浅谈高速公路桥梁定期检查

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  【摘 要】定期检查是桥梁养护和管理的常见方式和重要手段之一,结合广东多条高速公路定期检查情况,分别指出桥面系、上部结构和下部结构的典型病害并分析产生这些病害的原因,为桥梁的养护决策提供参考。
  【关键词】桥梁;定期检查;病害
  On the highway bridge regularly check
  Zou Lin-bin
  (Road Traffic Technology Co., Ltd. of Guangdong, China Guangzhou Guangdong 510550)
  【Abstract】Regular checks are a common way bridge maintenance and management and one of the important means to combine a number of highways in Guangdong regular inspection, the floor system were noted, typical diseases of the upper and lower structures and structural analysis of the causes of these diseases, as a bridge conservation decision-making reference.
  【Key words】Bridges;Periodic inspection;Disease
  1. 引言
  近年来随着交通运输事业的发展,交通运输量大幅度增长,行车密度及车辆载重越来越大,尤其是拖挂运输、集装箱运输、个体户载重货物运输等重型车辆日益巨增[1]。而高速公路更是具有车流量大,车速快的特点,长时间超负荷运行势必会为桥梁带来不同程度的损坏。因此,对高速公路桥梁进行定期检查,系统掌握桥梁的技术状况对高速公路的养护和运营非常有意义。
  2. 桥梁的定期检查
  桥梁检查旨在对桥梁进行实地调查分析,以了解桥梁的技术状况和主要技术问题,是现代桥梁养护和管理的主要内容之一。定期检查主要依靠富有经验的专职桥梁检查工程师,以目视观察为主,必要的测量仪器为辅助等手段对桥梁结构及其附属设施的所有构件或部位进行接触式的检查,并记录所有缺陷的部位、范围和程度。并依据《公路桥涵养护规范》对桥梁的层次评价模型、对桥梁的状态及技术等级等进行技术评定[2]。同时对病害的特征及发展程度进行调查,发现桥梁病害特征显著或存在安全隐患时,补充基本的专项检查建议和理由。
  3. 定期检查的内容和常见病害
  习惯上按从上到下的顺序,定期检查的部位主要包括:桥面系、上部结构和下部结构。
  3.1 桥面系。
  桥面系是车辆直接接触的结构部位,其主要包括桥面铺装、桥头搭板、伸缩装置、排水系统、护栏、照明及附属设施等。
  3.1.1 桥面铺装。
  大部分高速公路桥面均采用沥青混凝土桥面铺装层,其病害主要有:纵、横向裂缝、龟网裂、车辙、坑槽、壅包等,桥面铺装层仅有部分是表层病害,大部分沥青混凝土桥面铺装层的病害是桥梁上部水泥混凝土出现病害的集中反应,例如,广(州)深(圳)高速某桥因预应力混凝土空心板铰缝破坏后导致单板受力现象,桥面对应位置出现两条长纵裂。
  3.1.2 伸缩缝。
  桥梁伸缩缝是桥梁结构的薄弱位置,是承受最大动力载荷的部件,桥面较小的不平整都会使它承受很大的冲击力,极易造成伸缩缝损坏。因此对于伸缩缝的养护及检查应予以高度重视。一般良好的伸缩缝应能满足下列要求:在平行和垂直于桥梁轴线的两个方向上均能自由伸缩;车辆驶过时无突跳、无较大噪声;能防止雨水和垃圾渗入引起堵塞。检查重点为:(1)伸缩缝结构宽度是否符合设计要求,是否出现顶死和拉断的情况;(2)伸缩缝两端的刚性带是否有翘曲变形或开裂等;(3)伸缩缝的橡胶条是否脱落、老化;(4)是否出现淤塞;(5)伸缩缝梁是否平顺,是否出现以上的错位变形;(6)整体是否有磨耗损坏,相关设备、构件是否完善。
  3.1.3 桥头搭板。
  桥头搭板是桥梁与路基的过渡衔接段, 随着通车年限的增长,桥头路基段难免出现沉降,而搭板部分的沉降相比之下则小很多,这使得搭板与路基之间会产生不同程度的脱空现象。在长期车辆荷载的不断作用下搭板渐渐变得松动,搭板尾部沥青混凝土表面产生横裂,一旦有雨水渗入,则容易产生啃边、唧浆甚至破损,形成跳车这一常见的病害。由于桥台背沉陷、断裂而形成了台阶,车辆的行驶安全则将受到不同程度的影响。
  3.1.4 护栏(防撞墙)。
  高速公路桥梁常见的有波形护栏和钢筋混凝土防撞墙两种,护栏主要检查是否有锈蚀、变形,以及是否有被撞后导致断裂、错位,立柱与护栏基座连接是否紧密;防撞墙主要检查是否有剥落露筋,相邻防撞墙之间是否有错位。
  3.1.5 桥面排水。
  除部分小桥采用纵坡排水外,中桥和大桥主要是采用泄水孔,排水不畅桥面积水容易造成雨天行车不安全,而且长期积水会使得积水由沥青面层下渗到桥面,从而破坏沥青面层,影响公路桥梁的承重构件的耐久性能。为确保排水孔排水通畅,主要检查排水设施本身被破坏以及尘土、树叶、淤泥等堵塞排水设施,以致不能正常排水。
  3.1.6 照明、标志及附属设施。
  (1)部分高速公路有照明设施;且部分高速公路跨地方道路,应对其限高标志牌、限高龙门架等进行检查,并对桥底净高进行核查,确认是否与限高相符。避免出现超高车辆对梁底刮蹭导致梁底剥落,露筋,严重的露出预应力钢束等病害。
  (2)桥面系的好坏直接关系到行车的安全、畅通和舒适。同时部分桥面系的病害由于其它主题病害造成,而桥面系中存在的缺陷也会促使桥梁主要结构构件工作性能的恶化。因而对它的外观检查还得与桥下的检查紧密结合起来,才能取得较好的效果。   3.2 上部结构。
  3.2.1 上部构件。
  3.2.1.1 上部构件是指梁板等主要承受桥面传递过来的恒载和动载的部位,它的病害直接关系到桥梁的使用年限。
  常见的桥梁上部结构有预应力混凝土T梁,箱梁,空心板梁和钢筋混凝土实心板梁等,结构不同但大部分病害是相通的,仅有少量病害是不同结构类型所特有的。桥梁梁体常见的病害有:(1)梁底混凝土横、纵裂,预应力钢束锚固区段混凝土开裂,梁体沿预应力筋的混凝土表面有纵向开裂。(2)梁体两端腹板斜裂。(3)梁体混凝土剥落、破损露筋等,严重的有梁体局部出现空洞,露出钢绞线或波纹管。(4)梁体在支座上方附件支点位置和锚固区预应力集中位置破损、开裂。(5)梁端出现破损,露出锚具。裂缝是梁体的关键病害,应仔细记录裂缝的类型,位置和宽度,长度等信息,并慎重分析裂缝产生的原因和可能造成的危害。有必要时用有限元模拟梁体受力,通过将计算所产生的裂缝位置与实际位置对比,便于提出相应的加固措施。
  3.2.1.2 对于有内腔的梁体结构,比如箱梁和空心板梁等,需要检查是否有箱内积水现象,梁体内存水对混凝土及钢筋会有腐蚀性,要仔细观察箱底、翼缘根部及铰缝处等薄弱部位是否有水痕或结晶。
  3.2.1.3 梁板附属结构也是要检查的重要部位:(1)铰缝是通过传递横向联系,从而保证上部结构整体性的重要方式,铰缝常见病害有铰缝脱落,渗水,渗泥等;(2)横隔板、相邻T梁或箱梁间的湿接缝混凝土脱落、开裂、渗水等;(3)工形组合梁的桥面板与梁的结合部位及预制桥面板之间的接头处混凝土开裂、渗水。
  3.2.2 支座。
  支座的作用主要是将公路桥梁上部结构的重量和交通荷载传递和缓冲到下部的墩台,其应力相对而言比较集中。支座的正常工作已否不仅影响到桥梁上部结构的安全,桥面系也有部分病害是由于支座病害引起的,例如,由于支座局部压空,空心板梁在桥面汽车荷载反复作用下发生类似跷跷板的不断起落,不仅导致铰缝破坏,而且严重的还导致空心板开裂,铰缝破坏又是桥面铺装层破坏的一个诱因。
  总体上,对支座的检查采用目测的方法,对支座的脱空、开裂等情况进行检查,观察支座是否仍处于设计位置,能否正常工作,是否出现横向和纵向的偏位及剪切变形等,盆式支座是否出现超出限值的滑移等。同时检查墩台帽梁顶面支座附近混凝土是否开裂、劣变、支座的工作环境是否完善。
  (1)橡胶支座检查是否有脱空、松动、老化、滑移和严重变形等。
  (2)盆式支座是否干涩和锈蚀。
  (3)支座垫石是否开裂、破碎等。
  (4)支座处是否被异物填塞,滑动支座能否正常滑动。
  (5)盆式橡胶支座是否有严重锈蚀及明显损坏,其锚固螺栓是否有松动、剪切变形等。
  3.2 下部结构。
  3.2.1 墩台身。
  (1)对高速公路墩台的检查,不仅要检查墩台自身的病害,还要对墩台的变位(位移、沉降、倾斜)进行检查。
  (2)自身的病害主要有:墩台自身开裂,墩台混凝土的风化导致剥落,露筋以及混凝土局部破损现象;对于广东省部分靠海的高速公路,例如,深汕西高速,就有墩台被海水浸泡而发生腐蚀现象。位于交通要道的墩台偶尔会被碰撞,使墩台混凝土出现擦痕,碰撞严重时可能会出现露筋的现象。
  (3)在对墩台的变位进行检查时,可以采用目测和工具相结合的方法进行,对墩台的沉降观察需要在墩台顶面两端埋置的铆钉头作为水准观测点。通过用精密水准仪对观测点的观测来检查墩台的沉降情况;而对墩台倾斜情况的检查可以在墩台上设置固定的铅垂线测点,用全站仪或吊垂球测定墩台倾斜度。中小跨度桥梁墩台水平位移的观测可用特制的钢线尺固定拉力作悬空丈量,直接将丈量结果与竣工资料比较。钢线尺最好是铟钢制成,以免受气温变化的影响。
  3.2.2 帽(盖)梁。
  盖梁(墩、台帽)的病害主要有混凝土开裂、剥落露筋和防震挡块破损、腐蚀等。帽梁顶部往往有伸缩缝,伸缩缝止水带的破损往往会导致帽梁被上部水流侵蚀,涨苔,剥落露筋,除此之外帽梁局部容易出现竖向短裂缝;盖梁的裂缝往往存在于立柱顶部的负弯矩位置,挡块主要是由于水流腐蚀引起的混凝土老化、剥落。较早修建的桥梁有很多桥面排水系统不够完善,有的顺着梁体形成散排水对挡块造成了侵蚀。
  3.2.3 翼墙、耳墙、侧墙。
  翼墙等结构常见的有开裂、倾斜、滑移、沉陷以及出现降低和丧失挡土能力的病害。对于出现开裂的翼墙、耳墙和八字墙等结构,应结合桥梁结构的类型和病害情况一起结合分析。如八字墙与轻型桥台是否存在固接的情况,从而出现了八字墙与桥台共同变形导致开裂等。重力式桥台出现横向裂缝是否存在与伸缩缝的顶死使得上部结构的纵向变形受到限制的情形。
  3.2.4 锥坡、护坡。
  桥梁的防护工程包括锥坡、护坡、梯道等,大部分以砌体为主,常见的病害主要有勾缝脱落、护坡沉陷变形、脱空、冲刷等。
  3.2.5 墩台基础。
  对于桥梁基础的检查,主要检查沉降及冲刷情况。基础大多埋置地下或水中,属隐蔽工程,沉降及缺陷程度无法直接观测,只能通过墩台身的缺陷表征来推测基础的损害程度。若对桥梁墩台的病害检查过程中,发现有位移情况、倾斜情况等墩台变位的情况时,大多数是由于墩台基础的病害引起的,需要彻底检查墩台基础。在水中的桥墩,因为直接阻水,容易因冲刷造成严重的磨损,甚至使桩中钢筋外露。
  4. 内业的整理
  在检测现场应认真、及时地做好病害记录,当天应该对原始记录经行仔细检查,若发现有归类不清、记录不明等情况,应及时与外业检查人员进行核对,及早解决问题,并做好检测台账,病害统计。统计可以按不同构件、不同病害类型经行,对桥梁病害位置应该经行定位、定量,并注明病害状况。如裂缝的大小、长度,及同一构件裂缝的数量;混凝土破损的大小和严重程度。统计完成后,对于病害较多的构件,建议画出病害示意图。
  5. 结语
  对高速公路桥梁的定期检查是为了针对桥梁的病害情况制定相应的桥梁养护维修方案,从而保证桥梁的安全运营。然而,桥梁的病害大多不是一朝一夕形成的,而是由多种因素长期综合影响的结果;大多病害也并非孤立存在的,其中一些病害是在其它病害影响下产生的;这就要求参与检查的每一名工作人员充分发挥主观能动性,细心严谨地对待这项工作,多思考病害产生的原因,多分析其产生的前因后果,透过病害的表象,分析产生病害的诱因和将可能导致的后果,对出现的细微病害进行细致观察,追本溯源,详细记录,仔细分析,只有这样,才能保证高速公路的畅通。
  参考文献
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