橋梁養(yǎng)護維修

1、 橋梁養(yǎng)護與加固橋梁養(yǎng)護與加固 盧文良盧文良 北京交通大學(xué)北京交通大學(xué) 一、國內(nèi)外既有橋梁工作狀態(tài)的概況1 國內(nèi)情況 全國的公路橋梁總座數(shù)己達284萬座，計1065萬延米。 2001年的第二次全國公路普查資料，我國國道、省道和縣道公路橋梁中技術(shù)狀況評定為三類的有28095座，計857440延米；四類的有5424座，計178451延米；危橋3402座，計145575延米。 三類及其以下等級的橋梁就需要按排中修或大修、加固工程。也就是說我國縣級以上公路中共有36921座，計118萬延米的橋梁需要維修或加固，據(jù)測算，至少需要資金150億元。而2001年全國用于橋梁加固改造的專項投資約為6.9億元。兩

2、者相比，差距明顯。 我國目前鐵路運營線路總長約70000km，橋梁總延長約2400km。 其中，混凝土橋梁共計12萬余孔，占橋梁的90以上。 根據(jù)2000年鐵路秋檢結(jié)果，全路共有裂縫超限混凝土梁1155座/4154孔。 根據(jù)2000年橋隧秋檢結(jié)果統(tǒng)計，全路發(fā)生鋼筋銹蝕的混凝土梁達3000多孔。2 2國外情況國外情況美國美國 每年高速公路的結(jié)構(gòu)維修要花費數(shù)十億美元。每年高速公路的結(jié)構(gòu)維修要花費數(shù)十億美元。 據(jù)據(jù)80年代的兩份橋梁狀況登記報告，美國有公路年代的兩份橋梁狀況登記報告，美國有公路橋橋60萬座，低于現(xiàn)今標準的占萬座，低于現(xiàn)今標準的占40%以上，其中州際以上，其中州際公路和州公路有近公路和

3、州公路有近30萬，低于現(xiàn)今標準的約占萬，低于現(xiàn)今標準的約占30%，市、縣城鎮(zhèn)公路橋市、縣城鎮(zhèn)公路橋30多萬座，低于現(xiàn)今標準的占多萬座，低于現(xiàn)今標準的占50%以上。以上。 西歐3 3 國內(nèi)外大跨度橋梁的換索情況國內(nèi)外大跨度橋梁的換索情況世界范圍內(nèi)尤其是中國的大跨度斜拉橋和懸索橋中的一些在建成后不久即面臨著不得不大修的尷尬局面。以下是大跨橋的換索實例。 美國美國 紐約威廉斯堡橋鋼懸索橋紐約威廉斯堡橋鋼懸索橋19l819l8年建成后，于年建成后，于19211921、19241924、19631963年曾對主纜和錨碇進行全面修補，年曾對主纜和錨碇進行全面修補，19921992年還進年還進行長達兩年的防

4、腐維修行長達兩年的防腐維修 日本本州四國聯(lián)絡(luò)線上的橋日本本州四國聯(lián)絡(luò)線上的橋 鋼懸索橋鋼懸索橋1010年左右發(fā)現(xiàn)鋼年左右發(fā)現(xiàn)鋼纜的鋼絲銹蝕現(xiàn)在纜索防腐層上開窗口，用高壓暖氣進纜的鋼絲銹蝕現(xiàn)在纜索防腐層上開窗口，用高壓暖氣進行去濕行去濕 美國美國P-K(P-K(帕斯克帕斯克肯涅威科肯涅威科) )橋混凝土斜拉橋橋混凝土斜拉橋 通車通車7 7年年后即換索后即換索 德國漢堡科爾布蘭特斜拉橋德國漢堡科爾布蘭特斜拉橋 鋼斜拉橋鋼斜拉橋 通車未滿通車未滿1010年即年即換索換索 中國中國 廣州海印大橋混凝土斜拉橋廣州海印大橋混凝土斜拉橋19881988年通車未滿年通車未滿1010年即換索年即換索 中國濟南黃

5、河公路大橋混凝土斜拉橋中國濟南黃河公路大橋混凝土斜拉橋19821982年建成年建成后，后，1313年后檢查時發(fā)現(xiàn)索有銹蝕即換索年后檢查時發(fā)現(xiàn)索有銹蝕即換索 中國廣東虎門大橋鋼懸索橋建成后即發(fā)現(xiàn)有銹蝕中國廣東虎門大橋鋼懸索橋建成后即發(fā)現(xiàn)有銹蝕 中國紅水河鐵路橋混凝土斜拉橋中國紅水河鐵路橋混凝土斜拉橋7070年代建成，使年代建成，使用用2020年后全部換索年后全部換索 中國金沙江南門橋混凝土拱橋中國金沙江南門橋混凝土拱橋19901990年建成，年建成，1010年后年后因吊桿損壞發(fā)生局部橋面坍塌事故因吊桿損壞發(fā)生局部橋面坍塌事故 中國青州閩江大橋復(fù)合斜拉橋中國青州閩江大橋復(fù)合斜拉橋20002000年

6、臺風(fēng)季節(jié)，遭年臺風(fēng)季節(jié)，遭受斷錨吊裝船的撞擊，斜拉橋支座系統(tǒng)均遭破壞。受斷錨吊裝船的撞擊，斜拉橋支座系統(tǒng)均遭破壞。 二、我國公路橋梁養(yǎng)護存在主要問題二、我國公路橋梁養(yǎng)護存在主要問題 1 1思想上不夠重視思想上不夠重視 “重建設(shè)輕養(yǎng)護重建設(shè)輕養(yǎng)護”的不良傾向的不良傾向 養(yǎng)護工作中是以路面為中心養(yǎng)護工作中是以路面為中心 “養(yǎng)路不養(yǎng)橋養(yǎng)路不養(yǎng)橋” 2 2資金投入不足，檢測設(shè)備落后資金投入不足，檢測設(shè)備落后 進入九十年代以后，我國進入了以高等級公進入九十年代以后，我國進入了以高等級公路快速發(fā)展為特征的公路建設(shè)高峰期，大量的路快速發(fā)展為特征的公路建設(shè)高峰期，大量的資金、技術(shù)力量都集中到高等級公路建設(shè)上，

7、資金、技術(shù)力量都集中到高等級公路建設(shè)上，各級公路交通部門更足長期處于巨大的公路建各級公路交通部門更足長期處于巨大的公路建設(shè)壓力之下，沒有時間和精力來研究橋梁養(yǎng)護設(shè)壓力之下，沒有時間和精力來研究橋梁養(yǎng)護與管理工作。與管理工作。 3 3橋梁管理基礎(chǔ)性工作薄弱橋梁管理基礎(chǔ)性工作薄弱 一是橋梁養(yǎng)護管理的工作制度、技術(shù)標準、規(guī)程不完善。致使我們在橋梁檢測、評價、加固、質(zhì)量控制等方面，沒有明確的工作依據(jù)。 二是規(guī)范所要求橋梁卡片、橋梁養(yǎng)護技術(shù)檔案等基礎(chǔ)資料不齊備。造成這種狀況的原因是多方面的，有歷史的客觀原因，更有疏于管理的主觀因素。 三是規(guī)范所要求的橋梁養(yǎng)護檢查的各種表格和記錄不齊。 4 4 體制有弊端

8、，管護責(zé)任不明確體制有弊端，管護責(zé)任不明確 受公路管理體制的影響，目前橋梁養(yǎng)護管理工作中也同樣存在責(zé)任主體不清、管理養(yǎng)護責(zé)任不明確的現(xiàn)象，這是影響橋梁養(yǎng)護管理工作的更深層次矛盾。一 經(jīng)營性收費公路的橋梁管護責(zé)任不清。二 一些公路橋梁現(xiàn)己成為城市內(nèi)橋梁，但其產(chǎn)權(quán)和管護責(zé)任都沒有作重新界定，造成這些橋梁的養(yǎng)護主體缺位三 公路管理體制的模式多樣，造成目前些地方的國省干線和縣鄉(xiāng)公路上的橋梁管護責(zé)任主體多元，責(zé)任意識淡薄，養(yǎng)護管理工作的質(zhì)量和效果難以保證。5 5 超載、超限車輛多超載、超限車輛多 三、橋梁使用可靠性下降的主要原因三、橋梁使用可靠性下降的主要原因現(xiàn)將造成橋梁結(jié)構(gòu)可靠性降低的主要原因簡介如下

9、現(xiàn)將造成橋梁結(jié)構(gòu)可靠性降低的主要原因簡介如下1 1公路車輛的超載、超限運輸公路車輛的超載、超限運輸 2 2結(jié)構(gòu)的老化與病害結(jié)構(gòu)的老化與病害 混凝土中性化混凝土中性化 裂縫裂縫 鋼筋銹蝕鋼筋銹蝕 3 3設(shè)計標準的演變設(shè)計標準的演變 4 4意外碰撞意外碰撞 四、鋼筋混凝土橋病害分類及病害四、鋼筋混凝土橋病害分類及病害表現(xiàn)形式表現(xiàn)形式由于在需要加固的橋梁中，鋼筋混凝土橋梁數(shù)量最由于在需要加固的橋梁中，鋼筋混凝土橋梁數(shù)量最多，地位最重要，以下重點論述鋼筋混凝土橋梁的多，地位最重要，以下重點論述鋼筋混凝土橋梁的可靠性評估與加固技術(shù)。可靠性評估與加固技術(shù)。 1 1 病害的概念和分類病害的概念和分類 GBG

10、BT50283T5028319991999公路工程結(jié)構(gòu)可靠度設(shè)計統(tǒng)一公路工程結(jié)構(gòu)可靠度設(shè)計統(tǒng)一標準標準規(guī)定公路工程結(jié)構(gòu)必須滿足規(guī)定公路工程結(jié)構(gòu)必須滿足下列功能要求：下列功能要求： (1)(1)在正常施工和正常使用時，能承受可能出現(xiàn)的各在正常施工和正常使用時，能承受可能出現(xiàn)的各種作用。種作用。 (2)(2)在正常使用時，具有良好的工作性能。在正常使用時，具有良好的工作性能。 (3)(3)在正常維護下，具有足夠的耐久性能。在正常維護下，具有足夠的耐久性能。 (4)(4)在預(yù)計的偶然事件發(fā)生時及發(fā)生后，仍能保持必在預(yù)計的偶然事件發(fā)生時及發(fā)生后，仍能保持必需的整體穩(wěn)定性。需的整體穩(wěn)定性。 按照病害不同

11、的嚴重程度可分為四類：按照病害不同的嚴重程度可分為四類：(1)(1)完好或基本完好完好或基本完好(2)(2)輕微損傷的病害輕微損傷的病害(3)(3)一般性損傷的病害一般性損傷的病害(4)(4)嚴重性損傷或破壞性損傷的病害嚴重性損傷或破壞性損傷的病害 五、鋼筋混凝土橋病害的機理分析五、鋼筋混凝土橋病害的機理分析 1 1裂縫裂縫2混凝土碳化和鋼筋銹蝕 混凝土破壞就是混凝土的碳化作用（確切說混凝土破壞就是混凝土的碳化作用（確切說為中性化）。為中性化）。 當(dāng)氫氧化鈣在混凝土的表面層里和二氧化碳當(dāng)氫氧化鈣在混凝土的表面層里和二氧化碳結(jié)合，變成碳酸鈣，這時并不破壞混凝土，但其結(jié)合，變成碳酸鈣，這時并不破壞

12、混凝土，但其剛性和強度增大。降低了孔隙液的剛性和強度增大。降低了孔隙液的PHPH值。值。 鋼筋的銹蝕一般為電化學(xué)銹蝕。發(fā)生電化學(xué)銹蝕鋼筋的銹蝕一般為電化學(xué)銹蝕。發(fā)生電化學(xué)銹蝕必須具備三個條件：必須具備三個條件：（1 1）在鋼筋表面形成電位差；）在鋼筋表面形成電位差；（2 2）在陰極部位鋼筋表面存在足夠的氧氣和水；）在陰極部位鋼筋表面存在足夠的氧氣和水；（3 3）在陽極區(qū)，使陽極部位的鋼筋表面處于活化狀態(tài)，）在陽極區(qū)，使陽極部位的鋼筋表面處于活化狀態(tài)，即鋼筋表面的鈍化膜遭到破壞即鋼筋表面的鈍化膜遭到破壞 。3 3 堿骨料反應(yīng)堿骨料反應(yīng) 六、 混凝土橋梁病害整治對策探討1 1 混凝土橋梁病害的總體

13、修補思路混凝土橋梁病害的總體修補思路（1）原則上，首先應(yīng)對超過一定寬度）原則上，首先應(yīng)對超過一定寬度(相應(yīng)于應(yīng)不同相應(yīng)于應(yīng)不同環(huán)境及結(jié)構(gòu)有不同要求環(huán)境及結(jié)構(gòu)有不同要求)的裂縫都應(yīng)予以修補。裂縫修的裂縫都應(yīng)予以修補。裂縫修補原則上有注漿法、鑿槽嵌補法等。從國際范圍內(nèi)來補原則上有注漿法、鑿槽嵌補法等。從國際范圍內(nèi)來看，采用注漿法壓注改性環(huán)樹脂材料來修補裂縫是一看，采用注漿法壓注改性環(huán)樹脂材料來修補裂縫是一種較佳選擇。種較佳選擇。（2 2）對混凝土外表面已碳化較深，可能引起鋼筋）對混凝土外表面已碳化較深，可能引起鋼筋銹蝕的情況，及橋梁銹蝕的情況，及橋梁AARAAR病害，可采用混凝土表面病害，可采用混

14、凝土表面涂裝聚合物或硅烷類材料進行封閉的方法處理。涂裝聚合物或硅烷類材料進行封閉的方法處理。（3 3）對于可能有氯離子侵蝕鋼筋混凝土表面的情）對于可能有氯離子侵蝕鋼筋混凝土表面的情況，可采用涂刷遷移式阻銹劑阻銹、聚合物材料涂況，可采用涂刷遷移式阻銹劑阻銹、聚合物材料涂裝封閉的方法處理，也可采用陰極保護的方法予以裝封閉的方法處理，也可采用陰極保護的方法予以防護。防護。 （4 4）對于鋼筋已銹蝕的鋼筋混凝土梁，可采用阻）對于鋼筋已銹蝕的鋼筋混凝土梁，可采用阻銹劑予以處理。此外，國外開發(fā)了一種再堿性與脫銹劑予以處理。此外，國外開發(fā)了一種再堿性與脫氯工藝予以處理。對于在制梁時就摻加了氯鹽的鋼氯工藝予以

15、處理。對于在制梁時就摻加了氯鹽的鋼筋混凝土梁宜優(yōu)先采用遷移式阻銹劑予以處理。修筋混凝土梁宜優(yōu)先采用遷移式阻銹劑予以處理。修補時，對于已脹裂或空鼓、剝落的混凝土，宜采用補時，對于已脹裂或空鼓、剝落的混凝土，宜采用摻加阻銹劑的聚合物水泥砂漿或混凝土予以修補。摻加阻銹劑的聚合物水泥砂漿或混凝土予以修補。（5 5）對于受化學(xué)侵蝕或凍融循環(huán)破壞的混凝土，）對于受化學(xué)侵蝕或凍融循環(huán)破壞的混凝土，視病害輕重視病害輕重, ,可采用聚合物材料涂裝防護或聚合物可采用聚合物材料涂裝防護或聚合物混凝土修補的方法處理?；炷列扪a的方法處理。七、七、 既有混凝土橋梁的評估既有混凝土橋梁的評估 1 1中國評估的依據(jù)中國評估

16、的依據(jù)（1 1）該橋檔案資料，包括設(shè)計、施工、毀壞、維修加）該橋檔案資料，包括設(shè)計、施工、毀壞、維修加固以及運營情況紀錄；固以及運營情況紀錄；（2 2）鐵路橋梁檢定規(guī)范；）鐵路橋梁檢定規(guī)范；（3 3）公路舊橋承載力鑒定方法；）公路舊橋承載力鑒定方法；（4 4）鐵路橋涵設(shè)計規(guī)范；）鐵路橋涵設(shè)計規(guī)范；（5 5）公路鋼筋混凝土及預(yù)應(yīng)力混凝土橋涵設(shè)計規(guī)范；）公路鋼筋混凝土及預(yù)應(yīng)力混凝土橋涵設(shè)計規(guī)范；（6 6）公路橋涵設(shè)計通用規(guī)范）公路橋涵設(shè)計通用規(guī)范（7 7）鐵路工程技術(shù)規(guī)范；）鐵路工程技術(shù)規(guī)范；（8 8）超聲法檢測混凝土缺陷技術(shù)規(guī)程；）超聲法檢測混凝土缺陷技術(shù)規(guī)程；（9 9）回彈法檢測混凝土抗壓強度

17、技術(shù)規(guī)程。）回彈法檢測混凝土抗壓強度技術(shù)規(guī)程。2 2 評估的方法評估的方法目前的評定標準主要有：目前的評定標準主要有：以可靠度理論為基礎(chǔ)的可靠性評定標準；以可靠度理論為基礎(chǔ)的可靠性評定標準；以模糊數(shù)學(xué)及專家系統(tǒng)理論為基礎(chǔ)的評定標準；以模糊數(shù)學(xué)及專家系統(tǒng)理論為基礎(chǔ)的評定標準；以專家經(jīng)驗為基礎(chǔ)的構(gòu)件缺損狀況分級評定標準。以專家經(jīng)驗為基礎(chǔ)的構(gòu)件缺損狀況分級評定標準。我國現(xiàn)行我國現(xiàn)行公路養(yǎng)護技術(shù)規(guī)范公路養(yǎng)護技術(shù)規(guī)范采用的是第三類方法。采用的是第三類方法。 經(jīng)常檢查和維護的補充規(guī)定（經(jīng)常檢查和維護的補充規(guī)定（hu bei）橋面系及附屬設(shè)施（略）橋面系及附屬設(shè)施（略）1、懸索橋、懸索橋 （湖北）（湖北）

18、檢查主纜及吊索是否滲水等異常，油漆防護層是否完好，主檢修道、主纜索夾、防護罩、吊索及夾具、錨箱、減震架和高強螺栓等連接件是否銹蝕、牢固或斷裂，扶手鋼絲繩是否松馳； 吊索與鋼箱梁連接橡膠圈是否老化、松脫、漏水； 吊索錨頭是否積水、松動或銹蝕； 錨箱是否開裂或變形，錨室、箱體內(nèi)濕度是否正常； 索鞍、錨固連接器、錨碇砼及索塔有無異常現(xiàn)象； 各類支座是否完好，運轉(zhuǎn)是否正常。對出現(xiàn)損傷的主纜及吊索油漆防護層及時進行修復(fù)；對已發(fā)生銹蝕和松動的主檢修道、主纜索夾、防護罩、吊索夾具、減震架和高強螺栓等連接件及時進行防銹處理；檢查吊索與鋼箱梁連接處橡膠圈，若出現(xiàn)老化和松脫，應(yīng)及時更換。經(jīng)常對抽濕設(shè)施進行檢修，保

19、證其正常運轉(zhuǎn)，確保錨室內(nèi)濕度符合要求。2、斜拉橋檢查拉索防護層是否完好，如有劃傷、脫落應(yīng)及時修補；檢查拉索護罩及減振裝置有無松動脫落、鋼構(gòu)件有無銹蝕，對發(fā)生銹蝕的鋼構(gòu)件進行防腐處理。 檢查主梁、塔身及拉索錨座處砼表面有無砼剝落、裂縫。 定期檢測鋼結(jié)構(gòu)主梁梁段箱體焊縫是否完好； 砼結(jié)構(gòu)主梁結(jié)構(gòu)內(nèi)外是否出現(xiàn)裂縫、砼剝落現(xiàn)象。 3、拱橋（1 1）鋼管拱：）鋼管拱： 檢查吊桿防護層是否完好，如有劃傷、脫落應(yīng)及時修補； 吊桿錨頭有無松動、銹蝕； 主拱圈剛管有無異常變形、表面是否銹蝕； 拱座及拱圈等承重構(gòu)件是否有異常變形。 對防護層已有劃傷、脫落的吊索應(yīng)及時修補； 對松動的錨頭應(yīng)及時加固； 對發(fā)生銹蝕的主

20、拱圈應(yīng)及時進行防腐處理。（2）砼拱橋： 檢查拱肋（箱）、拱座、拱腹立柱，橋面板是否有裂縫或異常變形，基礎(chǔ)、墩臺等主要受力構(gòu)件是否有異常變化。（3）圬工拱橋： 檢查拱圈、橋臺、基礎(chǔ)是否沉降，圬工砌體是否有裂縫、空洞、剝落、缺角，拱座圬工體是否有斷裂、壓碎現(xiàn)象，發(fā)現(xiàn)病害應(yīng)查明原因，及時修復(fù)、加固。4 4、梁式橋、梁式橋 觀察主梁、墩臺等主要承重構(gòu)件表面是否有觀察主梁、墩臺等主要承重構(gòu)件表面是否有砼剝落，主梁是否有裂縫或異常變形。對砼表砼剝落，主梁是否有裂縫或異常變形。對砼表面病害應(yīng)及時進行修補。面病害應(yīng)及時進行修補。5 5、支座、支座 檢查支座是否清潔，位移是否受阻，上、下各部分是否密貼，固定是否

21、牢固等。 對橋梁支座出現(xiàn)的下列缺陷：連結(jié)螺栓松動，墊石破損或裂紋，支座滑動面干澀、銹蝕，橡膠老化、變形、破裂，支座墊板翹曲、斷裂等，應(yīng)及時修復(fù)更換，并進行防銹處理。定期檢查和維護的補充規(guī)定定期檢查和維護的補充規(guī)定斜拉橋斜拉橋 1、斜拉索、斜拉索橋梁建成三年內(nèi)，每季度選擇季平均最高和最低氣溫進行一次索力測量，第四年起，每年選擇年平均最高和最低氣溫進行一次索力測量，并作好記錄。當(dāng)實測索力與成橋初始索力相差超過+10%時，應(yīng)及時向原設(shè)計單位和主管部門報告，以決定是否進行索力調(diào)整。2、減振裝置、減振裝置每半年在大風(fēng)及雨天等氣候條件下對拉索減振效果進行檢查，每年對拉索導(dǎo)筒內(nèi)置式減振裝置進行一次開筒檢查，如發(fā)現(xiàn)內(nèi)置式減振裝置損毀，應(yīng)及時予以更換。3、拉索錨頭、拉索錨頭每半年對拉索導(dǎo)筒內(nèi)的積水情況進行一次開筒檢查。發(fā)現(xiàn)積水應(yīng)及時排除，同時對導(dǎo)筒進行除濕并封閉。 定期檢查和維護的補充規(guī)定定期檢查和維護的補充規(guī)定4 鋼箱梁鋼箱梁橋梁建成三年內(nèi)每季度，其后每半年對鋼箱梁橋梁建成三年內(nèi)每季度，其后每半年對鋼箱梁箱內(nèi)連接件、焊縫的可靠性進行一次檢查，并全面箱內(nèi)連接件、焊縫的可靠性進行一次檢查，并全面檢查箱梁內(nèi)、外壁鋼板的銹蝕情況。檢查箱梁內(nèi)、外壁鋼板的銹蝕情況。對采用抽濕防護的