易受到水的侵蚀而产生腐蚀破坏。(2)墩台。墩台是桥梁的重要组成部分，它寅接将荷载传递给地基。桥梁的耐久性在很大程度上是由墩台的强度和稳定性决定的。由于桥梁墩台置于水中，受洪水和泥石流的冲击，容易产生墩台变位、下沉、倾斜、裂缝、剥落露筋等病害，这些病害严重的甚至会造成整座桥梁的坍塌。2．3桥面系桥面系包括桥面铺装、桥面板、伸缩缝、排水系统、栏杆及扶手、人行道。(1)桥面铺装。常见的桥面铺装病害有裂缝、防水层和粘结层剪切破坏、车辙、推移(或波浪)和拥包、坑槽和补缺、松散(剥离)、泛油、集料磨光、脱层等。(2)桥面板。混凝土桥面板退化是一个很普遍的现象，此外还有裂纹、凹坑、分层、剥落以及腐蚀破坏等质量病害。(3)伸缩缝。伸缩缝常见病害有防水材料老化、脱落、接头活动异常，伸缩缝凹槽填人其他硬物，不能自由变形等。(下转第126页) 2)路面旌工质嚣控制。当前农村公路多为中、低级路面结构，包括面层、基层和垫层。路面工程质蛀控制除达到设计通行能力、安全性和行车舒适外，还需具有足够的承载能力和稳定性。路面病害虽不能彻底消除，fIl是可以通过优化设汁、加强施工管理、提高现场施工质量等措施去预防，将其危害降到最低，从而延长路面的使用寿命，施T时要从施工材料、设计、施1二、养护和交通管理等方面采取相应的预防措施。①材料方面。施工前原材料的选用必须规格、均匀、合理，配合比设计必须严密。在施工过程中水泥路而混凝上板施工要严格按规范要求选好材料及材料的级配，保证混凝土质量并充分地密实；沥青混凝土拌合要均匀，防止粗细集料离析。严格控制沥青混合料拌合温度、出场温度及碾压温度，混合料拌合温度过高容易造成沥青老化，与集料的粘附性也会明显降低，严重时会造成面层局部色泽不一致等现象；②设计方面。充分凋’研，精心设计，对地形复杂地段做好地质调查工作。要特别注意加固地基，防止因地基软弱而出现不均匀沉降，使用合格填料填筑路基，或对填料进行处理后再填筑路基，确保路基有足够的强度和稳定性，以保证路面具有稳定的基础。，选用抗冲刷性能好、干缩系数和温缩系数小及抗拉强度高的半刚性材料做基层；选用优质沥青做沥青面层；在稳定度满足要求的前提下，应该选用针人度较大的沥青做沥青面层；③施1=方面。科学管理，精心施工。选择先进施工工艺和机械设备，制定完善的施丁方案，确保压实度达到规范要求，严格按设计要求进行软基处理，提高软基处理的施T．质量；严格控制半刚性基层施T碾压时的含水馕，混合料的含水量不能超过压实镒要的最佳含水量或控制在施1二规范容许的范围内；半刚性基层碾压完成后，要及时养生，防止其产生裂缝反射到表面层，保护混合料的含水鼍不受损失；混凝土振捣受密实，应不漏振不过振；在沥青混合料摊铺碾压中，严把沥青混合料进场摊铺的屏量关，严格控制摊铺和初压、终压的沥青混合料温度，严格按碾压操作规程施工，防I}：横向裂缝的产生。3加强后期养护。巩固建设成果(1)提高农村公路管养思想认识。公路建设是发展，公路养护也是发展，而且是町持续发展。抓好公路养护是巩固公路建设成果的重要保障。安全、便捷、高效的道路通行条件足构建和谐、小康社会的需要，养好公路保障畅通事关地方发展和对外形象，各地上F应高度甭视，协调统一，形成合力，从掇本上转变“重建轻养”的『=作误Ⅸ，建立健令公路养护经费保障机制，确保农村公路养护队伍组建、管养到位。(2)提高养护水平，确保养护质量。“i分建七分养”，公路养护要做到及时性、预防住和周期性养护。目前农村公路养护机械化程度低，主要使用扫帚、铁铲、锄头，采用铁锅熬油，水壶灌缝，路拌砼和拦车压实等原始工艺，工艺粗糙，效率低下．养护质付难以保证。要积极开展机械化养护，提高工作效率，转，变养护方式，实现农村公路养护由粗放式向集约式的转变，从而不断提高农村公路的综合服务水平，保障农村公路完好、安全畅通，真正实现农村公路“村村通、路路通、晴m通”的目标。(3)加强交通管理，大力整治农村公路超限超载运输行为，保证农村公路的使用寿命。公路、路政等职能郎门应齐抓共管，加大执法力度，贯策落实好《公路法》和《公路路政管理条例》，严格控制超载趔限，加人治超力度，切实维护好路产路权应，营造良好的公路养护环境。4结束语农村公路建设涉及建设、管理和养护等多个部门，质量是生命，长效在养护，“三分建设，七分管养”是农村公路工作的基本经验，．良好的养护是实现农村公路的叮持续发展的必由之路。只要各方主体各负其责，严格把关。切实做好建设、管理和养护的协调统一，农村公路建没必将实现又快义好发展。[ID：5592]飞卯i玳烈卵i疥；烈庐；杰杰烈卯；烈印i烈庆；烈杰鼎杰烈杰严吣烈烈杰烈然杰杰杰霸烈烈烈热烈热烈烈烈纸烈烈烈烈矿(上接第124页)(4)人行道和栏杆。人行道和栏杆的常在0．025mill～0．1mm内时，极易发生缝隙腐蚀，导致铆钉见病害有撞击、断裂、错位、剥落、锈蚀等。及缀板等出现锈胀变形现象。(5)排水系统。桥面卜排水系统病害主要有泄水管管3．3失稳道破坏、损失、脱落、堵塞，以及引水槽堆泥、堵塞、槽失稳是钢桥的一种较为常见的病害，有个别构件的失口破裂损坏而漏水等。稳(如压杆的失稳)，有部分结构或整个结构的失稳(如3钢桥病害钢桥在世界范围内应用较广，使用历史较长。钢是一种多用途材料，若使用和保养不当，极易受到腐蚀和破坏。下面是几种常见的钢桥病害。。3．1疲劳和脆性断裂钢结构的疲劳和脆性断裂极易引起钢桥构件中大母的局部破坏，这是钢桥巾极为常见的病害之一。连接细郎的疲劳裂纹是很常见的现象，它们常由初始设计考虑不周全，焊接接头焊接质量不合格，以及超载等原因引起。3．2腐蚀腐蚀是钢桥最为常见的病害之一。由于钢桥暴露在野外环境中，极易受到周围环境的影响．与介质中的水分、盐分等发生化学及电化学作用而腐蚀。造成钢桥腐蚀的原因主要有三点：①自然环境，除大气中的卒气与水汽外，还有汽车排放出的{20：，SO：，H：S和氯化物、盐粒子、灰尘等：②人为因素，如涂层厚度不足，涂装施工质墙问题，桥F钢梁积存尘土，桥面系渗漏水等；③钢梁结构，一般钢桥多为铆接或栓焊结构，板之间存在着缝隙，缝隙间距桥门架的失稳)，有构件的局部失稳(如压杆的板和板梁腹板的翘曲等)。3．4机械损伤机械损伤有各种各样的损伤，如杆件局部或整体翘曲、击穿、压陷，或个别杆件褴根断掉或部分断裂等，这些常由超限货物运输时对桥梁杆件的撞击而引起。4结束语本文简要分析了常见的桥梁病害，充分认识这些桥梁病害，对于提高桥梁的设计和腌丁质量，加强桥梁的检查和维护，延长桥梁的使用寿命，保障人民的生命和财产安全有着莺要意义。因此，广大桥梁工作者一定要予以充分的重视。[ID：5601]参考文献：[1]马世财．公路桥粱病害的相关问题浅析[J]．民营科技．2009，(9)．’[2]李l址华．道路桥梁维修技术手册[M]．北京：中国建筑工业出版社，2003．