張艷麗
摘要:建于上世紀(jì)六、七十年代的公路橋梁,現(xiàn)在大多帶病服務(wù)于現(xiàn)代交通運(yùn)輸中,因此,對(duì)這些橋梁進(jìn)行病害檢查就顯得十分重要。橋面系、上部構(gòu)造、支座、墩臺(tái)及基礎(chǔ)是病害檢查的重要部位。文中指出了這些部位的常見病害,并分析了產(chǎn)生這些病害的原因,為橋梁的養(yǎng)護(hù)決策提供依據(jù)。
關(guān)鍵詞:橋梁;病害;檢查;養(yǎng)護(hù)
隨著交通運(yùn)輸事業(yè)的發(fā)展,交通運(yùn)輸量大幅度增長(zhǎng),行車密度及車輛載重越來越大,尤其是拖掛運(yùn)輸、集裝箱運(yùn)輸、個(gè)體戶載重貨物運(yùn)輸?shù)戎匦蛙囕v日益巨增,特種工程車如礦山運(yùn)載車、大型平板車亦不時(shí)出現(xiàn)。現(xiàn)有公路橋梁中相當(dāng)一部分,特別是年代較遠(yuǎn)的低等級(jí)載荷橋,已遠(yuǎn)遠(yuǎn)不能滿足使用上的要求。
1 橋梁檢查種類
橋梁檢查的種類分為經(jīng)常性檢查、定期檢查和特殊檢查三種。經(jīng)常性檢查由路段檢查人或橋梁養(yǎng)護(hù)人員進(jìn)行巡視檢查。目的是確保橋梁結(jié)構(gòu)功能正常,使結(jié)構(gòu)能得到及時(shí)的養(yǎng)護(hù)和緊急處治,對(duì)一些重大問題作出報(bào)告。該項(xiàng)檢查的特點(diǎn)是檢查人員有機(jī)會(huì)在各種天氣情況下對(duì)橋梁進(jìn)行觀察。定期檢查是對(duì)橋梁結(jié)構(gòu)的質(zhì)量狀況進(jìn)行定期跟蹤的全面檢查。通常是依靠富有經(jīng)驗(yàn)專職橋梁檢查工程師,以目視觀察為主,輔以必要的工具、常規(guī)測(cè)量?jī)x器、照相機(jī)和其他器材等手段,實(shí)地判斷病害原因,作出質(zhì)量狀況評(píng)分,并估計(jì)需要維修的范圍及方法,或提出限制交通的建議。特殊檢查是因各種特殊原因由專家們依據(jù)一定的物理、化學(xué)無破損檢驗(yàn)手段對(duì)橋梁進(jìn)行的全面察看、測(cè)強(qiáng)和測(cè)缺,旨在找出損壞的明確原因、程度和范圍,分析損壞所造成的后果以及潛在缺陷可能給結(jié)構(gòu)帶來的危險(xiǎn)。
2 橋梁現(xiàn)場(chǎng)病害的檢查
舊橋現(xiàn)場(chǎng)的外觀調(diào)查是通過橋梁檢查人員的目測(cè)及有關(guān)量測(cè)儀器對(duì)橋梁進(jìn)行全面細(xì)致的檢查,以便發(fā)現(xiàn)橋梁的缺陷或損傷的外部跡象,并分析其產(chǎn)生的原因。同時(shí)要測(cè)量橋梁主要承重結(jié)構(gòu)構(gòu)件的實(shí)際幾何尺寸。對(duì)于鋼筋混凝土橋梁,還要檢查鋼筋布置情況以及混凝土材料的有關(guān)性能。盡管道路橋梁的結(jié)構(gòu)形式較多,但是對(duì)舊橋現(xiàn)場(chǎng)的外觀調(diào)查工作的主要內(nèi)容仍能歸納成幾個(gè)方面。
2.1 橋面系的外觀檢查
橋面系的外觀調(diào)查,可以按橋面系組成的四部分依次檢查。
2.2 橋面鋪裝的檢查
橋面鋪裝的功能是使車輛安全而舒適地行駛。當(dāng)橋面鋪裝產(chǎn)生病害后,會(huì)產(chǎn)生如下后果:鋪裝粗糙度不足或鋪裝層脫落,容易引起大的交通事故;由于橋面鋪裝不平整等引起汽車車輛對(duì)橋梁的沖擊效應(yīng)增大,使橋面板等結(jié)構(gòu)的耐久性降低;在伸縮縫的前后,橋梁鋪裝層與伸縮縫裝置之間的高低差不僅促使鋪裝本身的破壞,而且會(huì)促使伸縮縫裝置的破壞。作為橋面鋪裝的外觀檢查首先是調(diào)查橋面鋪裝的類型,然后調(diào)查鋪裝層存在的主要缺陷。
瀝青橋面鋪裝的主要病害有:輕微裂縫(發(fā)狀或條狀)、嚴(yán)重裂縫(龜裂、縱、橫裂縫)、坑槽、車轍、擁包、磨光和起皮等。此外,瀝青橋面鋪裝應(yīng)保證足夠的平整而粗糙,過分光滑雨天易使車輛打滑。
水泥混凝土橋面鋪裝的主要病害有:裂縫、剝落、坑洞、磨光等。
2.3 伸縮縫裝置的檢查
伸縮縫設(shè)置于梁端構(gòu)造較弱部位,因直接承受車輛的反復(fù)荷載,故最易遭受破壞。隨著交通量的增大,重車增多,這些老的伸縮縫裝置的破壞逐漸增多。這不僅妨礙行駛性能,而且會(huì)發(fā)展到引起結(jié)構(gòu)本身的破壞,如橋面伸縮縫的損壞,使水向下滲漏從而影響梁體端部結(jié)構(gòu)和造成支座銹蝕等破壞。
各種伸縮縫裝置一般具有的缺陷往往表現(xiàn)在伸縮縫本身的破壞損傷、錨固件損壞、接頭周圍部位后鋪筑料的剝落、凹凸不平等等,這些缺陷也成為伸縮縫處漏水的原因,從而加速支座和結(jié)構(gòu)本身的惡化。
2.4 橋面排水設(shè)施的檢查
橋面排水設(shè)施及橋面鋪裝的缺陷,往往導(dǎo)致橋面積水,引起車輛滑移,導(dǎo)致交通事故。橋面排水設(shè)施的缺陷,在降雨和化雪時(shí)表現(xiàn)得最顯著,因而對(duì)橋面排水設(shè)施缺陷的檢查最好在此時(shí)進(jìn)行。橋面排水設(shè)施不良,除設(shè)計(jì)上可能考慮不周外,主要是排水設(shè)施本身被破壞以及塵土、樹葉、淤泥等堵塞排水設(shè)施,以致不能正常排水。橋面積水往往會(huì)通過橋面鋪裝的裂縫等缺陷影響橋梁主要承重結(jié)構(gòu)構(gòu)件的耐久性能。
2.5 欄桿、扶手及人行道的檢查
主要檢查欄桿、扶手本身破壞情況以及相互連接處是否脫落,鋼制構(gòu)件是否銹蝕、脫漆,對(duì)于人行道,檢查路緣石是否有破碎,人行道與橋面板連接的牢固程度,等等。橋梁的橋面系狀況直接與行車、行人的安全和適用性能有關(guān),同時(shí)橋面系中存在的缺陷也會(huì)促使橋梁主要結(jié)構(gòu)構(gòu)件工作性能的惡化。因而對(duì)它的外觀檢查還得與橋下的檢查緊密結(jié)合起來,才能取得較好的效果。
2.6 橋梁上部結(jié)構(gòu)的檢查
橋梁上部結(jié)構(gòu)是橋梁的主要承重結(jié)構(gòu),它往往由許多基本構(gòu)件組成,例如梁、板、拱肋(片)等。因此對(duì)橋梁上部結(jié)構(gòu)的檢查,就是對(duì)這些基本受力構(gòu)件的工作狀況進(jìn)行檢查。具體檢查工作內(nèi)容如下?;臼芰?gòu)件缺陷及損傷檢查。根據(jù)橋梁結(jié)構(gòu)形式、構(gòu)件種類、建橋環(huán)境、施工質(zhì)量以及使用情況等不同,在基本構(gòu)件上缺陷產(chǎn)生的部位、種類和程度也不同。對(duì)于混凝土公路橋上部結(jié)構(gòu)的基本構(gòu)件,缺陷通常有混凝土開裂、剝離、斷面破損、鋼筋外漏及銹蝕、混凝土本身質(zhì)量不足、異常變形等。其表現(xiàn)為表面裂縫、蜂窩、麻面、空洞、露筋、剝落、游離石灰、縫隙夾層等現(xiàn)象。
以鋼筋混凝土橋面板損傷破壞為例,說明其損害原因。
橋面板斷裂。大多因?yàn)椋鹤饔玫能囕v荷載過大。隨著近年來汽車的大型化,載重增加以及超載違章車輛的增加,對(duì)橋面板有很大影響的單車重力或輪荷載已超過了現(xiàn)有橋梁的設(shè)計(jì)荷載等級(jí);沖擊影響。由于橋臺(tái)下沉致使路橋接合處或由于伸縮縫的損壞等原因而出現(xiàn)高差,車輪經(jīng)過時(shí)產(chǎn)生較大沖擊力。
橋面板碎裂。大多因?yàn)榛炷良?jí)配和施工質(zhì)量不好而造成強(qiáng)度不足、蜂窩麻面等缺陷,從而致使荷載作用下產(chǎn)生破壞。
由鋼筋銹蝕而引起的抗彎強(qiáng)度不足遭到的破壞。橋面板裂縫,雨水下滲,從而鋼筋再次銹蝕,加劇其損害,形成惡性循環(huán)。橋面板剛度不夠而引起的裂縫。由于橋面板較薄,因此在車輪荷載作用下容易引起較大的變形以致產(chǎn)生較大的裂縫。
由主梁的影響而引的破壞。連續(xù)梁橋、懸臂梁橋、桁架拱的橋面板由于主梁上部在荷載作用下(或基礎(chǔ)沉降)產(chǎn)生負(fù)彎矩或拉力,從而會(huì)出現(xiàn)裂縫,此類裂縫往往會(huì)反射到橋面;主梁的不均勻沉降。由于基礎(chǔ)的不均勻沉降導(dǎo)致主梁沉降,由此影響到橋面,多出現(xiàn)縱向裂縫。拱橋或箱梁(槽形梁)橋梁結(jié)構(gòu)中采用小拱板或空心板做橋面板時(shí),由于小拱板或預(yù)制的空心板強(qiáng)度不足或施工不良,與主梁連接不好,而引起板的折裂、破損、甚至掉落,形成空洞。
2.7 支座的檢查
梁式橋支座的作用,主要是將上部結(jié)構(gòu)重量及車輛荷載傳遞給墩臺(tái),并完成梁體所需要的變形。支座上存在的缺陷往往會(huì)造成橋梁上部結(jié)構(gòu)和墩臺(tái)的工作不良,造成較弱部位的某些損傷。
支座的病害大體有:
支座本身:止浮裝置的損害;限制移動(dòng)裝置的損害;輥軸的偏移和下降;銷子和輥軸的破壞;支座構(gòu)件裂痕;螺母松動(dòng);帶頭螺栓固定螺栓的脫落;滑動(dòng)面、滾動(dòng)面銹死;下底板的破裂;各構(gòu)件的腐蝕;插座相互間接觸。
支座底板:錨栓切斷;填充砂漿裂縫;支座底板混凝土碎裂;支座墊石壓壞、剝離。
2.8 橋梁墩臺(tái)的檢查
橋梁墩臺(tái)的檢查主要是墩臺(tái)身缺陷及裂縫檢查,墩臺(tái)變位(沉降、位移、傾斜)的檢查。對(duì)于鋼筋混凝土的墩臺(tái)身來講,比較常見的缺陷是混凝土的凍漲引起剝離、混凝土的風(fēng)化、掉角及船只碰撞造成的表面混凝土擦痕、露筋、支座下混凝土局部承壓而造成損壞;比較常見的裂縫形態(tài)是墩臺(tái)身沿主筋方向的裂縫或沿箍筋的方向的裂縫(這些裂縫一般數(shù)量不多)、蓋梁上與主筋方向垂直的豎向裂縫。對(duì)于磚、石及混凝土的墩臺(tái)身來講,比較常見的缺陷是砌體的砌縫砂漿風(fēng)化、大體積混凝土內(nèi)部的空洞引起的破損等;比較常見的裂縫形態(tài)是墩臺(tái)身的網(wǎng)狀裂縫及豎向裂縫(沿墩臺(tái)身高度方向發(fā)展延伸)。
橋梁墩臺(tái)身缺陷及裂縫檢查,可以采用目測(cè)或借助于一些工具(例如用小錘輕敲以檢查表面風(fēng)化程度、剝落情況及內(nèi)部空洞,用讀數(shù)顯微鏡檢查裂縫最大寬度等)來完成。橋梁墩臺(tái)的沉降量詳細(xì)檢驗(yàn)用精密水準(zhǔn)儀測(cè)量,嚴(yán)格按國(guó)家一、二等水準(zhǔn)測(cè)量規(guī)定進(jìn)行,并應(yīng)閉合在兩岸的永久水準(zhǔn)點(diǎn)上。觀測(cè)點(diǎn)一般選在墩臺(tái)頂面的兩端,其觀測(cè)標(biāo)志可用在墩臺(tái)上埋置的鉚釘頭作為水準(zhǔn)觀測(cè)點(diǎn)。橋梁墩臺(tái)的傾斜情況詳細(xì)檢查可以在墩臺(tái)上設(shè)置固定的鉛垂線測(cè)點(diǎn),用全站儀或吊垂球測(cè)定墩臺(tái)傾斜度。中小跨度橋梁墩臺(tái)水平位移的觀測(cè)可用特制的鋼線尺固定拉力作懸空丈量,直接將丈量結(jié)果與竣工資料比較。鋼線尺最好是銦鋼制成,以免氣溫變化的影響。