淺析鋼箱梁的危害與養護

劉 昆

（江西九江長江公路大橋有限公司）

淺析鋼箱梁的危害與養護

劉 昆

（江西九江長江公路大橋有限公司）

2014年國家級大學生創新創業訓練計劃項目“輕型鋼結構住宅在延安新區建設中的應用研究”項目編碼201410719034

現如今，交通運輸事業不斷發展，橋梁建設也迎來了良好的發展機遇，相比于混凝土箱梁，鋼箱梁的重量小、抗風性強、抗彎剛度大、外觀上也比較輕盈，安裝起來也比較便利、快捷，使得鋼箱梁的使用范圍十分廣泛。我國已經建設的橋梁中，很多也應用了鋼箱梁結構。但是由于鋼箱梁橋梁的建設時間比較短，缺少必要的維護和監測，因此需要對鋼箱梁加強養護等工作。本文就以九江長江公路大橋建設為例，對鋼箱梁的養護與危害進行分析和研究。

鋼箱梁；養護；危害

在橋梁工程建設中，鋼箱梁是十分重要的結構，鋼箱梁也被稱為鋼板箱形梁，一般使用在跨度比較大的橋梁中，能夠固定橋身，主要分為頂板、底板、腹板、橫隔板以及縱隔板等5部分。我國的鋼箱梁發展時間比較短，存在著一定的問題，缺少必要的養護經驗，使得鋼箱梁出現了嚴重的損壞，影響橋梁的作用發揮。

一、工程項目概述

項目起點位于現江西省南九高速公路七里湖段,從江西九江市現有閻家渡碼頭上游約1公里處跨越長江，終點接于湖北省黃梅縣黃小高速公路小池收費站北側,路線全長25.193公里，其中長江大橋總長8.462公里。

主橋結構為六跨不對稱混合梁斜拉橋，南邊跨和主跨南索塔附近為混凝土主梁，主跨大部分與北邊跨為鋼箱主梁。采用了密索半漂浮結構體系，索塔、輔助墩采用雙向滑動支座，過渡墩采用縱向滑動支座并限制橫向相對運動，索塔與主梁側面設置了橫向抗風支座。主橋為1405米雙塔混合梁斜拉橋，由預應力砼梁、鋼混結合段、鋼箱梁（83節段）組成，副孔為截面預應力砼連續箱梁。

二、鋼箱梁的危害

1、表面涂裝劣化

對鋼箱梁的表面進行涂裝能夠起到一定的裝飾效果，還能夠減少空氣中的腐蝕物質侵蝕鋼箱梁的內部鋼材，但是其自身的腐蝕情況也比較嚴重。涂裝劣化主要有粉化、起泡、裂紋、生銹等情況[1]。

粉化就是由于涂膜長期處于空氣中，在表面容易出現老化的現象，在紫外線的影響下，涂膜中的色香原料會出現變質，有機涂料的分子結構變為粉狀，出現粉狀物。

起泡就是氣體或者是液體滲入到了涂層之間或者是涂層與鋼材之間，從而引起壓力造成的。如果壓力超過涂層間的黏聚力時，就會出現氣泡。

裂紋是涂層內部應變造成的，涂膜的裂紋有龜裂、裂紋之分。龜裂的發現難度比較大，是在涂膜表面出現的一種比較輕微的裂紋。如果裂紋深入到涂膜的深處或是鋼材表面，就很容易被肉眼發現。

生銹是涂裝劣化中比較嚴重的，銹的產生可能是由于非鼓泡引起的，也可能是鼓泡裂縫造成的，或者是涂裝出現破壞而產生的。

2、鋼材的腐蝕

由于橋梁是暴露在空氣中，會受到環境變化的影響，環境中的腐蝕性物質對于鋼箱梁的腐蝕速度和效率也會產生影響。如果鋼箱梁的表面涂裝遭到破壞，就會使其內部的腐蝕速度和效率得到提升。腐蝕會使得橋梁構件的截面被削弱，出現裂紋等現象，不斷變大，導致橋梁的壽命減少，嚴重的甚至發生斷裂。

鋼材的腐蝕主要有點蝕和均勻腐蝕、縫隙腐蝕之分。點蝕就是橋梁在運營一段時間后，雖然鋼箱梁的大面積沒有受到腐蝕，但是在個別的點以及小面積上出現腐蝕的現象，時間越久，腐蝕的孔洞就會越大。均勻腐蝕就是整個金屬表面都出現輕微的腐蝕現象，這種腐蝕現象通常出現在鋼箱梁底板的外部等位置。縫隙腐蝕就是金屬間的連接結構有縫隙，如果有縫隙的金屬受到腐蝕介質影響，其局部的范圍就會受到腐蝕[2]。

3、結構性的損害

鋼箱梁的疲勞裂紋，這分為主應力和次應力引起的內、外疲勞裂紋。結構的疲勞強度會受到應力集中以及拉應力的影響。鋼箱梁中薄弱的部分容易發生疲勞裂紋，使用過程中，受到的疲勞傷害逐漸增加，裂紋也會逐漸擴大。

鋼箱梁變形，主要有永久性和局部性的變形之分，局部變形會使得鋼箱梁焊接縫出現裂縫，使得橋梁的穩定性受到影響。局部變形主要是對鋼橋面起到控制作用的面板發生變形。

三、鋼箱梁的養護策略

1、做好日常檢測

首先可以進行人工檢測，主要是通過人眼進行檢查，并輔助相關的工具，如放大鏡、小錘、鋼尺等，這是一種比較常見的檢測方式。這種檢測方法比較快、成本也比較低，對于檢測人員的要求也不高。但是這種檢測方式只是檢測人視線范圍內的比較大的裂紋和腐蝕情況，對于內部的細微的裂縫一般需要依靠檢測人員的經驗進行判斷。

其次可以使用超聲波進行檢測，超聲波檢測方法主要是對結構厚度以及探傷進行檢測，這兩種情況都是利用脈沖發射波法進行檢測。超聲波檢測法能夠對鋼箱梁內部的病害進行檢測，且不會影響橋梁的正常交通運輸，但是由于設備自身的原因，鋼箱梁的一些關鍵性部位是無法進行檢測的，并且儀器價格也比較貴，使得這種超聲波檢測方法受到限制。

磁粉檢測法就是將磁粉撒在被測的試件上，如果試件表面以及近表面的磁力線不發生變化，并且磁粉分布比較均勻，就說明試件沒有出現裂紋。如果有裂紋，磁阻就會發生變化，磁力線會出現畸形，磁粉也會出現堆積現象。這種方法通常用在鋼箱梁表面裂紋以及凹槽的檢測中[3]。磁粉檢測法的成本不高、容易操作、出現的結果也比較準確，但是這種方法要求測試件表面很光滑，要求檢測人員具備較高的技術和經驗。

渦流檢測法，這種方法的基礎是電磁感應原理，將交流電的線圈放在鋼材的表面。如果有裂紋，渦流場就會發生變化，進而感應電壓也會發生變化。這種方法主要是應用在鋼箱梁表面病害的檢測中。在渦流檢測進行檢測時，被測物與線圈是不需要進行接觸的，可以高速檢測，但是這種方法不適合使用在形狀比較復雜的零部件中。

2、日常養護技術

首先是劣化的養護。做好局部、整體以及重新的維修涂裝。局部維修涂裝就是將銹蝕的部分進行清理和重新涂裝，這種方法只適用于銹蝕面積比較小的，并且有更強粘結力的涂裝部分。整體涂裝就是對腐蝕的表面進行清理，然后依據涂裝的規格對整個結構進行重新的涂裝。重新涂裝就是將原有的涂層進行清理，然后進行整體涂裝。

結構損傷的維護。對于疲勞裂紋要將裂紋上部的鋪裝層去掉，了解裂紋的長度，加工成型，然后進行重新焊接，并檢測恢復鋪裝。及時處理鋼箱梁焊接裂紋以及螺栓連接問題。

結束語：

當前橋梁工程建設不斷增多，鋼箱梁的作用也日漸凸顯，鋼箱梁在橋梁工程施工建設中具有不可忽視的地位和作用，在橋梁建設中必須要提高對鋼箱梁的重視，需要認真細致分析鋼箱梁存在的主要危害，進而采取針對性的措施加以維護，避免鋼箱梁的危害對橋梁的使用產生影響，威脅人們交通出行的安全。

[1]吳杰.大跨度鋼箱梁養護與危害成因分析[J].門窗,2014,12:468.

[2]張麗芳,艾軍,張鵬飛,楊朝輝.大跨度鋼箱梁病害及成因分析[J].公路與汽運,2013,03:203-206.

[3]吉伯海,趙端端,姜竹生,史國剛,傅中秋.鋼箱梁腐蝕病害綜合評分制評定方法[J]. 世界橋梁,2013,06:81-85.

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1007-6344（2016）03-0282-01

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