淺談遼寧省地區跨線橋設計對策

朱 靜

(1遼寧省交通規劃設計院公路養護技術研發中心 2公路橋梁診治技術交通運輸行業研發中心，遼寧 沈陽 110111）)

淺談遼寧省地區跨線橋設計對策

朱 靜1.2.

(1遼寧省交通規劃設計院公路養護技術研發中心 2公路橋梁診治技術交通運輸行業研發中心，遼寧 沈陽 110111）)

總結了跨線橋常見病害，并分析了原因，對遼寧省大部分地區跨橋進行了實地調查，結合遼寧省地區的實際情況提出了遼寧省地區跨線橋的設計對策。

跨線橋 病害 調查 設計對策

對于跨線橋梁，針對橋下交通運行的特殊性、重要性及橋梁運營通車后無法或很難中斷交通而進行后期養護的現實情況，對橋梁無法進行定期的維修和養護，加速了橋梁病害發展，大大縮短了橋梁的壽命周期，對經濟效益、社會效益等造成巨大的損失。本文針對跨線橋養護的特殊性，總結了跨線橋常見病害，并分析了原因，結合遼寧省地區的實際情況提出了設計對策，具有參考價值。

1. 跨線橋的常見病害

目前我省跨線橋梁由于外部環境、自身結構構造、材料及車輛荷載等因素的共同作用，許多跨線橋梁出現了不同程度的病害，有些甚至嚴重影響橋梁使用壽命，威脅車輛及行人安全。對于橋梁病害主要表現在以下幾方面[1-3]

1.1 橋面病害

橋面鋪裝病害主要表現為局部坑槽、角隅破壞、縱橫縫兩側啃邊、縱向裂縫等。瀝青混凝土橋面鋪裝橋面屬于柔性鋪裝，鋪裝層內部產生較大的剪應力，在水平方向上產生相對位移發生剪切破壞，產生推移、擁包等病害。因溫度變化并伴隨橋面板或梁結構的大撓度而產生的裂隙，在車輛荷載及滲入面層的水作用下會產生面層松散和坑槽破壞。

1.2 伸縮縫病害

伸縮縫普遍存在堵塞現象，影響伸縮功能，部分伸縮縫橡膠條破損，出現雨水及污物滲漏現象。部分伸縮縫型鋼斷裂、缺失、上墊鋼板。型鋼伸縮縫變形，錨固混凝土局部破損，出現啃邊、麻面與錨固鋼筋外露等病害。

1.3 上部結構病害

常見病害如橫隔板破損、開裂、露筋，鉸縫破損等。梁滲水白化，橫縱向裂縫，局部結構包含層脫落導致鋼筋外露，接縫處砂漿脫落等。

1.4 裂縫

裂縫可分為結構性裂縫和非結構性裂縫兩大類，結構性裂縫可分為設計性結構裂縫和施工性結構裂縫。非結構性裂縫可分為塑性裂縫、溫差裂縫、長期干縮裂縫、龜裂縫及其它侵害性裂縫。

1.5 支座老化、脫空

橋梁支座的病害有許多種形式，止滑裝置損壞、限制移動裝置損壞、滾軸偏移和下降、銷子和滾軸破壞、支座各構件出現裂痕或螺母松動、吊頭螺栓或固定螺栓脫落、滑動面、滾動面銹死、支座老化、支座脫空、脫落支座偏移、受力不均、下底板的破壞、各構件的腐蝕、插座互相間接觸、錨栓切斷、填充砂漿裂縫、支座底板混凝土壓壞、剝落等等。

2. 病害成因分析

2.1 跨線橋梁結構防水不當

跨線橋梁的防水材料大多采用防水卷材及防水涂料。如果這些防水材料發生破壞，就會造成橋面大面積滲水，嚴重危及橋梁的使用年限。橋梁排水管道有可能會被垃圾等雜物堵塞，使得橋面的污水排不出去， 也會導致橋面發生滲水，以及混凝土剝落和托架腐蝕等等。

2.2 混凝土開裂

在橋梁的病害中， 混凝土裂縫是最為普遍， 由此會誘發導致結構承載能力的降低甚至破壞。對于普通鋼筋混凝土構件來說， 其裂縫是允許的， 因此對裂縫的控制成為鋼筋混凝土結構設計的最為重要的控制指標。但當裂縫超過一定寬度時， 也會對結構耐久性產生影響， 最為直接的結果是鋼筋銹蝕。

2.3 設計理論和結構構造體系不夠完善

許多設計人員往往只滿足于規范對結構強度計算上的安全度需要，而忽視從結構體系、結構構造、結構材料、結構維護、結構耐久性以及從設計、施工到使用全過程中經常出現的人為錯誤等方面去加強和保證結構的安全性。有的結構整體性和延性不足，冗余性小；有的計算圖式和受力路線不明確，造成局部受力過大；有的混凝土強度等級過低、保護層厚度過小、鋼筋直徑過細、構件截面過薄；這些都削弱了結構耐久性，會嚴重影響結構的安全性。結構耐久性不足已成為最現實的一個安全問題，設計時要從構造、材料等角度采取措施加強結構耐久性。

2.4 設計標準低

我國在20世紀60-70年代修建的跨線橋梁，限于當時的社會經濟發展水平，其設計荷載標準較低，而且大部分跨線橋梁如今仍在服役，已不適應交通量日益增長的需要，面臨著恢復和提高現有舊橋的承載能力及通行能力，延長跨線橋梁的使用壽命，消除交通安全隱患。

2.5 鋼筋腐蝕

遼寧地區冬季普遍采用撒鹽的方法防止橋面冷凍， 富含氯離子的鹽水滲入混凝土結構內， 大大加速的鋼筋的銹蝕。而今年南方雪災許多地區大量采用食鹽來除冰， 這無疑又給當地橋梁的安全增加了隱患。由于試驗會腐蝕鋼， 會使橋梁的結構鋼受到較大損害， 而這種食鹽造成的損害卻不在一兩年內自動消失， 而需要特殊手段進行消除。

3. 設計對策

3.1 結構整體性、連續性和冗余性原則

在既有橋梁中常用的有簡支梁橋、簡支一連續梁橋、連續梁橋及連續剛構橋，它們的防水、整體性、受力性能、經濟性、施工復雜程度等特點。這些橋梁之中，簡支一連續梁橋兼備了簡支梁和連續梁的優點，即施工方便經濟性佳又連續整體性好、結構耐久性好，在中小跨度的橋梁中應當積極采用。“整體式橋梁”也是中小跨度橋梁可以積極考慮的耐久的橋型。橋梁在運營狀態具有良好的使用性能及對局部損傷和破壞具有適當的抵抗能力，就必須具備整體性和冗余性，有利于結構應對車輛超載、自然災害等突然災害。主梁的連續和減少接縫可以在很大程度上保護尤其是冬季受到鹽害侵蝕的橋梁，提高它們的耐久性和可維護性。

3.2 可檢性、可修性和可替換性原則

人們對橋梁有一個認識上的誤區，認為橋梁結構在設計期內不應該更換零部件，但是實際上，橋梁主體結構壽命與橋梁零部件的壽命是不同的，比如鋼結構油漆的使用壽命在10～20年左右，同比之下，橋梁支座和拉索的壽命就短得多，分別在30年和10～30年左右。依據此做出行業標準設計，但是現實中有太多不確定性的因素，特別難實現。對構件使用壽命低于結構使用壽命期的必須做到可檢查、可維修、可更換。

3.3 快速便捷可施工性原則

影響橋梁耐久性的關鍵因素之一是施工質量的好壞，設計施工方案時應該使用技術成熟方便的工藝，將有助于施工質量的控制和結構的耐久性設計人員在設計時應當立足于目前普遍的施工水平，全方位的考慮施工難易程度，能否實現計算分析時的理想性能，不能假定結構是以良好的施工質量完成的。其中涉及到幾個問題：

（1）鋼筋保護層

環境侵蝕到鋼筋的位置，鋼材開始腐蝕，這樣會使結構耐久性降低。保護層厚度與鋼筋開始腐蝕試件的實踐成平方關系。混凝土保護層厚度對鋼筋混凝土的耐久性、鋼筋與混凝土的粘結錨固性能都有重要作用

(2)主梁橫截面尺寸的擬定

現代橋梁過分以節省材料、減輕自重為目的從而追求截面的輕型化，在設計時，通常對于在一定范圍的參數值，只取下限值，雖然也滿足規范要求，但不利于結構的耐久性。擬定的尺寸盡量在施工時，不會因為一些不必要的因素而導致與設計時的尺寸產生偏差。在梁的轉角處避免棱角，截面有變化時，避免突變等。

(3)鋼筋的布置

鋼筋布置應該使周圍混凝土能夠被充分振搗，鋼筋布置過密致使鋼筋周圍混凝土難以被振搗密實。減小了鋼筋的層數、減少箍筋及定位鋼筋，從而方便混凝土澆注。采用更大直徑的鋼筋，從而減少鋼筋層數及根數，增大鋼筋之間的距離，保證混凝土澆搗的質量。

4. 總結

(1)總結了跨線橋的常見病害并分析了原因。

(2)調查了遼寧省地區大部分跨線橋的損傷情況。

(3)結合遼寧省地區的實際情況，根據調查研究，提出了跨線橋的設計對策。

[1]黃素輝.預應力混凝土結構抗氯離子侵燭的耐久性研究(碩士學位論文)長沙中南大學2007

[2]薛鵬飛.預應力混凝土連續剛構橋結構.性能退化預測評估研究(博士學位論文)杭州浙江大學

U45

B

1007-6344（2015）12-0312-01

* 遼寧省交通重點科研項目資助（201502）