河北省国省干线公路梁式桥病害调查与维护

李晓波

(石家庄市公路桥梁建设集团)

1 河北省桥梁病害调查

河北省公路管理局近期对全省公路桥梁的状况进行了普查，结果表明属于二、三类之间的较多，基本上处于较好与较坏之间。属于三、四类的桥梁多集中在梁、板式桥、少筋微弯板桥、双曲拱桥和部分T型梁桥。在国道上，桥梁为1674座/92203.95m，三类桥分属在十条国道上，共92座，全长6250.06m，四类桥分属在七条国道上共55座，共3077.31m;在省道上桥梁共272座/139078.5m，属三类桥149 座，全长12 190m，四类桥共89座，全长共2190.34m。三、四类桥分别占国道桥梁总长度的10.2％和省道桥梁总长度的8.5％，全省有结构缺陷的桥梁其比率略显偏高。

2 河北省梁式桥病害成因分析

2.1 上部结构病害

2.1.1 钢筋混凝土板梁桥

(1)裂缝。裂缝现象较普遍，有受力裂缝和非受力裂缝。非受力裂缝由施工原因或温度变化等环境因素影响而产生:部分桥梁存在无固定规律的网状裂缝、纵桥向裂缝。受力裂缝有板梁下缘受拉区裂缝和腹板上主拉应力引起的斜裂缝。

(2)混凝土剥落，露筋。严重部位多发生在边梁外侧，因为外侧边梁易受到风雨和桥面流水的侵蚀。轻则开裂，混凝土松散，钢筋锈蚀，重则混凝土剥落露筋，其中107线交河大桥混凝土剥落露筋长达10m。

(3)空心板施工时内模上浮引起的顶板过薄，造成桥面和空心板顶板混凝土破损或形成空洞。

(4)施工原因所致梁体之间竖向位置错动，不在同一平面上，不利形成横向整体断面。

(5)横向联结破坏。空心板间纵向铰缝失效连带桥面纵缝，使结构形成单板受力。

(6)渗水。桥面表层水进入空心板洞内积水，渗水腐蚀混凝土和钢筋。有的梁未设置排水孔，或排水孔堵塞，水沿梁体裂缝渗出，在渗水缝周围形成混凝土析出物。

(7)由于制造原因或超载破坏使结构承载力不足，结构挠度变形大。

2.1.2 钢筋混凝土T梁

(1)由于混凝土施工原因所致腹板网状无规律细裂缝。

(2)腹板下缘竖向裂缝，裂缝超过0.3mm甚至达到2mm，裂缝向上可至翼板。

(3)腹板上的斜裂缝。在腹板两侧离跨中越远其裂缝倾斜角越大。

(4)梁肋下缘混凝土剥落，钢筋外露锈蚀，边梁尤为严重。

(5)桥面纵向开裂，横梁连接开裂，铰缝破坏，横向连接失效，桥梁整体刚度下降。

(6)施工原因所致梁体预拱度偏大。

(7)部分大跨径T梁桥因结构刚度小，使梁挠度过大，行车震动，行人有不安全感。

(8)部分T梁悬臂过大，边梁防撞护栏过重，长期使用情况下外翼缘板有下挠现象。

2.1.3 装配式箱梁

(1)箱梁底板跨中部位有受弯裂缝，有的延至腹板。(2)腹板竖向裂缝，多与底板裂缝有关联。(3)主拉应力所致腹板斜裂缝。(4)沿桥梁纵向的底板非受力裂缝。(5)顶、腹、底板衔接处的裂缝。(6)底板、腹板交界处由于模板漏浆形成的混凝土松散、麻面，成为混凝土剥蚀、钢筋锈蚀的隐患。(7)墩顶湿接头处开裂。

2.2 下部结构与基础病害

常用的桥梁基础包括浅埋扩大基础和桩基础。浅埋扩大基础容易发生的病害有基础滑移、不均匀沉降，以及冲刷淘空，基础外露等等。由于地基承载力不足，或者持力层下存在软弱地基，处理不当，就会使基础发生不均匀的沉降或者转角位移。有的地基埋深不够，或者受河道变迁以及挖沙取土的影响，受到冲刷，造成基础外露，严重的甚至基础下局部被水流冲刷淘空，直接影响基础的稳定。在基础外露或埋深不足的情况下，如果桥下排水不畅，发生冻害，则基础会产生滑移、上下膨落;若水流过速，会加大冲刷，掏空地基而垮桥。

打入桩基础病害。有的打入桩因施工原因，或者后期水流冲刷、裸露后遭受漂浮物撞击，造成桩身、桩头破碎，混凝土剥蚀，钢筋锈蚀，引起承载力降低。

钻孔灌注桩基础病害。钻孔灌注桩基础受到水流冲刷，发生桩身裸露，受到施工质量影响，以及裸露后受到冲刷、撞击、破坏，桩基发生缩颈，混凝土缺失、剥蚀，钢筋出现露筋、锈蚀病害。

桩基础发生沉降。在摩擦桩与打入桩多见。由于设计原因，桩长不足，桩径过小，或对于地质情况没有探明，会发生桩基础的沉降。还有的桩基础受到负摩阻力影响发生沉降。例如桥台填土施工时，后填的土体和地基土层受到压路机振动碾压而固结，会对桩基产生负摩阻力，使桥台桩基下沉。有时桥台填土施工的台后土压力会使桩顶发生水平位移。有的立交桥中墩坐落在下行路线的路基上。路基施工时，由于振动压路机使路基土体固结，对桩基产生负摩阻力，导致桩基下沉。

有的桩基受地质灾害影响发生病害。张家口某高速公路跨线桥桥台桩基由于受到山体边坡滑坡的影响，发生水平向位移、转角位移，甚至被滑坡体剪断。

基础以及下部的位移与沉降会对桥梁的上部结构产生严重影响。尤其对于连续梁超静定结构，会产生较大的附加内力，使梁体受力加大，开裂破坏。

2.3 附属结构病害

(1)桥面铺装病害。铺装层厚度小，配筋少，缺少防水措施，造成桥面在重车作用下发生松散、开裂破坏。桥面铺装的破坏，使主梁失去了保护，主梁发生开裂、渗水。有时桥面除雪使用了含盐的除雪剂，带有有害物质的积水下渗，加速了主梁碱骨料反应、抓盐侵蚀、冻融破坏、混凝土可融物质析出、钢筋锈蚀等病害的发生发展，降低了桥梁的使用寿命。

(2)伸缩缝病害。伸缩缝长期受动荷载的作用，并且承担着满足梁体变形的任务，容易发生破坏。常见的病害有:伸缩缝被杂物卡住，失去自由伸缩功能，加大主梁承受温度变形的附加内力;漏水，加速侵蚀主梁梁端;还有锚固件松脱，预埋钢板断裂，填缝料脱落，伸缩缝结构破坏，两侧桥面的混凝土破碎，形成坑槽。伸缩缝的破坏将进一步加剧车辆通过时的颠簸，加大梁端所承受的动荷载冲击，使其发生疲劳破损。

(3)支座病害。支座的功能是满足主梁位移、转动的需要，并且支撑主梁，按照设计要求限制主梁某些方向的位移。如果支座发生病害，则主梁受力的边界条件就要改变，主梁受力会受到很大的影响。支座病害主要包括支座本身的破坏，例如橡胶老化，变硬或开裂，使支座变形受限，主梁受力加大，梁端或墩台顶面开裂破坏。滑动支座四氟板滑移脱落，造成滑动受限，梁体附加内力增大。固定支座的锚固装置松动错位，使梁端的变形不再受到限制，改变了梁体的受力状态。还有由于施工问题，导致支座安装不密贴，或者支座垫石破坏，支座支垫钢板脱落，造成支座脱空，使梁体失去支撑，受力情况改变。

(4)其他附属结构。如泄水孔堵塞，桥面排水不畅。如果长期不加以处治，桥面水就不能及时排走，会淤积、下渗，或者沿边梁涎流，对钢筋混凝土梁产生侵蚀、冻融等，加速梁体病害的发生和发展。还有桥头跳车，如果不加以治理，则梁端部长期承受较大的冲击荷载作用，梁端发生开裂，混凝土破碎等病害。再如导流设施、调治构造筑物，如果破坏，则水流冲刷加大，直接影响破坏桥梁基础与下部，若下部发生病害变形后，就会进而间接影响主梁结构的安全。

3 桥梁病害的维护措施

3.1 桥梁的养护是防治桥梁病害的最重要措施

加强汛期后桥梁的养护工作。汛期及洪水过后，要对桥梁墩台基础、翼墙锥坡、调治构造物等冲刷情况进行检查、观测，及时发现和处治水毁现象，避免水毁病害加重危及全桥。

加强桥梁桥面系统的养护，特别要注意桥面铺装的防水、排水，杜绝桥面积水现象;桥面伸缩缝破损要及时维修，防止漏水，提高桥梁、板的耐久性，保持支座的使用功能。对防撞栏进行除锈、涂防水材料处理，防止开裂、生锈。

加强桥跨结构主要受力截面、重要构件要加强检查，谨防腐蚀并实施定期检查并保持桥面铺装的平整度。

3.2 定期对桥梁进行检测

桥梁检测是进行桥梁养护、维修和加固的先导工作，是决定维修和加固方案可行和正确与否的前提。对现有正在使用的桥梁按使用年限、重要性、类别等不同形式，开展有计划的、有针对性的桥梁检测，这是一项非常重要的基础性工作，也是势在必行的。利用先进的仪器，科学的方法对病桥进行诊断，分析出它的病因、成因，找出它的主要缺陷，为桥梁的修复提供科学、翔实的依据。同时要注重开发和引进先进的检测仪器，充实和完善检测方法及理论，使我们能够更加准确及时地诊断出桥梁病害，使桥梁修复做到有的放矢。

3.3 根据检测结果加固设计

加固设计是桥梁修复后，保证桥梁达到提高承载力、延长使用寿命、充分体现修复目的的重要基础。根据桥梁修复目的，依据检测数据及查出的病因，采用最先进、最有效、最简洁的理念对病桥进行有针对性的加固设计，通过加固和改造，改善和提高旧桥的承载能力和通过能力。在桥梁修复过程中要注意新材料、新工艺的应用与开发，这样会收到事半功倍的效果。

3.4 治理超限运输是保障桥梁安全的关键

公路超限运输是造成公路桥梁非正常损坏主要原因。超限运输不治理，公路和桥梁的损坏将难于遏制，交通安全将难于保证。

4 结语

完善、详实的桥梁基础资料是桥梁养护管理和加固维修的前提和必要条件;桥梁检测是进行桥梁养护、维修和加固的先导工作，是决定维修和加固方案可行和正确与否的前提。因此，掌握桥梁病害状况，在对病害产生的原因进行正确诊断分析的基础上，配合科学合理的设计和正确的养护措施，严格按照施工程序控制施工质量，可大大延长维修周期，提高桥梁的耐久性，延长桥梁的使用寿命。

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