營運連續剛構梁橋常見缺陷及成因分析

肖 毅

(貴州高速公路集團有限公司，貴州 貴陽 550014)

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營運連續剛構梁橋常見缺陷及成因分析

肖 毅

(貴州高速公路集團有限公司，貴州 貴陽 550014)

結合工程實例，簡述了連續剛構梁橋幾何形態觀測及材質參數檢測的主要內容，介紹了連續剛構梁橋常見的表觀缺陷類型，并從橋面系、上部結構、跨中下撓三方面，分析了表觀缺陷產生的原因，有利于制定出適宜的橋梁缺陷治理方案。

連續剛構梁橋，表觀缺陷，橋面系，材質參數

0 引言

連續剛構梁橋具有變形小，伸縮縫少，行車平順舒適，養護簡單，抗震能力強的優點；加之其利用高墩的柔度來適應預應力混凝土收縮、徐變和溫度變化引起位移，且順橋向抗彎剛度和橫橋向抗扭剛度較大，能滿足特大跨徑橋梁的跨越及受力要求；同時具有用料省、施工方便的經濟優勢；成為大跨度橋梁主要使用橋型。近幾年，在連續剛構梁橋的運營使用過程中，也發現連續剛構梁橋存在一定的常見缺陷。

1 連續剛構梁橋常見缺陷

1.1 表觀缺陷

1)橋面系常見缺陷。橋面鋪裝主要缺陷為：表面有無縱橫裂縫、破碎、坑槽、積水、防水層有無老化斷裂、滲水等現象。

伸縮縫主要缺陷為：伸縮縫內有無雜物堵塞、擠死、失效，各構件是否完好；錨固連接部位混凝土有無局部破損，密封橡膠有無老化、開裂；伸縮縫有無不正常的響聲及異常的伸縮量；檢查伸縮縫各基本單元間隙是否均勻，鋼構件有無銹蝕、變形，伸縮縫是否平整，有無跳車現象。

人行道構件、護欄、排水設施缺陷為：是否有裂紋、麻面、松動、污染、露筋、銹蝕、破損、殘缺，排水系統是否通暢、完好。

2)上部結構常見缺陷。主要檢查混凝土有無裂縫、碳化、剝落、破損、鋼筋外露銹蝕；有無堿集料反應引起的整體龜裂現象，混凝土表面有無嚴重碳化；預應力鋼束錨固區段混凝土有無開裂，沿預應力筋的混凝土表面有無縱向裂縫；預應力筋錨固齒板后的斜向裂縫，箱梁頂、底板縱向裂縫，腹板收縮裂縫，箱梁腹板上的水平裂縫，懸臂施工時各分段接縫或合龍段接縫出現裂縫等。常見缺陷位置示意圖如圖1所示，重點檢查部位如表1所示。

支座常見缺陷：支座組件是否完好、清潔，有無斷裂、錯位、脫空；活動支座是否靈活，實際位移量是否正常，固定支座的錨銷是否完好；支承墊石是否有裂縫；橡膠支座是否老化、開裂，有無過大的剪切變形或壓縮變形；盆式橡膠支座的固定螺栓是否剪斷,螺母是否松動,鋼盆外露部分是否銹蝕，防塵罩是否完好；支座是否丟失。

表1 連續剛構橋梁裂縫重點檢查部位

3)下部結構常見缺陷。橋墩墩身、蓋梁和系梁常見病害為：蜂窩、麻面、剝落、露筋、混凝土碳化、裂縫等；墩臺及基礎有無滑動、傾斜、下沉或凍撥、是否開裂；臺背填土有無沉降或擠壓隆起；基礎下是否發生不許可的沖刷或掏空現象，擴大基礎的地基有無侵蝕。

1.2 幾何形態

變形測量能實際反映測量目標的變形程度及變化趨勢，變形測量點分為控制點和觀測點。控制點布置在變形影響范圍以外便于長期保存的穩定位置，觀測點為實測橋梁主孔的8分點或者16分點，邊孔的4分點或者8分點。觀測內容主要包含：1)橋面線形測量，判斷主梁是否下撓的長期監測數據；2)箱梁底板線形測量，評價橋梁線形有無畸變點，主梁是否下撓；3)主墩水平變位，評價墩身垂直度。

1.3 材質參數

橋梁結構的材質參數反映結構的耐久性，結構材質參數包括以下內容：1)回彈強度含碳化深度；2)鋼筋保護層厚度及鋼筋探測；3)鋼筋銹蝕電位；4)混凝土電阻率；5)混凝土氯離子含量。

2 工程實例

某高速公路連續剛構梁橋，上部孔跨布置為3×50 m+(115+220+115)m+5×50 m，橋全長855.8 m，下部結構主墩采用雙薄壁+單空心薄壁組合墩，過渡墩采用空心薄壁墩，基礎采用鉆孔灌注樁；引橋上部50 m跨徑采用預應力混凝土連續T梁。該橋通車運營時間為5年。通過檢測，發現該橋主橋主要存在以下缺陷。

2.1 表觀缺陷

1)橋面系。伸縮縫左右兩端止水帶破損，所占比例為1%，1處伸縮縫錨固區混凝土破損；護欄4處刮痕，總長2.4 m，1處破損，面積為0.06 m2，1處露筋，長0.8 m。

2)上部結構。主橋箱梁外部病害主要有：2處混凝土孔洞，面積為0.02 m2，主梁16處底板混凝土空洞、蜂窩露筋，面積7.3 m2，3處底板混凝土蜂窩麻面，面積6.51 m2，2處節段錯臺，錯臺最寬處為0.1 m；主梁箱外底板共有70條縱向裂縫，裂縫共長143 m，最大裂縫寬度0.2 mm；1條橫向裂縫，裂縫長1.08 m，裂縫寬度0.20 mm，共有2處網狀裂縫，總面積為48.75 m2，裂縫最寬處為0.4 mm。

橋箱梁內部病害主要有：橫隔板橫向裂縫1條，裂縫長0.4 m，裂縫寬度0.02 mm；橫隔板豎向裂縫1條，裂縫長1.6 m，裂縫寬度0.4 mm；腹板縱向裂縫3條，裂縫共長3.18 m，最大裂縫寬度0.20 mm；腹板斜裂縫17條，裂縫共長20.27 m，最大裂縫寬度0.20 mm；頂板縱向裂縫1條，裂縫長2.0 m，裂縫寬度0.1 mm，4處節段錯臺，錯臺最寬處為0.19 m，5處空洞露筋，露筋面積為1.756 m2，2處頂板析白，1處頂板滲水，3處腹板孔洞，2處箱內梁底面垃圾堆積。

4處支座剪切變形，最大剪切變形10°。

3)下部結構。2處橋梁蓋梁網狀裂縫，總面積為2.6 m2，裂縫寬度為0.1 mm，1處橋墩蓋梁橫向裂縫，裂縫長1.07 m，裂縫寬0.12 mm。

2.2 幾何形態

利用橋梁竣工是布置的永久觀測點，以主墩墩頂設計標高為基線，測出該橋橋面線形在跨中位置存在7.3 cm的下撓；梁底線形數據也反映該橋跨中存在下撓；主墩水平變位絕對值為：30.2 mm～62.9 mm；相對值為：0.10%～0.27%，規范限值為小于0.3%(相對值)且不大于20 mm(絕對值)，該橋主墩墩身水平變位相對值未超過規范要求，絕對值較大。

2.3 材質參數

根據JTG/T J21—2011公路橋梁承載能力檢測評定規程，本橋結構混凝土強度處于“良好”狀態，評定標度為1；鋼筋保護層厚度對鋼筋耐久性影響為“有輕度影響”，評定標度為2；鋼筋銹蝕對鋼筋耐久性影響為“無銹蝕活動性或銹蝕活動性不確定”，評定標度為1；混凝土電阻率導致的銹蝕速率“很慢”，評定標度為1；氯離子含量誘發鋼筋銹蝕的可能性“很小”，評定標度為1。

根據JTG H11—2004公路橋涵養護規范中橋梁技術狀況評定方法和標準，該橋的全橋技術狀況評定結果為三類，處于“有中等缺損，尚能維持正常使用功能”。

3 成因分析

3.1 橋面系

伸縮縫存在防水橡膠條破損，主要原因為：橡膠條老化而導致局部破壞；伸縮縫錨固區混凝土開裂，主要原因為：混凝土澆筑養護時間不夠或在使用過程中，局部受車輛荷載的強烈沖擊，出現開裂；欄桿刮痕、破損、開裂，主要原因為：欄桿混凝土收縮出現裂縫，或者受到撞擊。

3.2 上部結構

混凝土箱梁的頂板縱向裂縫。主要原因：

1)主要是由于溫度及收縮作用引起。同時箱梁內外溫度變化不同，導致內外溫差，產生次應力也會導致開裂。2)由于頂板橫向彎矩主要受活載影響，超載很容易導致縱向裂縫。3)較大的縱向預應力，其造成橫向拉應力超過混凝土的抗拉強度。

混凝土箱梁的腹板斜裂縫。主要原因：

1)邊跨梁端附近梁段，緊鄰邊跨支座，剪力較大，同時還存在著箱梁截面彎矩作用區，剪應力與彎曲應力共同作用而產生腹板斜裂縫；2)腹板豎向預應力鋼筋的有效預應力較低，起不到設計上要求的豎向預應力作用，從而產生箱梁腹板混凝土斜裂縫。

箱梁外部底板縱向裂縫，主要病害原因：

1)施工期底板的預應力鋼束及管道不直，張拉后預應力鋼束由實際偏差位置向下移動，從而造成箱梁底板縱向開裂；2)局部混凝土保護層厚度不足或施工中混凝土收縮，導致沿預應力鋼筋或普通鋼筋的開裂；3)運營期日照輻射作用，即溫度梯度作用產生開裂。

箱梁外部底板橫向裂縫，主要病害原因：

1)施工期的混凝土收縮開裂或混凝土質量較差；2)底板預應力儲備不足或存在過大的拉應力；3)箱梁高度方向的日照溫度梯度，升溫時可能在底板產生橫向裂縫；4)預應力張拉不到位或運營中超重車輛過多。

混凝土箱梁橫隔板存在裂縫。主要原因為：施工期的混凝土收縮作用，加之該處受力復雜，或者運營期的溫度作用而導致。

3.3 跨中下撓

跨中下撓的影響因素較多且復雜，主要原因：

1)對預應力損失預計不足[4]；2)設計施工原因導致有效預應力降低[4]；3)主梁開裂削弱結構的整體剛度[4]；4)實際運營中超載嚴重[3]；5)箱梁溫度應力的影響[3]。

4 結語

連續剛構梁橋成橋運營后，對其進行檢測，需要專業機構利用專業技術設備才能開展，加大了日常養護難度。通過橋梁實際檢測缺陷及成因分析可知：

1)部分施工缺陷：如錯臺，混凝土收縮、徐變裂縫、保護層厚度不足等，可以加強在施工過程中的質量控制進而避免；2)跨中下撓是影響連續剛構梁橋正常運營的重要因素。在橋梁成橋后應利用布置的永久觀測點加強對在役橋梁的長期觀測，并將數據與成橋數據進行對比，指導橋梁養護；3)超載也是導致橋梁病害的主要因素，應加強日常車輛管理。

[1] JTG H11—2004，公路橋涵養護規范[S].

[2] JTG/T H21—2011，公路橋梁技術狀況評定標準[S].

[3] 蘇 雨.淺析連續剛構橋梁跨中下撓的成因及對策[J].山西建筑，2011，37(7)：157-158.

[4] 巴 力，高 巖.大跨徑連續剛構橋跨中下撓的主要影響因素淺析[D].北京：中國鐵道科學研究院，2008.

Analysis on common continuous rigid in-operation beam bridge defects and causes

Xiao Yi

(GuizhouHighwayGroupCo.,Ltd,Guiyang550014,China)

Integrating with engineering examples, the thesis briefly illustrates major geometrical form detecting and material parameter detecting contents of continuous rigid in-operation beam bridge, introduces common appearance defect types of continuous ridge bridge, and analyzes appearance defects occurring causes from three aspects of bridge deck system, upper structure and lower cross-beam deflection, which will be good for formulating suitable bridge defects processing scheme.

continuous rigid beam bridge, appearance defect, bridge deck system, material parameter

1009-6825(2016)27-0152-02

2016-07-19

肖 毅(1986- )，男，碩士，工程師

U448.23

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