桥梁承载能力评定与养护维修建议分析

邓鑫华+章毅

摘 要：在公路桥梁工程运营过程中，受车辆荷载的反复影响，以及空气湿度、温度和大气腐蚀等因素的影响，导致桥梁在运营过程中出现锈蚀、破坏等影响桥梁安全的病害，为了保证桥梁路线畅通，需对桥梁的承载能力进行评定，并结合评价结果提出相应的养护措施。文章以实际工程为例，对桥梁承载能力进行了评价和分析，然后对桥梁的养护维修建议进行了探讨。

关键词：桥梁承载能力 养护维修 荷载试验法

1.工程概况

某桥梁工程建成于2004年，运营至今已8年。主桥上部构造采用三跨梁拱组合桥，跨径组合为：（42+106+42）m。主跨拱轴线采用抛物线，边跨采用圆曲线。引跨为40m装配式预应力混凝土简支T梁。全桥预应力索为61Φ7高强钢丝，长344.02m，为平行钢丝束，钢丝抗拉标准强度R=1670MPa。文章以此工程为例，对桥梁承载能力进行评定和分析。

2.桥梁病害的检测具体应用

可通过外观调查法、荷载试验法等评定方法对桥梁病害情况进行评定，然后建立相应的桥梁技术档案，确定桥梁的承载能力，为桥梁结构加固和桥梁病害修复提供相应的技术支持。具体应用如下。

2.1桥面纵、横线形检测

本工程在主桥的第9跨部位设置了5个检测断面，而在引桥各跨部位设置3个检测断面。通过对断面高程进行测量，得到如下测量结果：桥面上游横坡值为1.61%，下游的横坡值为1.64%，上下游横坡值与设计值相比较误差在允许范围内；桥面设计纵坡值为1.8%，经过全站仪的测量所获取的桥面纵坡值也为1.8%，达到相关要求。经过分析可知桥面线形与设计要求相吻合，该部位无病害现象存在。

2.2主拱圈线形检测

本次检测中所使用到的仪器是型号为TCR402型免棱镜全站仪，在主拱上布設了13个测点进行测量，并采取上下游实际线形比较的方式进行检测，如图1所示。对上下游实测线形高程数据进行分析可知，主拱圈上下游线形的最大误差值为5.9m，处于允许范围内，上下游线形基本相同，可排除此部位的病害。

2.3桥梁结构无损检测

在对桥梁结构进行检测时，主要是从T梁、主拱肋、立柱等部位进行无损检测。通常情况下，采取钢筋位置仪对钢筋锈蚀部位进行检测，采用超声-回弹综合分析法对桥梁的强度进行检测。桥梁各部位无损检测结果总结如下：通过钢筋锈蚀电位表显示的数据信息说明钢筋部位无锈蚀现象发生，并且存在由混凝土收缩变形所引发的立柱开裂现象；大量超过桥梁承载力要求的车辆通过，对桥梁整体结构造成一定的影响，支座长时间使用导致开裂等现象发生，影响结构的稳定性，盖梁配筋量不足导致桥墩盖梁开裂现象的发生，一些部位由于施工方式不恰当存在桥台开裂现象；水流等侵蚀降低了桥梁整体结构的强度。

3.桥梁承载力能力评定

3.1评定的基本准则

在对桥梁结构进行检测后，即可评定桥梁的技术状况，分析并验算桥梁结构的承载能力以及内力情况，然后根据得到的结果计算桥梁承载力，继而提出相应的维修方案和改造方案。本工程采用引入检算系数Z1或Z2、承载力恶化系数ξe、截面折减系数ξs和ξc的方法对桥梁承载力极限状态进行修正计算，修正后计算公式如①：

桥梁结构承载力的评定可参照上述方法。

3.2评定模型及承载力评定结果

大桥结构模型计算时有下列几点值得重视：拱桥模型主要使用的结构类型是空间杆系，系梁与横梁部位采用的结构是平面杆系，引桥T梁使用空间梁单元；在空间杆系模型中，主拱与横梁等部位主要使用的是梁单元，桥面铺装层部位则采取的是板单元；借助空间杆系结构可对大桥施工阶段进行模拟，帮助设计人员找出桥梁病症部位；严格按照竣工图纸的相关要求，明确各材料参数与恒载取值。

通过对桥梁承载能力进行综合评定得知，桥梁腹拱上出现了较多的裂缝，在主拱圈拱波上也有裂缝存在。通过进行现场检测和分析可知：大桥主拱圈、横梁等部位的强度可满足汽车-超20级、挂车-120、人群3.5kN/m2的要求，符合公路Ⅰ级的要求。大桥吊杆的安全系数在2.5以上。桥梁总体技术等级判定结果为三类桥，应对病害部位进行及时检修，以延长桥梁的使用寿命，确保车辆的安全通行。

4.养护及维修建议

（1）针对桥面破损开裂部位，应先将原有的混凝土彻底清除干净后再进行重新浇筑，提高其强度。

（2）采用封锚的方式对吊杆下锚头防腐系统进行维修。主桥上部的主要承重构件裂缝可使用环氧树脂进行封闭；采取环氧树脂小石子混凝土修复的方式对主桥构件周围存在的混凝土破损等病害进行维修。

（3）对桥梁所有的病害支座进行修复处理，桥梁背墙与前墙部位的缝隙可采取化学灌浆的方式进行封闭处理；为了避免桥梁基础受到冲刷，需要采用抛填块石的方法对基础进行保护，避免基础受到冲刷。

（4）主拱圈和实腹段的加固措施。首先可以使用混凝土铺设在主拱圈拱脚顶面，并在其中铺设钢筋网，主拱加固层为20cm。为例确保原结构面和新浇筑的混凝土能够紧密结合，在进行施工时需要先凿毛结合面，然后设置锚筋，最后再进行混凝土的浇筑作业。在对实腹段进行加固处理时，需要先将主拱圈上的填料清理干净，然后进行防水层、混凝土填料以及钢筋混凝土路面的铺设，使用剪力钢筋将主拱圈以及混凝土桥面和新铺填料连接好，进而达到提升桥梁整体刚度和承载力的目的。

5.结论

综上所述，对该桥梁工程承载力进行评定证明，该桥梁目前为公路I级，道路总体技术情况和等级评定为三类桥，需要对破碎开裂面进行修补，并对承重构件裂缝使用环氧树脂进行封闭，设置好限高标志，定期对桥梁进行养护，做好巡检工作，保证桥梁运营安全。

参考文献：

[1]张泽民.大型城市桥梁检测评估方法及应用分析[D].济南：山东大学，2016.

[2]秦建国.滏阳新河特大桥承载能力检测评定研究[D].西安：长安大学，2012.endprint