桥梁常见病害及检查
2014-12-25王清豹李汇春
王清豹 李汇春
摘要:近年来,交通运输量大幅度增长及重型车辆日益巨增,桥梁负荷正在逐渐增大。本文从桥梁检查的目的、意义,桥梁检查的种类及桥梁现场检查的病害进行了探讨。
关键词: 桥梁 常见病害 检查
中图分类号:TU997文献标识码: A
1桥梁检查的目的和意义
检定现有桥梁的实际承载能力,为桥梁的使用及维修加固提供必要的依据,建立和积累必要的技术资料,建立桥梁养护数据库,为加强科学管理和提高桥梁管养技术水平提供必要条件。
2桥梁检查种类
桥梁检查的种类分为经常性检查、定期检查和特殊检查三种,其检查频率和重点有相应要求。
3桥梁现场病害的检查
桥梁检查的目的在于随时掌握结构的技术状况和安全状态,总结设计、施工、使用和维修的经验和教训,检定现有桥梁的承载能力和通行能力;指导对桥梁的正确使用、管理与维修等。
3.1桥面系的外观检查
桥面系的外观调查,可以按桥面系组成的四部分依次检查。
3.1.1桥面铺装的检查
作为桥面铺装的外观检查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。沥青桥面铺装的主要病害有:轻微裂缝、严重裂缝(龟裂、纵、横裂缝)、坑槽、车辙、拥包、磨光和起皮等。水泥混凝土桥面铺装的主要病害有:裂缝、剥落、坑洞、磨光等。
3.1.2伸缩缝装置的检查
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。各种伸缩缝装置一般具有的缺陷往往表现在伸缩缝本身的破坏损伤、锚固件损坏、接头周围部位后铺筑料的剥落、凹凸不平等等,这些缺陷也成为伸缩缝处漏水的原因,从而加速支座和结构本身的恶化。
3.1.3桥面排水设施的检查
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。桥面排水设施不良,除设计上可能考虑不周外,主要是排水设施本身被破坏以及尘土、树叶、淤泥等堵塞排水设施,以致不能正常排水。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。
3.1.4栏杆、扶手及人行道的检查
主要检查栏杆、扶手本身破坏情况以及相互连接处是否脱落,钢制构件是否锈蚀、脱漆,对于人行道,检查路缘石是否有破碎,人行道与桥面板连接的牢固程度,等等。桥梁的桥面系状况直接与行车、行人的安全和适用性能有关,同时桥面系中存在的缺陷也会促使桥梁主要结构构件工作性能的恶化。因而对它的外观检查还得与桥下的检查紧密结合起来,才能取得较好的效果。
3.1.5照明设备、交通设施检查
检查灯具完整性,电路正常否,灯柱有无损坏、锈蚀、变形、标志、标线是否完整、清晰、有效。
3.2桥梁上部结构的检查
桥梁上部结构是桥梁的主要承重结构,它往往由许多基本构件组成,例如梁、板、拱肋(片)等。因此对桥梁上部结构的检查,就是对这些基本受力构件的工作状况进行检查。具体检查工作内容如下。
3.2.1基本受力构件缺陷及损伤检查
根据桥梁结构形式、构件种类、建桥环境、施工质量以及使用情况等不同,在基本构件上缺陷产生的部位、种类和程度也不同。对于混凝土公路桥上部结构的基本构件,缺陷通常有混凝土开裂、剥离、断面破损、钢筋外漏及锈蚀、混凝土本身质量不足、异常变形等。其表现为表面裂缝、蜂窝、麻面、空洞、露筋、剥落、游离石灰、缝隙夹层等现象。
以钢筋混凝土桥面板损伤破坏为例,说明其损害原因。
1、桥面板断裂。大多因为(1)作用的车辆荷载过大。随着近年来汽车的大型化,载重增加以及超载违章车辆的增加,对桥面板有很大影响的单车重力或轮荷载已超过了现有桥梁的设计荷载等级。(2)冲击影响。由于桥台下沉致使路桥接合处或由于伸缩缝的损坏等原因而出现高差,车轮经过时产生较大冲击力。
2、桥面板碎裂。大多因为混凝土级配和施工质量不好而造成强度不足、蜂窝麻面等缺陷,从而致使荷载作用下产生破坏。
3、由钢筋锈蚀而引起的抗弯强度不足遭到的破坏。桥面板裂缝,雨水下渗,从而钢筋再次锈蚀,加剧其损害,形成恶性循环。
4、桥面板刚度不够而引起的裂缝。由于桥面板较薄,因此在车轮荷载作用下容易引起较大的变形以致产生较大的裂缝。
5、由主梁的影响而引的破坏。(1)连续梁桥、悬臂梁桥、桁架拱的桥面板由于主梁上部在荷载作用下(或基础沉降)产生负弯矩或拉力,从而会出现裂缝,此类裂缝往往会反射到桥面。(2)主梁的不均匀沉降。由于基础的不均匀沉降导致主梁沉降,由此影响到桥面,多出现纵向裂缝。
6、拱桥或箱梁(槽形梁)桥梁结构中采用小拱板或空心板做桥面板时,由于小拱板或预制的空心板强度不足或施工不良,与主梁连接不好,而引起板的折裂、破损、甚至掉落,形成空洞。
在基本构件的检查中,一定要细心观察,发现缺陷后,应结合观察到缺陷的种类、部位、范围及严重程度,从设计、施工及使用年限,使用状态记录出发,进行综合分析,使之得到切合实际的初步判断。
3.2.2基本构件的横向联系检查
桥梁上部结构的整体性是靠基本构件的横向联系来保证。
对于起横向联系的构件状况检查一般包括它们本身状况检查及它们与基本构件连接状况的检查。
3.2.3基本受力构件及几何纵轴线的检查
一般量测基本构件的实际长度及截面尺寸。构件连接处的完整性及线形,可以采用随机抽样调查方法进行。基本受力构件的变形(下挠扭曲侧屈、位移等)及裂缝调查应重点深入。基本构件纵轴线的检查,对梁式桥,指的是主梁纵轴线向下挠曲的测量;对于拱桥,指的是主拱圈实际拱轴线形状及拱顶变形量的测量。基本构件纵轴线的检查可以通过外表目测,发现有明显变形时,再用精密仪器测量。
3.3支座的检查
对桥梁支座的检查应进行以下几个方面的内容:①简易垫层支座的油毡是否老化破裂;②钢板滑动支座和弧形支座是否干涩、锈蚀;③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;④橡胶支座是否老化、变形,位置是否正确;⑤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;⑥活动支座是否灵活,实际位移是否正确;⑦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。
3.4桥梁墩台的检查
桥梁墩台的检查主要是墩台身缺陷及裂缝检查,墩台变位(沉降、位移、倾斜)的检查。
对于钢筋混凝土的墩台身来讲,比较常见的缺陷是混凝土的冻涨引起剥离、混凝土的风化、掉角及船只碰撞造成的表面混凝土擦痕、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的方向的裂缝(这些裂缝一般数量不多)、盖梁上与主筋方向垂直的竖向裂缝。
对于砖、石及混凝土的墩台身来讲,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)。
对于墩台的沉降、位移和倾斜情况的检查,一般可以先由目测并结合桥梁上部结构检查进行初步判断。例如对于简支梁桥,当上部结构检查发现主梁在墩顶倾斜、伸缩缝顶死的情况,可以初步判定桥墩可能有倾斜或不均匀沉降;再进行详细调查。
桥梁墩台的沉降量详细检验用精密水准仪测量,严格按国家一、二等水准测量规定进行,并应闭合在两岸的永久水准点上。观测点一般选在墩台顶面的两端,其观测标志可用在墩台上埋置的铆钉头作为水准观测点。
桥梁墩台的倾斜情况详细检查可以在墩台上设置固定的铅垂线测点,用全站仪或吊垂球测定墩台倾斜度。
3.5桥梁基础的检查
对于墩台基础的检查,主要指墩台基础的冲刷情况和缺陷情况的检查。
在水中的桥墩,因为直接阻水,除了一般的冲刷以外,还有局部冲刷,在桥墩处形成局部漏斗形河床。当河床为厚砂砾卵石层时,因水流带动砂砾石运动,会对钻孔灌注桩造成严重的磨损,甚至使桩中钢筋外露。特别是在地面或低水位以下、冻结线以上或冲刷线附近,基础或墩身常有环带状腐蚀,基础周围表面松散,严重者使混凝土形成空洞。
对于混凝土或浆砌片石扩大基础,主要缺陷是基础松散破裂和基础下冲空。
当桥梁墩台有倾斜、位移或在活载作用下墩顶位移较大时,往往可能是基础有病害,应进行挖探检查。
总之,桥梁现场病害的发生不是一朝一夕可以完成的。而是由多种因素综合影响的结果。一种病害的发生往往引起连锁反应,其它病害也会随之而来。因此,在对桥梁进行养护管理时,时常检查,对出现的细微异常现象引起注意,细致观察,详细记录。不失是一种防微杜渐的好方法。
参考文献:《公路桥涵养护规范》(JTG H11-2004),《公路养护技术规范》(JTG H10-2009)。