公路桥涵常见病害与分析

1、桥梁病害与维护加固广东省南粤交通云湛高速公路管理中心化湛管理处主讲人：夏小明第1页一、桥梁概述广东省南粤交通云湛高速公路管理中心化湛管理处第2页 桥梁是用于跨越障碍物（如河流、海峡、山谷、道路等）而使道路保持连续人工结构物，俗称道路咽喉。 桥梁既是一个交通功效性结构物，也是一座立体造型艺术工程。 桥梁往往是一个城市或一个国家（地域）象征。桥梁?第3页 1988年，全国共有桥梁124000座, 3400公里 ，全国共有桥梁550000座，21000公里 当前，我国公路桥梁数量已超出80万座，高铁桥梁累积长度超出1万公里。仅宜宾以下长江干流上，包含在建长江大桥总量到达135座。 30年来，中国建造

2、桥梁数量比世界上任何一个国家都要多两三倍。四大类桥梁中有三类最大跨径在中国。 中国桥梁发展情况第4页 中国还称不上世界桥梁强国原因是： 质量不能完全令人信服 桥梁质量评价表达在“安全、功效、美观、环境保护”等。 其中：安全性确保桥梁服役期没有风险； 功效性确保桥梁正常服役。中国是桥梁强国？不第5页中国是桥梁强国？NO 桥梁质量问题主要源自： 桥梁建设科学发展不到位 规范不够完善 设计、施工对工程责任意识不够 监理不到位 管理养护不到位 第6页服役桥梁存在主要问题缺乏标志、标牌，管理失控： 超载、火灾。桥面防排水失效： 影响正常安全行车、造成结构安全隐患。铺装、栏杆破损、残缺： 影响行车、行人安

3、全、车辆冲击增加结构受力负担。第7页服役桥梁存在主要问题支座安全精度差，伸缩装置、支座破损、失效： 改变桥梁结构受力模式，危及结构稳定及受力安全。桥梁结构开裂、破损： 结构强度降低，危及结构承载能力安全。桥梁强度、稳定和刚度不满足使用要求： 危及结构使用安全。第8页服役桥梁存在主要问题6月10日7时许，位于辽宁省盘锦市境内305国道辽河大桥，在北起第14孔和第15孔之间，悬臂梁端突然断裂，造成桥板脱落，据查，此次事故原因与超载相关。第9页服役桥梁存在主要问题 5月13日，江苏常州运河大桥西半幅突然坍塌。该桥属下承式系杆拱桥，主桥跨度52.8米，1997年建成通车，设计寿命为50年。 5月9日，

4、江西上饶市铅山县傍罗大桥突然坍毁，该桥1988年建成，桥长355.2米，采取片石拱桥结构。 第10页服役桥梁存在主要问题包头跨铁路桥第11页服役桥梁存在主要问题宁波金唐大桥第12页服役桥梁存在主要问题美国旧金山立交桥第13页服役桥梁存在主要问题 陕西灞河大桥江西水口围桥重庆綦江彩虹桥四川宜宾金沙江南门大桥上海新五斜拉桥桥梁事故第14页服役桥梁存在主要问题混凝土桥梁加速下挠： 桥梁破坏前兆！必须及时评定判断！ 1977年建造世界最大跨径混凝土梁桥（241米），1993年测得跨中下挠1.4米，1996年3月采取8根体外预应力加固，6个月后垮塌。桥梁基础冲刷、变位： 危及桥梁安全！第15页服役桥梁存

5、在主要问题第16页服役桥梁存在主要问题桥梁火灾 重庆某桥被严重烧伤 第17页服役桥梁存在主要问题船只撞击垮塌 广东某桥 江苏某桥 第18页服役桥梁存在主要问题超载造成垮塌 山西某桥在182吨重负下终于未能挺住 第19页服役桥梁存在主要问题桥梁洪灾 辽宁某桥被洪水冲垮 第20页服役桥梁存在主要问题地震灾害 第21页服役桥梁存在主要问题施工质量太差造成桥梁垮塌 第22页服役桥梁存在主要问题 桥梁钢结构结构缺点、锈蚀、疲劳等造成垮塌： 第23页服役桥梁存在主要问题桥梁混凝土涂装保护不够： 主要针对腐蚀环境中钢筋混凝土结构，以日本为例，混凝土涂装发展经历了较长过程： 60年代 混凝土结构大量使用，曾认

6、为不需维护 70年代 混凝土裂纹，钢筋锈蚀 80年代 腐蚀严重，国土交通部制订混凝土修复标准 90年代 高速道路管理集团制订混凝土涂装及FRP补修基准 路桥集团制订了混凝土块剥落预防对策手册 第24页桥梁维护加固主要性 即使是设计、施工质量均好桥梁，其使用价值（尤其是安全性）伴随桥梁使用时间增加而不停降低，当使用价值降至安全限值时，必须经过维修加固，维持、提升其使用价值，该过程在设计期限内连续发生。 为了确保桥梁健康、安全，养护不容忽略。假如养护到位，使用价值维持过程发生频度就会低得多；假如桥梁设计、施工质量均好，养护就相对轻易。遗憾是：材料依然会有缺点、许多构件寿命有限，支座和伸缩缝需要保健

7、、更换。 ； 比如，斜拉索寿命最少50 年，要能到达该寿命，定时检测和养护是不可或缺！ 养护程序和时程都应该在设计时给予充分考虑。养护和更换部分构件成本也应该考虑。假如设计未考虑，管养部门应给予补充。 第25页桥梁维护加固主要性 对于设计寿命一百年（有要求到达150年。）桥梁，因为设计、施工、养护质量不到位，致使桥梁寿命降低，提前重建，比如仅30年就重建，就相当于损失了70%经济效益。 如此大损失，社会是难以负担，这实际上是把维修，重建，甚至危害遗留给我们下一代。极不公平！ 应该引发大家重视。第26页桥梁维护加固主要性 建设速度快，设计、施工、监理难免不到位，桥梁工程先天性质量值得高度重视。桥

8、梁设计35月，施工13年，管养则需1，可见， 桥梁能否1安全使用关键就落到维护与加固上。第27页二、公路桥涵常见病害与分析广东省南粤交通云湛高速公路管理中心化湛管理处第28页内 容 提 纲二、公路桥涵常见病害与分析（一）桥面系常见病害与分析（二）上部结构常见病害与分析（三）桥梁支座常见病害与分析（四）下部结构常见病害与分析（五）从属构筑物常见病害与分析（六）涵洞常见病害与分析（七）桥梁总体异常检验第29页（一）桥面系常见病害与分析1、桥面铺装病害类型 桥梁铺装为水泥混凝土铺装和沥青混凝土铺装两种。（1）龟裂：裂缝有多条，裂缝不长，形状杂乱。产生原因：施工养护不妥，或铺装层与行车道板之间存有间隙

9、； 第30页（2）横向裂缝：裂缝延伸方向与行车方向垂直。产生原因：温度应力，或上部结构受力裂缝反射；检验关键点：裂缝在桥上位置。（一）桥面系常见病害与分析第31页（3）纵向裂缝：裂缝延伸方向与行车方向一致。 产生原因：施工养护不妥；或装配式简支梁接缝质量差；或桥面板 上裂缝反射； 检验关键点：纵向裂缝在桥梁横断面位置；（一）桥面系常见病害与分析第32页（4）断裂或破损：水泥混凝土铺装上裂缝宽度较大，并有混凝土破裂； 产生原因：铺装层与桥面板之间存在脱空间隙。（一）桥面系常见病害与分析第33页（5）坑槽：铺装层局部存在凹陷； 产生原因：铺装层材料质量分布不均，局部区域混凝土抗剪强度不够；（一）桥

10、面系常见病害与分析第34页（6）露筋：铺装层内钢筋露出铺装层表面； 产生原因：铺装层保护层厚度太薄。（一）桥面系常见病害与分析第35页（7）车撤 ： 沥青混凝土铺装上不平整，沿行车方向存在含有一定长度凹槽； 产生原因：沥青混凝土材料质量差。（一）桥面系常见病害与分析第36页（8）拥包：沥青混凝土铺装上存在隆起鼓包； 产生原因：铺装层与桥面板之间粘结强度不够。（一）桥面系常见病害与分析第37页沥青混凝土铺装与混凝土铺装一样，在桥面铺装存在有龟裂、横向裂缝、纵向裂缝和坑槽。（一）桥面系常见病害与分析第38页沥青混凝土铺装上坑槽产生原因：沥青混凝土中沥青与骨料粘结力不够。（一）桥面系常见病害与分析第

11、39页2、桥面与道路连接处病害类型桥面与道路连接处接缝存在错台，接缝处桥面破损。产生原因：桥头道路下沉。检验关键点：桥头有显著跳车现象。 （一）桥面系常见病害与分析第40页 3、排水设施病害类型 泄水管堵塞， 产生原因为桥面垃圾积累未去除； 排水PC管破损，产生原因是PC管老化，质量差。 （一）桥面系常见病害与分析第41页4、伸缩缝病害类型伸缩缝中堵塞，产生原因为桥面垃圾堆积未去除；橡胶条破裂，产生原因为橡胶条老化质量差，或施工安装不妥；伸缩缝周围混凝土破损，产生原因为伸缩缝安装时两接边高差过大；（一）桥面系常见病害与分析第42页5、人行道板病害类型人行道板裂缝、铺砌破损，路缘石松动、残缺；产

12、生原因：施工质量差（一）桥面系常见病害与分析第43页6、护栏病害类型露筋与扶手脱落栏杆与扶手钢筋锈蚀，产生原因为保护层太薄；扶手断裂或脱落， 产生原因施工或安装质量差。（一）桥面系常见病害与分析第44页7、防撞墙病害类型防撞墙裂缝，产生原因为施工不妥，或断缝设置不合理，或防裂钢筋配筋不足；钢筋锈蚀，产生原因为保护层厚度薄，不满足规范要求。（一）桥面系常见病害与分析第45页（二）上部结构常见病害与分析1 、钢筋混凝土板桥 钢筋混凝土板桥常见病害主要是底板裂缝、露筋，接缝渗水。 钢筋混凝土板裂缝有，即龟裂、横向裂缝和纵向裂缝。 第46页底板纵向裂缝，产生原因是因为板比较宽，为双向受力状态，故底板横

13、向受力钢筋布置不足。底板露筋，产生原因是桥下净空高度小，受车辆擦伤致混凝土剥落。（二）上部结构常见病害与分析第47页底板开裂，产生原因分析：该裂缝为横向裂缝，位于跨中区域，同时有几条裂缝，故该裂缝为受力裂缝，需要对施工工艺和承载能力做复核。底板渗水，产生原因分析：该桥底板中存在纵向裂缝造成渗水，则是底板横向结构不足或施工底板厚度偏薄；接缝处渗水则是浇注接缝混凝土不密实造成。（二）上部结构常见病害与分析第48页2、钢筋混凝土简支T梁钢筋混凝土简支T梁常见病害为：梁肋竖向裂缝、斜向裂缝；T梁翼缘板钢筋外露锈蚀与接缝渗水；横隔板裂缝、露筋和其连接处混凝土剥落等。 对钢筋混凝土简支T梁产生裂缝进行分析

14、主要是要区分是荷载产生受力裂缝还是非荷载（如温度、混凝土收缩等）产生非受力裂缝。检验关键点：绘制裂缝形态图，即裂缝延伸走向，裂缝宽度和裂缝位置。如在梁肋两侧存在多条竖向裂缝，这些裂缝宽度展现中间大，两端小，则该裂缝为非受力裂缝。 如在梁肋两侧存在多条竖向裂缝，梁肋底面也有横向裂缝，裂缝形态展现为U字形，且裂缝宽度是下面大、上面小，则该裂缝为受力裂缝。（二）上部结构常见病害与分析第49页裂缝原因分析：该梁肋一侧在全跨范围内分布有8条裂缝，不但跨中区域存在有裂缝，而且L/4区域也有裂缝；裂缝位于梁肋中部。依据该形态分析出该裂缝是由混凝土收缩产生裂缝。（二）上部结构常见病害与分析第50页裂缝原因分析

15、：该梁肋侧面存在竖向裂缝，位于梁肋下缘，且在梁肋底面也有横向裂缝，裂缝形态呈U字形，故该裂缝为荷载作用产生受力裂缝。（二）上部结构常见病害与分析第51页钢筋混凝土翼缘板常见病害主要为翼缘板之间连接缝混凝土剥落、露筋，翼缘板存在裂缝，并有白色物质渗出。露筋、接缝渗水，产生原因：施工质量问题；混凝土剥落、裂缝，产生原因：翼缘板厚度偏薄。（二）上部结构常见病害与分析第52页梁底混凝土剥落、露筋，产生原因分析：该梁在跨中几个局部区域存在该病害，通常为桥下净高不足，梁底受到车辆或船只撞击产生。（二）上部结构常见病害与分析第53页3 、预应力混凝土T梁桥 预应力混凝土T梁桥常见病害主要翼板连接质量和横隔板

16、裂缝、露筋、破裂。通常全预应力混凝土构件是不允许出现受力裂缝。一旦出现受力裂缝则该构件必须进行加固处理。所以对全预应力混凝土构件裂缝判定非常主要。预应力混凝土T梁桥梁肋裂缝是否为受力裂缝，其判别标准与钢筋混凝土基本相同。因为预应力混凝土T梁存在预压应力，故通常非受力裂缝普通也不出现。当前预应力混凝土T梁桥病害大多为横隔板连接质量病害。 （二）上部结构常见病害与分析第54页 图中预应力混凝土T梁横隔板连接位置存在混凝土剥落、钢筋外露病害，其产生原因是施工质量差。 图中横隔板连接为桥梁中刚性连接。（二）上部结构常见病害与分析第55页4、钢筋混凝土连续箱梁桥 钢筋混凝土连续箱梁桥常见病害为箱体裂缝、

17、钢筋锈蚀、混凝土剥落，翼缘板裂缝、钢筋锈蚀、混凝土剥落。 箱体检验关键点为：（1）跨中区域在底板是否有横向裂缝，其侧面是否有从下向上竖向 裂缝；（2）在连续梁中间支点区域是否有从上向下竖向裂缝和斜向裂缝；（3）在连续梁两端支点区域则是否有从下向上斜裂缝 。 上述这些裂缝是经典结构受力裂缝。 翼缘板检验关键点为： （1）翼缘板是否存在横向裂缝； （2）翼缘板根部是否存在混凝土剥落； 翼缘板横向裂缝普通为混凝土收缩裂缝，根部混凝土剥落则要检验桥面板是否在对应位置存在纵向裂缝。（二）上部结构常见病害与分析第56页 图中照片显示跨中区域存在多条横向裂缝，在其侧面也有竖向裂缝。将这些横向裂缝与竖向裂缝连

18、接一起呈U字形，故这些裂缝是经典受力裂缝，其产生原因为作用荷载产生。（二）上部结构常见病害与分析第57页图中显示箱梁底板露筋与底板横向裂缝渗水。显然底板露筋是施工质量差造成；底板横向裂缝则要视处于梁位置来分析，产生原因为荷载作用，或底板厚度偏薄。（二）上部结构常见病害与分析第58页5、预应力混凝土箱梁桥 大跨度预应力混凝土箱梁桥截面是由顶板、底板、腹板和翼缘板组成。 预应力混凝土箱梁桥常见病害也主要是裂缝、混凝土剥落、露筋锈蚀 检验关键点是： （1）顶板纵横向裂缝；（2）腹板跨中区域竖向裂缝和支点区域斜向裂缝 ；（3）底板纵横向裂缝；（4）箱梁悬臂桥面板裂缝 ，（5）横隔板竖斜向裂缝 ；（6）

19、箱梁混凝土剥落、露筋锈蚀 。（二）上部结构常见病害与分析第59页 图中为常见顶板纵向裂缝，该裂缝往往为通长裂缝，其位于顶板中部或两端肋腋处。该裂缝产生原因普通为温度作用引发，或荷载作用。（二）上部结构常见病害与分析第60页 图中为常见箱梁腹板斜裂缝，裂缝位于正负弯矩变号区域。产生原因是斜截面抗剪承载能力不足。（二）上部结构常见病害与分析第61页 图中为常见底板纵向裂缝，这种裂缝有多条，并为通长。其产生原因为底板厚度偏薄，混凝土收缩产生。（二）上部结构常见病害与分析第62页 图中为常见横隔板上裂缝，其产生原因为过人洞上剪力过大，剪力传递中止造成局部应力集中产生。（二）上部结构常见病害与分析第63

20、页 图中为底板露筋病害，产生原因是施工过程中振捣不密实以及保护层偏薄。（二）上部结构常见病害与分析第64页当前桥梁惯用支座为板式橡胶支座和盆式橡胶支座。其中简支梁桥支座采取板式橡胶支座，连续梁桥支座采取盆式橡胶支座。1、板式橡胶支座板式橡胶支座常见病害是支座剪切变形大，支座脱空或局部脱空，支座老化外鼓、开裂和支座缺失等。2、盆式橡胶支座盆式橡胶支座常见病害是钢盆锈蚀、锚固螺栓松动、锈蚀、橡胶磨损、垃圾堆积。（三）桥梁支座常见病害与分析 第65页 图片中板式橡胶支座剪切变形大，其产生原因是支座质量差，或支座厚度偏小。（三）桥梁支座常见病害与分析 第66页 图片中为板式橡胶支座局部脱空，该产生原因

21、为施工安装不妥引发。（三）桥梁支座常见病害与分析 第67页图片中盆式橡胶支座钢盆完全锈蚀，其原因是支座环境湿度大，或钢盆防锈涂层质量差。（三）桥梁支座常见病害与分析 第68页 桥梁下部结构是由桥台、桥墩与基础组成。 1、桥台 钢筋混凝土桥台检验关键点是： （1）台帽是否存在裂缝、混凝土脱落； （2）台身是否存在纵横向裂缝、露筋； （3）侧墙是否存在裂缝或开裂； （4）挡块是否损坏； 2、桥墩 钢筋混凝土桥墩检验关键点是： （1）盖梁是否存在裂缝、露筋以及挡块是否被损坏； （2）立柱是否存在龟裂、竖向裂缝、横向裂缝、露筋； （3）立柱是否被船只撞击；（四）桥梁下部结构常见病害与分析 第69页 图

22、片为桥台台身竖向裂缝，其产生原因普通是混凝土收缩；台身露筋，其产生原因为混凝土保护层偏薄。（四）桥梁下部结构常见病害与分析 第70页 图片桥台翼墙开裂，其产生原因是台后沉降或翼墙配筋不足；挡块开裂，其产生原因是温度作用造成梁体横移。（四）桥梁下部结构常见病害与分析 第71页 图中盖梁裂缝位于立柱顶端，裂缝从上向下延伸，为受力裂缝，其产生原因是荷载作用。（四）桥梁下部结构常见病害与分析 第72页图片中盖梁露筋锈蚀，产生原因混凝土保护层偏薄。（四）桥梁下部结构常见病害与分析 第73页图片中立柱出现龟裂，其产生原因是施工养护不妥。（四）桥梁下部结构常见病害与分析 第74页 图片为立柱竖向裂缝，其产生原因是混凝土收缩过大，或钢筋箍筋配箍率不足。（四）桥梁下部结构常见病害与分析 第75页图片中立柱露筋，其产生原因混凝土保护层薄，内部钢筋锈胀。（四）桥梁下部结构常见病害与分析 第76页图片立柱被船擦伤，其原因为桥梁通航净宽不足。（四）桥梁下部结构常见病害与分析 第77页3、桩基位于水中桩基普通派遣潜水员在水下模测，或在枯水期间进行检验。桩基检验关键点是：（1）桩基是否在水流作用下被冲刷掏空，钢筋锈蚀；（2）桩基是否倾斜、分层