桥梁病害处理

1、图2-7图2-6图2-5图2-3图2-4图2-1 图2-2图3-1 板式橡胶支座均匀鼓凸图3-2 板式橡胶支座不均匀鼓凸 脱空是指板式橡胶支座与桥梁底面及支承垫石顶面之间出现的缝隙大于相应边长的25%。见图3-3。通常板式橡胶支座使用时，应通过转动计算，使支座顶底面与桥梁全面积接触。局部脱空一方面造成支座压应力增加，另一方面支座脱空部位与外界空气接触，容易产生橡胶老化。剪切超限是指板式橡胶支座在最高及最低温度条件下的最大恒载剪切变形tan0.45，见图3-4。 支座位置串动是由于支承垫石不平，造成支座局部承压，引起支座位置串动，严重时可能会造成个别支座脱落。图3-3 板式橡胶支座局部脱空图3-

2、4 板式橡胶支座剪切超限 聚四氟乙烯板磨损指盆式橡胶支座中由于聚四氟乙烯板和不锈钢滑板之间平面滑动所产生的磨损。磨损程度用测量聚四氟乙烯板的外露高度来表示，见图3-5。 支座位移超限是由于设计及安装不当造成支座聚四氟乙烯板滑出不锈钢板板面范围。 支座转角超限是由于设计及安装不当造成支座转角超过相应荷载作用下最大的预期设计转角。支座转角应由盆式橡胶支座顶、底板之间的最大和最小间隙求出，详见图3-6。图3-5 聚四氟乙烯板的外露高度图3-6 盆式橡胶支座转动最大及最小间隙 裂缝(Cracking)钢筋锈蚀(Reinforcing Steel Corrosion)剥落(Scaling)剥离(Spal

3、ling，Pothole)层隙(Delamination)蜂窝(Honeycombs) 白华(Efflorescence 保护层厚度不足(Deficiency of Protection) 磨损(Wear) 撞损(Collision Damage) 图4-1 结构裂缝大梁支点梁腹底部剪力裂缝梁底或桥面板底的挠曲裂缝 钢筋锈蚀(Reinforcing Steel Corrosion) 钢筋混凝土构件，是将钢筋置于混凝土中，利用混凝土具有的高碱性，在钢筋表面形成一保护层，避免钢筋生锈。若保护层因混凝土裂缝致使氧气、水气侵入，变为氧化铁，即为生锈。滨海地区的桥梁，若未加厚保护层，将因海水的侵蚀，易使

4、混凝土构件中的钢筋腐蚀，并造成构件的混凝土剥落，破坏混凝土构件。 钢筋混凝土构件中钢筋，虽不易锈蚀，但若发现锈蚀时，则该构件已呈严重破坏。 钢筋锈蚀为钢筋混凝土构件破坏的主要原因。钢筋锈蚀时体积会膨胀(为原体积的17倍)，推挤混凝土，致混凝土承受拉力而裂开剥落，使钢筋暴露于大气中，加速生锈，并造成钢筋混凝土构件的劣化（如图4-5）。钢筋锈蚀后，钢筋断面积将减少，降低强度，并影响结构物的耐久性。造成钢筋锈蚀的主要原因有： 1)钢筋受湿气及氧气的作用。 2)混凝土中性化。 3)钢筋表面氯离子含量高。图4-5 钢筋锈蚀剥落(Sealing) 剥落为混凝土表面水泥砂浆流失，造成粗骨料外露的现象，严重者

5、造成骨料松脱。 剥落，一般发生在混凝土表层品质较差的部位，一般不会很深。严重剥落如图4-6所示。 剥落按水泥砂浆流失程度，可分为四级： 1)轻度剥落：水泥砂浆流失深度小于6 mm，已可见到骨料。 2)中度剥落：水泥砂浆流失深度达612 mm，骨料间的水泥砂浆已流失。 3)重度剥落：水泥砂浆流失深度达1225 mm，骨料完全暴露。 4)严重剥落：水泥砂浆及骨料均流失，且深度达25 mm以上，钢筋已暴露。图4-6严重剥落 剥离(Spalling) 剥离是混凝土结构物呈片块状的剥落现象，主要为钢筋锈蚀或混凝土因温度变化使其承受超过容许应力所造成，通常钢筋会暴露于外，加速钢筋腐蚀。剥离的形状一般为近似

6、圆形或椭圆形，如图4-7所示。 “剥离”与“剥落”的最大区别，在于“剥离”是呈片块状流失，且流失面积较“剥落”大。剥离依混凝土流失深度或流失面积的宽度，分为： 1)轻微剥离：混凝土流失深度不超过25mm，或流失面积的直径不超过150mm。 2)严重剥离：混凝土流失深度超过25ram，或流失面积的直径超过150mm。图4-7 剥离层隙(Delamination) 层隙，是构件受氯气或盐水侵袭，构件内的钢筋锈蚀体积膨胀，导致钢筋与外层钢筋附近混凝土分离。以榔头敲击层隙处，则有空洞的回声。当层隙处的混凝土层完全流失时，即产生剥离(Scaling)现象，如图4-8所示。蜂窝(Honeycombs) 浇

7、筑混凝土时，因模板漏浆，或振捣不实导致水泥砂浆无法充分填充于粗骨料的间隙，造成混凝土空洞，即为蜂窝。蜂窝除降低混凝土强度外，空气中氧气、水气及腐蚀因子易通过其侵入混凝土，造成混凝土中性化及腐蚀钢筋，加速构件的劣化。故混凝土拆模时，若有蜂窝，应立即用水泥砂浆填充于蜂窝处，以防构件劣化，蜂窝如图4-9所示。图4-8 桥墩发生层序并剥离图4-9 墩柱蜂窝 白华(Effloreseence) 混凝土因裂缝渗水，致使混凝土内氢氧化钙被水溶解，渗流出混凝土表面，产生白色结晶物，即为白华。有白华现象，即表示该结构物有裂缝。产生白华较多处为桥面板的底部，如图4-10所示。 图4-10 桥面板底部及横隔梁白华

8、保护层厚度不足(Deficiency of Protection) 钢筋是易腐蚀的材料，混凝土中的钢筋之所以能防蚀，在于其四周包裹高碱性的混凝土，故钢筋的耐蚀能力，视混凝土保护层的厚度而定。混凝土保护层厚度不足，易造成钢筋锈蚀。一般均因施工不当所造成。滨海地区的桥梁，若未将保护层加厚，将造成钢筋腐蚀，混凝土剥落（如图4-11）。 较常见的保护层不足之处，有桥面板或箱型梁底板，桥梁护栏下方的桥面板，箱型梁底板与腹板交接处等。图4-11 滨海地区桥梁保护层不足，易造成钢筋腐蚀及混凝土剥落 撞损 市区高架桥（如图4-12）或过水桥位于河道内的桥墩及大梁，易被过往的车辆或船只、漂木、滚石撞击，造成大梁

9、或桥墩破坏、裂缝，甚至钢筋外露。图4-13为河川上游的过水桥桥墩虽经钢板保护，也被滚石撞损 。图4-13 过水桥桥墩保护钢板被滚石撞损图4-12 跨越桥的大梁被超高车辆撞损，钢筋外露冲刷 急流的河水将造成冲刷，尤其滥采河川砂石将导致河床降低，造成基桩外露，使基桩失去侧撑力及摩擦力，影响桥梁稳定性及耐震力；且外露的基桩易受滚石、漂木撞击，造成桩体裂缝，甚至断裂，以及桥墩受损。冲刷造成基桩外露，如图4-14 。图4-14 冲刷造成基桩外露桥台结构体倾斜或位移(Decline 0r Displacement of Abutment) 桥台背部承受路堤的土压，若桥台基础无法承受土压力，或基础下的地基变

10、形，均将使桥向桥梁方向倾斜、桥台结构体造成裂缝、破坏，并造成靠桥台的伸缩缝损坏，未能发挥伸缩功能；甚至造成侧墙及桥头搭板受损、破坏、变形。桥台结构体倾斜，如图4-15，图4-16。图4-15桥台结构体倾斜图4-16 桥台后仰及旋转的情形图7-3 基础、承台破坏模式示意图破损程度和承载能力，依据桥梁技术状况破损程度和承载能力，依据桥梁技术状况评定标准确定桥梁的技术状况，以便采取评定标准确定桥梁的技术状况，以便采取相应的加固、改善措施。相应的加固、改善措施。A混凝土现场检测A1混凝土强度检测回弹法、超声法、超声回弹综合法钻芯法、贯入法、拔拉法、拉脱法B钢筋锈蚀检测A2碳化深度检测A3缺陷损伤检测超

11、声波探伤法(是最常用的)目测法声波检测法声发射检测开裂活动射线照相法放射测定法红外线热测法雷达检测法均匀性检测结合面检测表面损伤检测不密实区检测浅裂缝检测深裂缝检测B1直接检测B2间接检测旧桥材料性能检测内容。A线路评定A1使用价值评定A3通行能力评定公路旧桥评定方法分类A2承载能力评定A4泄洪能力评定公路旧桥评定B单桥评定B1外观调查评定B3荷载试验评定B2分析计算评定B4专家系统评定桥梁部件缺损状况评定方法桥梁部件缺损状况评定方法 推荐的桥梁各部位权重及综合评定方法推荐的桥梁各部位权重及综合评定方法 公路运输中超限超载的问题日渐突出，已成为危及人民群众生命和国家财产安全、影响社会经济协调健

12、康发展的一个突出社会问题。由于超限超载车辆的实际载重大大超过了道路与桥涵的设计承载能力，极大地缩短了道路与桥涵的使用寿命，导致了桥梁垮塌事故或破坏，增加了道路与桥涵的投入成本。 另一方面，由于混凝土结构的使用需求改变、混凝土劣化、老化等造成混凝土强度不足、各种灾害(如地震、水灾、风灾和火灾等)、钢筋锈蚀、结构设计或施工不当以及配合规范修正等原因，大量在役混凝土桥梁存在承载能力不足等问题。 对于土木工程建设而言，既有结构物的维护、加固及升级应该与新建结构物的设计及兴建扮演同等重要的角色，混凝土结构加固也因此成为土木工程界目前发展最快的领域之一。利用先进的加固技术对这些病危桥梁进行加固处理、提高其

13、承载能力、延长它们的使用寿命，确保桥梁结构和交通运输安全，是现在和今后广大桥梁工作者所面临的主要任务，也是桥梁养护管理工作中亟需解决的课题。 要保持交通的安全畅通以及桥梁建设的可持续性发展，提高现有桥梁的服务水平，我们不仅要加强桥梁建设，同时也要积极加强对已有旧桥的维护与加固工作，在这个大前提下，加强旧危桥的维修加固工作就具有更大的实际意义： 一是可以最大限度的降低交通建设成本，实现投资的优化； 二是可以保持桥梁建设的快速发展，缓解我国的交通紧张状况。 为了达到这一目标，我国也加强了对桥梁的损伤研究及各种桥梁的加固维修工艺和材料的研究。早在“七五”和“八五”期间，国家就把它列为重点攻关项目，先

14、后颁发了公路旧桥承载能力鉴定办法(试行)以及公路养护条例，以指导我国桥梁检测、评定及加固工作的进行。目前，国家投入了大量的资金进行这方面研究，交通部实施的“十五”期间国省道主干线旧危桥改造计划，从2001年起每年下拨2亿元扶持各省的旧危桥研究改造工作。在未来的日子里，我国将迎来桥梁维修与加固的新阶段。 桥涵养护和维护技术，是针对正在使用的桥涵进行检测、评价、养护 、维修等技术对策的总称。 目前，我国相当一部分现有桥涵已无法满足交通事业发展的需要，主要是由于交通运输事业的发展。不仅车流量急剧增加，而且荷载等级不断提高，加之车辆超载现象非常严重，对公路桥涵造成永久性损伤，严重缩短了桥涵的使用寿命。

15、另外，由于桥涵运营环境恶劣，酸碱盐腐蚀、冻融循环等因素会降低材料与结构的耐久性。因此，部分既有桥涵已经不能适应现代交通运输的需要。对可利用的公路桥涵进行养护，维修，提高其承载能力和通行能力，可大大节省资金，具有重大的社会价值和技术经济价值。 1技术要求 (1) 养护与维修桥涵不同于新建桥涵，固定的旧危桥涵客观条件在方案设计及施工组织等技术层面上提出了更高的要求； (2)应尽量减少对原有桥涵结构的损伤，充分利用原有结构构件，做到养护与维修工程的安全、可靠、耐久，满足使用要求，不留后患； (3)施工方面必须考虑到已有交通的影响，在施工组织和方案设计上必须做到施工便捷、快速； (4)在新旧结构的处理

16、上，设计计算应该充分考虑结构强度的折减；在施工时，应尽量做到两者的整体一致性。 2经济要求 养护与维修结构所产生的费用应该总体大幅低于新建结构的费用，使其直接经济效益和间接经济效益明显。3交通影响要求 应该做到在允许的范围对交通的影响最小。4环境影响要求 桥涵养护与维修方案的设计应把对环境的影响考虑进去，对新旧部分应做到外观协调，以适应一定的景观要求。 桥梁养护维修工作应包括以下四个方面： 1技术状况检查 进行技术状况检查的目的在于系统掌握技术状况，及时发现病害缺损，采取相应养护措施。 2建立和健全完整的桥梁技术档案 应根据桥梁检查结果，按桥梁实际技术状况，评定桥梁技术状况，并建立技术档案。为桥梁养护维修和安全评估提供依据。技术档案系统应至少包括设计施工、桥梁结构检测及桥梁养护维修等三个子系统。 3对桥梁构