橋梁病害處理

1、墩臺(tái)、基礎(chǔ)五、圖2-7圖2-6圖2-5圖2-3圖2-4圖2-1 圖2-2圖3-1 板式橡膠支座均勻鼓凸圖3-2 板式橡膠支座不均勻鼓凸 脫空是指板式橡膠支座與橋梁底面及支承墊石頂面之間出現(xiàn)的縫隙大于相應(yīng)邊長(zhǎng)的25%。見(jiàn)圖3-3。通常板式橡膠支座使用時(shí)，應(yīng)通過(guò)轉(zhuǎn)動(dòng)計(jì)算，使支座頂?shù)酌媾c橋梁全面積接觸。局部脫空一方面造成支座壓應(yīng)力增加，另一方面支座脫空部位與外界空氣接觸，容易產(chǎn)生橡膠老化。剪切超限是指板式橡膠支座在最高及最低溫度條件下的最大恒載剪切變形tan0.45，見(jiàn)圖3-4。 支座位置串動(dòng)是由于支承墊石不平，造成支座局部承壓，引起支座位置串動(dòng)，嚴(yán)重時(shí)可能會(huì)造成個(gè)別支座脫落。圖3-3 板式橡膠支座

2、局部脫空?qǐng)D3-4 板式橡膠支座剪切超限 聚四氟乙烯板磨損指盆式橡膠支座中由于聚四氟乙烯板和不銹鋼滑板之間平面滑動(dòng)所產(chǎn)生的磨損。磨損程度用測(cè)量聚四氟乙烯板的外露高度來(lái)表示，見(jiàn)圖3-5。 支座位移超限是由于設(shè)計(jì)及安裝不當(dāng)造成支座聚四氟乙烯板滑出不銹鋼板板面范圍。 支座轉(zhuǎn)角超限是由于設(shè)計(jì)及安裝不當(dāng)造成支座轉(zhuǎn)角超過(guò)相應(yīng)荷載作用下最大的預(yù)期設(shè)計(jì)轉(zhuǎn)角。支座轉(zhuǎn)角應(yīng)由盆式橡膠支座頂、底板之間的最大和最小間隙求出，詳見(jiàn)圖3-6。圖3-5 聚四氟乙烯板的外露高度圖3-6 盆式橡膠支座轉(zhuǎn)動(dòng)最大及最小間隙 裂縫(Cracking)鋼筋銹蝕(Reinforcing Steel Corrosion)剝落(Scaling)

3、剝離(Spalling，Pothole)層隙(Delamination)蜂窩(Honeycombs) 白華(Efflorescence 保護(hù)層厚度不足(Deficiency of Protection) 磨損(Wear) 撞損(Collision Damage) 圖4-1 結(jié)構(gòu)裂縫大梁支點(diǎn)梁腹底部剪力裂縫梁底或橋面板底的撓曲裂縫 鋼筋銹蝕(Reinforcing Steel Corrosion) 鋼筋混凝土構(gòu)件，是將鋼筋置于混凝土中，利用混凝土具有的高堿性，在鋼筋表面形成一保護(hù)層，避免鋼筋生銹。若保護(hù)層因混凝土裂縫致使氧氣、水氣侵入，變?yōu)檠趸F，即為生銹。濱海地區(qū)的橋梁，若未加厚保護(hù)層，將因海

4、水的侵蝕，易使混凝土構(gòu)件中的鋼筋腐蝕，并造成構(gòu)件的混凝土剝落，破壞混凝土構(gòu)件。 鋼筋混凝土構(gòu)件中鋼筋，雖不易銹蝕，但若發(fā)現(xiàn)銹蝕時(shí)，則該構(gòu)件已呈嚴(yán)重破壞。 鋼筋銹蝕為鋼筋混凝土構(gòu)件破壞的主要原因。鋼筋銹蝕時(shí)體積會(huì)膨脹(為原體積的17倍)，推擠混凝土，致混凝土承受拉力而裂開(kāi)剝落，使鋼筋暴露于大氣中，加速生銹，并造成鋼筋混凝土構(gòu)件的劣化（如圖4-5）。鋼筋銹蝕后，鋼筋斷面積將減少，降低強(qiáng)度，并影響結(jié)構(gòu)物的耐久性。造成鋼筋銹蝕的主要原因有： 1)鋼筋受濕氣及氧氣的作用。 2)混凝土中性化。 3)鋼筋表面氯離子含量高。圖4-5 鋼筋銹蝕剝落(Sealing) 剝落為混凝土表面水泥砂漿流失，造成粗骨料外露

5、的現(xiàn)象，嚴(yán)重者造成骨料松脫。 剝落，一般發(fā)生在混凝土表層品質(zhì)較差的部位，一般不會(huì)很深。嚴(yán)重剝落如圖4-6所示。 剝落按水泥砂漿流失程度，可分為四級(jí)： 1)輕度剝落：水泥砂漿流失深度小于6 mm，已可見(jiàn)到骨料。 2)中度剝落：水泥砂漿流失深度達(dá)612 mm，骨料間的水泥砂漿已流失。 3)重度剝落：水泥砂漿流失深度達(dá)1225 mm，骨料完全暴露。 4)嚴(yán)重剝落：水泥砂漿及骨料均流失，且深度達(dá)25 mm以上，鋼筋已暴露。圖4-6嚴(yán)重剝落 剝離(Spalling) 剝離是混凝土結(jié)構(gòu)物呈片塊狀的剝落現(xiàn)象，主要為鋼筋銹蝕或混凝土因溫度變化使其承受超過(guò)容許應(yīng)力所造成，通常鋼筋會(huì)暴露于外，加速鋼筋腐蝕。剝離的

6、形狀一般為近似圓形或橢圓形，如圖4-7所示。 “剝離”與“剝落”的最大區(qū)別，在于“剝離”是呈片塊狀流失，且流失面積較“剝落”大。剝離依混凝土流失深度或流失面積的寬度，分為： 1)輕微剝離：混凝土流失深度不超過(guò)25mm，或流失面積的直徑不超過(guò)150mm。 2)嚴(yán)重剝離：混凝土流失深度超過(guò)25ram，或流失面積的直徑超過(guò)150mm。圖4-7 剝離層隙(Delamination) 層隙，是構(gòu)件受氯氣或鹽水侵襲，構(gòu)件內(nèi)的鋼筋銹蝕體積膨脹，導(dǎo)致鋼筋與外層鋼筋附近混凝土分離。以榔頭敲擊層隙處，則有空洞的回聲。當(dāng)層隙處的混凝土層完全流失時(shí)，即產(chǎn)生剝離(Scaling)現(xiàn)象，如圖4-8所示。蜂窩(Honeyc

7、ombs) 澆筑混凝土?xí)r，因模板漏漿，或振搗不實(shí)導(dǎo)致水泥砂漿無(wú)法充分填充于粗骨料的間隙，造成混凝土空洞，即為蜂窩。蜂窩除降低混凝土強(qiáng)度外，空氣中氧氣、水氣及腐蝕因子易通過(guò)其侵入混凝土，造成混凝土中性化及腐蝕鋼筋，加速構(gòu)件的劣化。故混凝土拆模時(shí)，若有蜂窩，應(yīng)立即用水泥砂漿填充于蜂窩處，以防構(gòu)件劣化，蜂窩如圖4-9所示。圖4-8 橋墩發(fā)生層序并剝離圖4-9 墩柱蜂窩 白華(Effloreseence) 混凝土因裂縫滲水，致使混凝土內(nèi)氫氧化鈣被水溶解，滲流出混凝土表面，產(chǎn)生白色結(jié)晶物，即為白華。有白華現(xiàn)象，即表示該結(jié)構(gòu)物有裂縫。產(chǎn)生白華較多處為橋面板的底部，如圖4-10所示。 圖4-10 橋面板底部

8、及橫隔梁白華 保護(hù)層厚度不足(Deficiency of Protection) 鋼筋是易腐蝕的材料，混凝土中的鋼筋之所以能防蝕，在于其四周包裹高堿性的混凝土，故鋼筋的耐蝕能力，視混凝土保護(hù)層的厚度而定。混凝土保護(hù)層厚度不足，易造成鋼筋銹蝕。一般均因施工不當(dāng)所造成。濱海地區(qū)的橋梁，若未將保護(hù)層加厚，將造成鋼筋腐蝕，混凝土剝落（如圖4-11）。 較常見(jiàn)的保護(hù)層不足之處，有橋面板或箱型梁底板，橋梁護(hù)欄下方的橋面板，箱型梁底板與腹板交接處等。圖4-11 濱海地區(qū)橋梁保護(hù)層不足，易造成鋼筋腐蝕及混凝土剝落 墩臺(tái)、基礎(chǔ) 撞損 市區(qū)高架橋（如圖4-12）或過(guò)水橋位于河道內(nèi)的橋墩及大梁，易被過(guò)往的車(chē)輛或船只

9、、漂木、滾石撞擊，造成大梁或橋墩破壞、裂縫，甚至鋼筋外露。圖4-13為河川上游的過(guò)水橋橋墩雖經(jīng)鋼板保護(hù)，也被滾石撞損 。圖4-13 過(guò)水橋橋墩保護(hù)鋼板被滾石撞損圖4-12 跨越橋的大梁被超高車(chē)輛撞損，鋼筋外露沖刷 急流的河水將造成沖刷，尤其濫采河川砂石將導(dǎo)致河床降低，造成基樁外露，使基樁失去側(cè)撐力及摩擦力，影響橋梁穩(wěn)定性及耐震力；且外露的基樁易受滾石、漂木撞擊，造成樁體裂縫，甚至斷裂，以及橋墩受損。沖刷造成基樁外露，如圖4-14 。圖4-14 沖刷造成基樁外露橋臺(tái)結(jié)構(gòu)體傾斜或位移(Decline 0r Displacement of Abutment) 橋臺(tái)背部承受路堤的土壓，若橋臺(tái)基礎(chǔ)無(wú)法承

10、受土壓力，或基礎(chǔ)下的地基變形，均將使橋向橋梁方向傾斜、橋臺(tái)結(jié)構(gòu)體造成裂縫、破壞，并造成靠橋臺(tái)的伸縮縫損壞，未能發(fā)揮伸縮功能；甚至造成側(cè)墻及橋頭搭板受損、破壞、變形。橋臺(tái)結(jié)構(gòu)體傾斜，如圖4-15，圖4-16。圖4-15橋臺(tái)結(jié)構(gòu)體傾斜圖4-16 橋臺(tái)后仰及旋轉(zhuǎn)的情形圖7-3 基礎(chǔ)、承臺(tái)破壞模式示意圖A混凝土現(xiàn)場(chǎng)檢測(cè)A1混凝土強(qiáng)度檢測(cè)回彈法、超聲法、超聲回彈綜合法鉆芯法、貫入法、拔拉法、拉脫法B鋼筋銹蝕檢測(cè)A2碳化深度檢測(cè)A3缺陷損傷檢測(cè)超聲波探傷法(是最常用的)目測(cè)法聲波檢測(cè)法聲發(fā)射檢測(cè)開(kāi)裂活動(dòng)射線(xiàn)照相法放射測(cè)定法紅外線(xiàn)熱測(cè)法雷達(dá)檢測(cè)法均勻性檢測(cè)結(jié)合面檢測(cè)表面損傷檢測(cè)不密實(shí)區(qū)檢測(cè)淺裂縫檢測(cè)深裂縫檢

11、測(cè)B1直接檢測(cè)B2間接檢測(cè)舊橋材料性能檢測(cè)內(nèi)容A線(xiàn)路評(píng)定A1使用價(jià)值評(píng)定A3通行能力評(píng)定公路舊橋評(píng)定方法分類(lèi)A2承載能力評(píng)定A4泄洪能力評(píng)定公路舊橋評(píng)定B單橋評(píng)定B1外觀調(diào)查評(píng)定B3荷載試驗(yàn)評(píng)定B2分析計(jì)算評(píng)定B4專(zhuān)家系統(tǒng)評(píng)定橋梁部件缺損狀況評(píng)定方法橋梁部件缺損狀況評(píng)定方法 推薦的橋梁各部位權(quán)重及綜合評(píng)定方法推薦的橋梁各部位權(quán)重及綜合評(píng)定方法 改革開(kāi)放以來(lái)，隨著我國(guó)經(jīng)濟(jì)建設(shè)的持續(xù)快速健康發(fā)展，交通基礎(chǔ)設(shè)施建沒(méi)取得了舉世矚目的成就，并將繼續(xù)保持快速增長(zhǎng)的趨勢(shì)。2005年底，全國(guó)公路總里程達(dá)到193.05萬(wàn)公里，穩(wěn)居世界第二位。預(yù)計(jì)到2020年，我國(guó)高速公路網(wǎng)將要達(dá)到8 .2萬(wàn)公里，跨江跨海大橋和

12、長(zhǎng)大隧道建設(shè)水平躋身世界一流。2005年底，全國(guó)公路橋梁達(dá)33.66萬(wàn)座、1474. 75萬(wàn)延米，比上年末增加1.50萬(wàn)座、137.11萬(wàn)延米。其中特大橋梁876座、145.96萬(wàn)延米，大橋23290座、512 .53萬(wàn)延米，中橋7.17萬(wàn)座、393 .74萬(wàn)延米，小橋24 .07萬(wàn)座、422. 53萬(wàn)延米。 公路運(yùn)輸中超限超載的問(wèn)題日漸突出，已成為危及人民群眾生命和國(guó)家財(cái)產(chǎn)安全、影響社會(huì)經(jīng)濟(jì)協(xié)調(diào)健康發(fā)展的一個(gè)突出社會(huì)問(wèn)題。由于超限超載車(chē)輛的實(shí)際載重大大超過(guò)了道路與橋涵的設(shè)計(jì)承載能力，極大地縮短了道路與橋涵的使用壽命，導(dǎo)致了橋梁垮塌事故或破壞，增加了道路與橋涵的投入成本。 另一方面，由于混凝土

13、結(jié)構(gòu)的使用需求改變、混凝土劣化、老化等造成混凝土強(qiáng)度不足、各種災(zāi)害(如地震、水災(zāi)、風(fēng)災(zāi)和火災(zāi)等)、鋼筋銹蝕、結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)或施工不當(dāng)以及配合規(guī)范修正等原因，大量在役混凝土橋梁存在承載能力不足等問(wèn)題。 對(duì)于土木工程建設(shè)而言，既有結(jié)構(gòu)物的維護(hù)、加固及升級(jí)應(yīng)該與新建結(jié)構(gòu)物的設(shè)計(jì)及興建扮演同等重要的角色，混凝土結(jié)構(gòu)加固也因此成為土木工程界目前發(fā)展最快的領(lǐng)域之一。利用先進(jìn)的加固技術(shù)對(duì)這些病危橋梁進(jìn)行加固處理、提高其承載能力、延長(zhǎng)它們的使用壽命，確保橋梁結(jié)構(gòu)和交通運(yùn)輸安全，是現(xiàn)在和今后廣大橋梁工作者所面臨的主要任務(wù)，也是橋梁養(yǎng)護(hù)管理工作中亟需解決的課題。 要保持交通的安全暢通以及橋梁建設(shè)的可持續(xù)性發(fā)展，提高現(xiàn)有

14、橋梁的服務(wù)水平，我們不僅要加強(qiáng)橋梁建設(shè)，同時(shí)也要積極加強(qiáng)對(duì)已有舊橋的維護(hù)與加固工作，在這個(gè)大前提下，加強(qiáng)舊危橋的維修加固工作就具有更大的實(shí)際意義： 一是可以最大限度的降低交通建設(shè)成本，實(shí)現(xiàn)投資的優(yōu)化； 二是可以保持橋梁建設(shè)的快速發(fā)展，緩解我國(guó)的交通緊張狀況。 為了達(dá)到這一目標(biāo)，我國(guó)也加強(qiáng)了對(duì)橋梁的損傷研究及各種橋梁的加固維修工藝和材料的研究。早在“七五”和“八五”期間，國(guó)家就把它列為重點(diǎn)攻關(guān)項(xiàng)目，先后頒發(fā)了公路舊橋承載能力鑒定辦法(試行)以及公路養(yǎng)護(hù)條例，以指導(dǎo)我國(guó)橋梁檢測(cè)、評(píng)定及加固工作的進(jìn)行。目前，國(guó)家投入了大量的資金進(jìn)行這方面研究，交通部實(shí)施的“十五”期間國(guó)省道主干線(xiàn)舊危橋改造計(jì)劃，從2

15、001年起每年下?lián)?億元扶持各省的舊危橋研究改造工作。在未來(lái)的日子里，我國(guó)將迎來(lái)橋梁維修與加固的新階段。 橋涵養(yǎng)護(hù)和維護(hù)技術(shù)，是針對(duì)正在使用的橋涵進(jìn)行檢測(cè)、評(píng)價(jià)、養(yǎng)護(hù) 、維修等技術(shù)對(duì)策的總稱(chēng)。 目前，我國(guó)相當(dāng)一部分現(xiàn)有橋涵已無(wú)法滿(mǎn)足交通事業(yè)發(fā)展的需要，主要是由于交通運(yùn)輸事業(yè)的發(fā)展。不僅車(chē)流量急劇增加，而且荷載等級(jí)不斷提高，加之車(chē)輛超載現(xiàn)象非常嚴(yán)重，對(duì)公路橋涵造成永久性損傷，嚴(yán)重縮短了橋涵的使用壽命。另外，由于橋涵運(yùn)營(yíng)環(huán)境惡劣，酸堿鹽腐蝕、凍融循環(huán)等因素會(huì)降低材料與結(jié)構(gòu)的耐久性。因此，部分既有橋涵已經(jīng)不能適應(yīng)現(xiàn)代交通運(yùn)輸?shù)男枰?。?duì)可利用的公路橋涵進(jìn)行養(yǎng)護(hù)，維修，提高其承載能力和通行能力，可大大節(jié)

16、省資金，具有重大的社會(huì)價(jià)值和技術(shù)經(jīng)濟(jì)價(jià)值。 1技術(shù)要求 (1) 養(yǎng)護(hù)與維修橋涵不同于新建橋涵，固定的舊危橋涵客觀條件在方案設(shè)計(jì)及施工組織等技術(shù)層面上提出了更高的要求； (2)應(yīng)盡量減少對(duì)原有橋涵結(jié)構(gòu)的損傷，充分利用原有結(jié)構(gòu)構(gòu)件，做到養(yǎng)護(hù)與維修工程的安全、可靠、耐久，滿(mǎn)足使用要求，不留后患； (3)施工方面必須考慮到已有交通的影響，在施工組織和方案設(shè)計(jì)上必須做到施工便捷、快速； (4)在新舊結(jié)構(gòu)的處理上，設(shè)計(jì)計(jì)算應(yīng)該充分考慮結(jié)構(gòu)強(qiáng)度的折減；在施工時(shí)，應(yīng)盡量做到兩者的整體一致性。 2經(jīng)濟(jì)要求 養(yǎng)護(hù)與維修結(jié)構(gòu)所產(chǎn)生的費(fèi)用應(yīng)該總體大幅低于新建結(jié)構(gòu)的費(fèi)用，使其直接經(jīng)濟(jì)效益和間接經(jīng)濟(jì)效益明顯。3交通影響要求 應(yīng)該做到在允許的范圍對(duì)交通的影響最小。4環(huán)境影響要求 橋涵養(yǎng)護(hù)與維修方案的設(shè)計(jì)應(yīng)把對(duì)環(huán)境的影響考慮進(jìn)去，對(duì)新舊部分應(yīng)做到外觀協(xié)調(diào)，以適應(yīng)一定的景觀要求。 橋梁養(yǎng)護(hù)維修工作應(yīng)包括以下四個(gè)方面： 1技術(shù)狀況檢查 進(jìn)行技術(shù)狀況檢查的目的在于系統(tǒng)掌握技術(shù)狀況，及時(shí)發(fā)現(xiàn)病害缺損，采取相應(yīng)養(yǎng)護(hù)措施。 2建立和健全完整的橋梁技術(shù)檔案 應(yīng)根據(jù)橋梁檢查結(jié)果，按橋梁實(shí)際技術(shù)狀況，評(píng)定橋梁技術(shù)狀況，并建立技術(shù)檔案。為橋梁養(yǎng)護(hù)維