基于表观检测旧桥的梁(板)病害与加固问题分析

朱 乔， 胡春华， 马小舟， 余 芳

(湖北工业大学土木工程与建筑学院， 湖北 武汉 430068)



基于表观检测旧桥的梁(板)病害与加固问题分析

朱 乔， 胡春华， 马小舟， 余 芳

(湖北工业大学土木工程与建筑学院， 湖北 武汉 430068)

对于有一定通车年限的高速公路上旧桥梁的梁(板)病害，可以直接通过检测人员现场数据记录和拍摄照片取证对典型的病害进行表观描述同时分析病害发生的原因，再结合桥梁先前的技术资料，施工图纸，以及相关地质勘测报告，对旧桥梁的结构安全性能作出有参考价值的技术评断，为旧桥梁的改建、拆除或者加固提供一个最为直观的表观检测技术支持。在役旧桥梁经采取加固措施后，在各种因素的影响下也出现了一些加固二次病害，为了对桥梁主体结构的使用安全性有一个更全面的分析，加固效果需要重新进行评定。

表观检测； 梁(板)病害； 病害成因； 加固二次病害

1 表观检测

桥梁现场检测分为一般检查和详细检测两部分。桥梁检测应先进行一般检查，在一般检查的基础上再进行详细检测。根据详细检测各项指标对桥梁进行结构检算，做出承载能力评定(图1)；当采用上述基于检查和检测结果的、以检算分析为主的评定方法，尚不足以评定桥梁承载能力时，可进一步用荷载试验的方法加以评定[1]。

表观检测就是一般检查的通用手段，需要技术人员现场进行调查检测，进行数据、图像的采集与处理，对桥梁实时病害做出准确的描述。通过表观检测，可以发现桥梁出现的各种裂缝及其它病害，以此评定桥梁各部结构的运营情况，分析出现缺陷的原因，正确评价桥梁设计与施工的质量[2-4]。

表观检测对在役旧桥梁的意义在以下几个方面比较突出：

1)处于运营中的高速公路桥梁，在建成之后的长时间使用过程中，通过表观检测与评定，可评定其原来设计与施工质量是否还满足现有交通现状，分析旧桥梁现在继续使用的安全可靠度；

2)对经过维修加固的桥梁进行外观检测，能够实时掌握维修加固的质量，是否容易出现加固二次病害，并验证加固方法的合理性与可靠性[5]。

图1 桥梁检测评定流程图

2 梁(板)典型病害描述与成因分析

全线检测的桥梁上部结构形式有：钢筋混凝土实心板、预应力混凝土空心板、钢筋混凝土T梁，预应力混凝土T梁、预应力混凝土小箱梁、钢筋混凝土箱梁、预应力混凝土箱梁、钢筋混凝土л型梁、钢筋混凝土连续刚构、预应力混凝土连续刚构等。

在武汉高速公路改扩建工程的在役旧桥的梁板表观检测的实体项目，选取了其中路段上两类有代表性的梁(板)结构进行病害的描述以及病害成因的分析。

2.1 钢筋混凝土实心板

2.1.1 典型病害描述 检测的部分桥梁上部构造为钢筋混凝土实心板，跨径一般为6 m和8 m。

钢筋混凝土板主要病害：混凝土剥落、露筋、边板撞伤以及空心板纵、横向裂缝[6]。

1)在检测的钢筋混凝土实心板中，部分板底出现了纵向裂缝，现浇板纵向裂缝一般表现为长度较长，裂缝较宽，预制板纵向裂缝一般表现为长度较短，深度较浅。板底大部分纵向裂缝宽度没有超出规范规定限值，少量裂缝宽度达到或超过规范限值，如K2011+381.0桥，板底纵向裂缝宽度达0.30 mm；

2)在检测的钢筋混凝土实心板中，部分预制(现浇)板内侧边板混凝土大面积剥落、钢筋外露且锈蚀较严重，如K2040+241.4小桥，右幅桥内侧边板砼剥落深度达10 cm；

钢筋混凝土实心板的典型病害现状照片见图2、图3。

图2 现浇板板底纵向裂缝

图3 边板砼剥落、露筋锈蚀

2.1.2 病害成因分析

1)钢筋混凝土实心板板底纵向裂缝一般较短，裂缝走向及分布无规律，且裂缝宽度一般较小，深度较浅。从裂缝的分布及裂缝形态来分析，实心板纵向裂缝一般为温度、收缩裂缝或由于现浇板施工时板底钢筋定位不准造成底板钢筋保护层偏薄，引起纵向钢筋锈胀等原因产生。

2)边板撞伤。地方车辆对通道限高及警示警告标志不予重视，在现场检测过程中，发现还有较多超高车辆强行通过通道，此类车辆的通过对梁板的擦伤有加剧趋势。

2.2 预应力混凝土T梁

2.2.1 典型病害描述 检测的部分桥梁上部构造为预应力混凝土T梁，跨径一般为20 m、30 m和35 m。

预应力混凝土T梁主要病害：T梁间预制板开裂、混凝土剥落露筋、翼板斜向及纵向裂缝、马蹄处纵向裂缝，主梁混凝土剥落[6]。

1)在检测的组合T梁中，普遍存在T梁间预制板开裂，裂缝形态有横向、纵向、网裂等，部分预制板完全断裂。

2)K1981+722.142高架桥T梁翼板共出现7条裂缝，6条为斜向裂缝，1条为纵向裂缝，累计缝长10.0 m，最大缝宽0.3 mm，裂缝宽度已超过规范限值。

3)K1981+722.142高架桥第9孔8号梁马蹄左侧出现4条纵向裂缝，累计缝长5.9 m，典型缝宽0.15 mm。

预应力混凝土T梁的典型病害现状照片见图4、图5。

图4 T梁间预制板开裂、下挠

图5 翼板斜向裂缝

2.2.2 病害成因分析

1) 预制矩形板仅是在施工时作为模板使用，其对桥梁结构的受力及桥面形成没有影响，其裂缝和开裂是由于受桥面铺装层浇注振捣工艺的影响以及桥面通车后重载车辆作用。虽然预制板的破损及开裂对桥梁结构及其行车无影响，但靠近通航孔的预制板掉落对通航船只可能有影响。

2)预应力T梁翼板处出现裂缝主要是由于T梁间安装预制板后造成预制板与T梁翼板相接处出现应力集中，若翼板边缘钢筋布置不准，混凝土保护层偏厚，混凝土受压出现破坏。

3)预应力T梁马蹄出现纵向裂缝多是由于温差和混凝土表面收缩引起，造成马蹄处表面混凝土出现变形应力，最终造成混凝土表面变形应力超过混凝土的抗拉强度，出现裂缝，故裂缝宽度一般不大。

3 旧桥梁加固方式及效果评定

桥梁加固后重新出现的二次加固病害主要为：少部分修补后裂缝重新开裂；部分裂缝在加固前未进行封闭、部分粘贴的钢板出现锈蚀、氧化或粘贴不密实。这些加固二次病害也会对先前的加固效果产生很大的影响，在桥梁表观检测中，也要对加固效果进行检测评定。

旧桥加固的传统方法常用的有八种：桥面补强层加固法、外包混凝土加固法、钢板粘贴加固法、喷锚混凝土加固法、改变结构受力体系加固法、体外预应力加固法、减轻拱上自重加固法、拱桥拱圈和拱肋加固法[7]。对此次实体桥梁检测项目的加固方式及效果评定进行如下综述。

3.1 采用的加固方式

对全线已维修加固的桥梁进行竣工验收检测，采取的加固措施及加固方式如下：

1)粘贴钢板：对部分空心板、实心板、箱梁底板粘贴钢板，以提高梁的纵向承载力。另外，部分T梁横隔板接缝间和和桥台台身、桥墩墩帽也采用粘贴钢板的方法进行了加固处理。

2)对出现裂缝的上构或下构，裂缝宽度较小的采用封缝处理，裂缝宽度较大的则采取裂缝灌浆处理。

3))对出现的混凝土蜂窝、麻面采用环氧砂浆涂抹平整。

4)部分出现裂缝的空心板、现浇板采用了先封缝，然后粘贴碳纤维的方法处理。

3.2 加固效果检测

从检测结果来看，病害桥梁通过相应的维修、加固后，基本已达到既定的加固效果。多数封闭后的裂缝较均匀、表面平整，没有出现新的裂缝，且封闭后无脱落现象。碳纤维粘贴紧密，锤击时未发现脱空和未粘实等现象；梁板在贴钢板后锚固粘结面积大于90%，现状良好。

4 结论

在桥梁外观检测中，应该要注意分析原有病害是否已经完全处理，维修加固是否达到设计效果；对比往年桥涵检测报告，检查的桥梁是否发生新的病害，分析病害发生原因，并提出维修加固技术建议。评定桥梁的综合技术状况，给桥梁的使用、管理与维护工作提供技术依据，当务之急是及时发现早期病害, 在尚未出现更大的损伤之前采取维修养护措施, 以控制病害发展或把病害清除[8]。而要达到此目的, 非常有必要对桥梁进行第一道表观检查。

表观检测方法是结构检测最常用的方法，但该方法常常不能准确定量判断，因为某些至关重要的损害可能出现在结构内部，或者看起来并不影响其承载能力，也不能提供对结构剩余强度的定量描述，所以在外观检测的基础上需要对桥梁进行进一步检测。

[1] 李昌涛. TG/T H21-2011,公路桥梁技术状况评定标准[S].北京：人民交通出版社,2011:08.

[2] 王文超. 图像处理技术在桥梁表观检测中的应用[J].天津建设科技,2008(S1):20-22.

[3] 王毅娟. 桥梁检测与监测技术的开发与应用[J].北京建筑工程学院学报,2003(02):37-41.

[4] 崔国宏. 钢筋混凝土桥梁安全检测方法研究[D].武汉：武汉大学,2004.

[5] 韩廷洪. 高速公路桥梁表观检测及修复处理[J].公路,2012(06):50-55.

[6] 邓昌宁,朱劲秋,王开波,等. 桥梁结构缺陷检测及功能评定的研究[J].东北公路,2003(03):85-89.

[7] 夏占武. 桥梁检测与加固技术应用[D].长春：吉林大学,2004.

[8] 闫洪丽. 高速公路桥梁表观检测及修复处理[J].黑龙江科技信息,2014(04):203.

[责任编校： 张岩芳]

Analysis to Diseases and Reinforcement of the Old Bridge Beam Based on Visual Inspection

ZHU Qiao, HU Chunhua, MA Xiaozhou, YU Fang

(SchoolofCivilEngin.andArchitecture,HubeiUniv.ofTech.,wuhan430068,China)

For the old bridges on the highway with fixed number of traffic years, the typical diseases can be described and causes of the disease can be analyzed through the on-site data records and pictures by inspectors. The description and causes, together with the previous technical data, construction drawings and related geological survey reports can be of great reference value to judge the safety performance of the old bridge structure, giving a most intuitive technical support to visual inspection for the reconstruction, dismantlement or reinforcement of old bridges. After using reinforcement measures to existing old bridge, there will be some secondary diseases of reinforcement under the influence of various factors, so the reinforcement effect needs to be further assessed for a more comprehensive analysis to the use of the bridge safety performance of the main structure.

visual inspection; beam(plate) disease; causes of the disease; secondary disease of reinforcement

2014-07-18

朱 乔(1990-)， 男， 湖北仙桃人，湖北工业大学硕士研究生，研究方向为桥梁与隧道工程

1003-4684(2015)01-0111-04

U443.3, U445.7

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