桥梁现场常见病害及检查

桥梁现场常见病害及检查随着交通运输事业的发展，交通运输量大幅度增长，行车密度及车辆载重越来越大，尤其是拖挂运输、集装箱运输、个体户载重货物运输等重型车辆日益巨增，特种工程车如矿山运载车、大型平板车亦不时出现。现有公路桥梁中相当一部分，特别是年代较远的低等级载荷桥，已远远不能满足使用上的要求。此外，现有桥梁往往需要应对特殊载荷的需求，一个特大构件的运输，新建一条临时便道的投资很大，沿已有道路运输虽则方便，但桥涵的通行能力便成了控制因素，为了安全可靠地利用已有公路，则对桥涵进行检查，施行临时加固，采取科学对策是十分重要的。因而，正确掌握既有道路上所有桥涵的结构形式、力学性能、现有状态、潜在能力、安全储备是很必要的。一则依可支配资金合理分配，及早进行桥梁的健康诊治；二则依交通流的增长，发展及早适时的安排后续工程；其次以应对突发事件（重型超设计载荷、地震、风灾、洪水、车辆船舶撞击等），采取措施及时处理。为此，应建立一整套现有桥梁管理系统，掌握现有桥梁性能，进行现代化管理。以提高其决策的科学性、正确性、及时性。一、桥梁检查的目的和意义1、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近年来随着我国工业化进程的加快，特大型工业设备运输、集装箱运输、矿山特种车辆及私自改装重型车辆的运行，都给现有桥梁的安全使用造成威胁。原来按旧标准规定的荷载等级设计建造的桥梁，由于交通量的不断增加，加之前述重型车辆的频繁出现，更是造成这些桥梁雪上加霜。现有道路上的桥梁由于营运使用多年，主要部位出现缺陷，如裂缝、错位、沉降等，通过对现有桥梁进行检查，了解其各部位损坏的程度，核定其承载能力，为桥梁的维修加固提供必要的依据。另外，当桥梁遭受特大灾害时，如因地震、洪水等而受到严重损坏或在建造、使用过程中发生严重缺陷（如质量事故、过度的变形和严重裂缝以及意外的撞击受损断裂等），均须通过对其检查，核定其承载能力。为桥梁的管养提供可靠依据。2、建立和积累必要的技术资料，建立桥梁养护数据库现有桥梁大多资料不全，尤其是年代久远的桥梁，更是缺乏资料，需要通过检查，重新建立和积累技术资料，系统地收集这些桥梁技术数据，建立桥梁数据库，为加强科学管理和提高桥梁管养技术水平提供必要条件，并能指导今后的桥梁养护、加固、与维修工作。3、检验桥梁的结构质量，确定工程的可靠度，推动和发展旧桥评定及新结构的计算理论通过对现有桥梁的检查，对于一些重要的大桥或特大桥梁，在建成之后，可评定其设计及施工质量，确定工程的可靠度；对采用新型结构的桥梁，可验证理论的实践性和可靠性，进一步发现问题，总结经验，以便对结构设计理论及结构形式加以改进，使其更臻完善；对经过维修加固的桥梁，可检验维修加固质量，并验证加固方案的合理性与可靠性。通过检查，还可了解桥梁实际受力状态，判断结构的安全承载能力和使用条件。二、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。经常性检查由路段检查人或桥梁养护人员进行巡视检查。目的是确保桥梁结构功能正常，使结构能得到及时的养护和紧急处治，对一些重大问题作出报告。该项检查的特点是检查人员有机会在各种天气情况下对桥梁进行观察。定期检查是对桥梁结构的质量状况进行定期跟踪的全面检查。通常是依靠富有经验专职桥梁检查工程师，以目视观察为主，辅以必要的工具、常规测量仪器、照相机和其他器材等手段，实地判断病害原因，作出质量状况评分，并估计需要维修的范围及方法，或提出限制交通的建议。对需要进一步查明原因或继续观察的缺损部件，提出特殊检查或下次检查的时间要求。特殊检查是因各种特殊原因由专家们依据一定的物理、化学无破损检验手段对桥梁进行的全面察看、测强和测缺，旨在找出损坏的明确原因、程度和范围，分析损坏所造成的后果以及潜在缺陷可能给结构带来的危险。通常在下列四种情况下需对桥梁进行特殊检查：（1）有必要使用特殊设备或专门技术对定期检查作补充时；（2）在进行复杂和昂贵的维修前，须查出定期检查中未能发现的损坏情况时；（3）在发生特殊事件后，如地震、洪水灾害、采空区塌陷、岩溶损害、撞击事故和超重车辆过桥后；(4)需要使用特殊仪器需作特别详细记录的检查，拟评定结构实际状况时。特殊检查一般由现场检查和实验室测试分析两大部分组成。三、桥梁现场病害的检查桥梁结构的使用效能及耐用年限，主要由设计、施工和所用材料质量而定。由于设计、施工和材料可能存在某些缺陷，这些缺陷使桥梁结构在先天上存在着某些薄弱点。另外，桥梁在营运使用中又会受到不可避免的人为损伤及各种大自然侵蚀，带来后天病害。先天缺陷和后天病害的不利影响往往叠加在一起，再遇上荷载和外力的临界组合，很容易使桥梁发生不可预见的损坏。一处或某几处局部的损坏又可能产生连锁反应，波及到更多的位置，发展成更大的损坏，乃至危及桥梁的安全。所以，桥梁检查就是要及时发现早期病害，在尚未出现更大损伤之前就能采取维修养护措施，以控制病害发展或把病害清除，从而确保桥梁的正常使用。要及时发现桥梁结构的病害，就必须对桥梁进行检查。桥梁结构的检查，是保证桥梁正常使用、进行维修加固的重要依据。没有正规的检查就不可能有合理的维修。病害发现得越早，维修工作量就越小；发现得越晚，维修工作量就越大。检查不及时或不充分就有可能使桥梁病害得不到发现而潜藏着隐患。因此，检查桥梁结构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。旧桥现场的外观调查是通过桥梁检查人员的目测及有关量测仪器对桥梁进行全面细致的检查，以便发现桥梁的缺陷或损伤的外部迹象，并分析其产生的原因。同时要测量桥梁主要承重结构构件的实际几何尺寸。对于钢筋混凝土桥梁，还要检查钢筋布置情况以及混凝土材料的有关性能。尽管道路桥梁的结构形式较多，但是对旧桥现场的外观调查工作的主要内容仍能归纳成几个方面。桥面系的外观调查，可以按桥面系组成的四部分依次检查。(一)桥面铺装的检查桥面铺装的功能是使车辆安全而舒适地行驶。当桥面铺装产生病害后，会产生如下后果：1、铺装粗糙度不足或铺装层脱落，容易引起大的交通事故；2、由于桥面铺装不平整等引起汽车车辆对桥梁的冲击效应增大，使桥面板等结构的耐久性降低；3、在伸缩缝的前后，桥梁铺装层与伸缩缝装置之间的高低差不仅促使铺装本身的破坏，而且会促使伸缩缝装置的破坏。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（发状或条状）、严重裂缝（龟裂、纵、横裂缝）、坑槽、车辙、拥包、磨光和起皮等。此外，沥青桥面铺装应保证足够的平整而粗糙，过分光滑雨天易使车辆打滑。水泥混凝土桥面铺装的主要病害有：裂缝、剥落、坑洞、磨光等。关于桥面铺装缺陷与损伤的外观检查方法、项目、记录格式及初步评定可参照《公路养护技术规范（JTJ073-96）》中有关条文进行。(二)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。随着交通量的增大，重车增多，这些老的伸缩缝装置的破坏逐渐增多。这不仅妨碍行驶性能，而且会发展到引起结构本身的破坏，如桥面伸缩缝的损坏，使水向下渗漏从而影响梁体端部结构和造成支座锈蚀等破坏。伸缩缝装置的损坏往往还会引起驾驶员心理上不快，从而可能引发驾驶事故。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。对于常见道路桥梁伸缩缝类型,伸缩缝装置本身的破坏损伤见下表所示。常见的伸缩缝装置破坏损伤情况伸缩缝类型常见的破坏及损伤情况U形锌铁皮式伸缩缝（1）沥青的挤出或冷缩；（2）锌铁皮拉脱钢制板式伸缩缝（1）钢板破坏；（2）角钢间缝隙被石块等卡死；（3）连接螺栓损坏橡胶伸缩缝（1）橡胶件剥离、损坏；（2）锚固螺栓失效断裂；（3）伸缩缝本身下陷及高出；（4）填充料被拉离弹性体伸缩缝（1）老化剥离；（2）软化上凸或下凹；（3）脆断；仿毛勒缝（1）缝隙填塞，石块卡死；（2）橡胶体脱掉、破坏（3）缝左右不平顺或与桥面不同高；以下几个方面：1、设计方面：桥面板板端刚度不足；伸缩缝装置本身刚度不足；伸缩装置锚固构件强度不足；过大的伸缩量；后浇筑填料选择有误；伸缩量计算有误。2、施工方面：桥面板间伸缩间距的施工误差；后浇筑料的管理不良；伸缩装置安装得不好；桥面板浇筑不良；支承台做得不好。3、其他因素：车辆荷载及频率加大；桥面板老化；后浇筑填料老化；桥头前后桥面凸凹不平；桥面清扫不彻底；支座、桥墩异常；灾害事态发生。对伸缩缝装置的检查主要是目测，必要时应量测破损的范围，并在记录中详细描述。（三）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。桥面排水设施的缺陷，在降雨和化雪时表现得最显著，因而对桥面排水设施缺陷的检查最好在此时进行。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。（四）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。（五）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。（六）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。（七）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。对于公路混凝土桥梁，由于某一缺陷日积月累的变化，加上环境影响，有扩大的危险。另外，在混凝土公路桥梁中，缺陷和原因不是一一对应的，不少情况是某一个原因为诱发源，其它则多为促进缺陷发展的原因。因此，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