某區(qū)區(qū)管城市橋梁特點及典型病害分析

周 偉

（北京市建設工程質(zhì)量第三檢測所有限責任公司，北京 100037）

0 引言

區(qū)管城市橋梁主要位于區(qū)屬各鄉(xiāng)鎮(zhèn)及街道的道路上，主要由各鄉(xiāng)鎮(zhèn)進行建造及管養(yǎng)，由于缺少系統(tǒng)的規(guī)劃、建設及管理，導致橋梁建造年代不一，橋梁設計、施工水平差別很大，荷載等級、使用環(huán)境與條件也相差很多，甚至一些橋梁結(jié)構(gòu)設計存在不合理之處。筆者單位參與了該區(qū)區(qū)管城市橋梁連續(xù) 6 年的結(jié)構(gòu)定期檢測，基本覆蓋了該區(qū)全部區(qū)管橋梁，本文主要根據(jù)橋梁結(jié)構(gòu)定期檢測結(jié)果，對橋梁存在的典型病害及其成因進行分析。

1 某區(qū)區(qū)管橋梁的特點

根據(jù)區(qū)管橋梁的跨度、結(jié)構(gòu)類型及橋梁現(xiàn)況技術(shù)狀況等級等方面進行統(tǒng)計，分析橋梁的特點。

1.1 橋梁跨度統(tǒng)計分析

區(qū)管橋梁主要分布于該區(qū)各鎮(zhèn)及街道的村鎮(zhèn)道路上，跨越寬度較小的河流及地方溝渠，按橋梁跨度分類，主要以小橋（跨徑 3.0～8.0 m）為主，占到全部橋梁的 63.8 %。橋梁跨數(shù)少，跨徑小，為區(qū)管橋梁的顯著特點。橋梁按跨度分類統(tǒng)計如圖 1 所示。

圖1 橋梁按跨度分類統(tǒng)計

1.2 橋梁結(jié)構(gòu)類型統(tǒng)計分析

由于簡支橋梁的施工工藝較為簡便，區(qū)管橋梁主要的橋型集中在簡支板橋及簡支 T 梁，其中又以簡支板橋居多（總占比為 53.7 %）。同時，由于該區(qū)園林分布較為集中，兼?zhèn)渚坝^效果的鋼結(jié)構(gòu)橋梁及拱橋也比較常見（總占比為 11.4 %）。橋梁按結(jié)構(gòu)形式分類統(tǒng)計如圖 2 所示。

圖2 橋梁按結(jié)構(gòu)形式分類統(tǒng)計

1.3 評定結(jié)果等級的統(tǒng)計分析

部分橋梁由于建造年代久遠、施工質(zhì)量差、橋梁管理養(yǎng)護不到位等原因?qū)е聟^(qū)管橋梁整體技術(shù)狀況等級較差，其中技術(shù)狀況等級為 C 級及以下橋梁占到全部橋梁的 28.3 %，D 級及以下橋梁占到全部橋梁的 11.1 %。橋梁按技術(shù)狀況等級分類統(tǒng)計如圖 3 所示。

圖3 橋梁按技術(shù)狀況等級分類統(tǒng)計

2 典型病害與原因分析

2.1 典型病害

通過對該區(qū)城市橋梁連續(xù) 6 年的結(jié)構(gòu)定期檢測結(jié)果的總結(jié)分析，橋梁主要存在的典型病害包括：

1）結(jié)構(gòu)受力不合理（比如邊梁搭設在墩臺限位擋塊上方、墩柱傾斜等）；

2）結(jié)構(gòu)開裂（上、下部結(jié)構(gòu)）；

3）混凝土劣化；

4）鋼結(jié)構(gòu)銹蝕；

5）構(gòu)件缺失或不完善、脫落等（防撞護欄、支座等）；

6）其他典型病害。

2.2 原因分析

1）設計方面存在的問題。部分區(qū)管橋梁建造年代較早，由于當?shù)氐耐ㄐ行枨?，附近村委會或企事業(yè)單位自行修建一些跨越河道、溝渠的簡易橋梁。這些橋梁沒有正規(guī)設計單位進行設計，而是照抄一些圖紙或者由一些包工隊來建造，設計方面存在不合理之處，導致橋梁存在較大的安全隱患，比如梁體受力不合理導致的開裂、下?lián)系取?/p>

2）施工質(zhì)量的問題。部分建造年代較早的橋梁，由于施工技術(shù)不完善、施工質(zhì)量控制不嚴格、監(jiān)管不嚴等原因，導致橋梁出現(xiàn)較多施工質(zhì)量缺陷，如混凝土保護層偏薄、振搗不密實、混凝土離析等。

3）設計荷載較低的問題。近年來城市交通量迅猛增長，橋梁活荷載超過原設計荷載，從而導致橋梁出現(xiàn)結(jié)構(gòu)性損傷。少數(shù)橋梁由于建造年代較早，道路拓寬后這部分老橋處在機動車道上，加之當時要求節(jié)省鋼材，配筋較少，在長期的超荷載作用下，結(jié)構(gòu)會出現(xiàn)受力裂縫，如主梁底面跨中受拉區(qū)橫向裂縫、主梁腹板受剪區(qū)沿拉應力方向斜向裂縫等。并且，好多橋梁缺乏必要的限載標志，為了保證橋梁不致超載損壞和行車的安全而設立的各種限重、限速、限寬等禁令性標志不齊全，甚至沒有。一些司機在不明情況或存在僥幸心理的情況下過橋，對橋梁結(jié)構(gòu)造成嚴重損害。

4）日常養(yǎng)護管理的問題。當城市橋梁在正常運營過程中出現(xiàn)混凝土結(jié)構(gòu)局部露筋銹蝕、護欄破損、伸縮縫積土、伸縮縫止水帶破損、泄水孔堵塞等輕微病害時，由于這類“小病”沒有引起養(yǎng)護單位的足夠重視，未能及時給予處理，加上車輛的反復作用，從而導致部分橋梁病害嚴重，直至影響結(jié)構(gòu)的正常使用，甚至會影響到結(jié)構(gòu)的承載能力及安全使用。

5）綜合原因。在橋梁由于設計不合理、施工不規(guī)范、養(yǎng)護不到位等原因綜合作用下，往往會出現(xiàn)嚴重影響橋梁耐久性、使用功能及結(jié)構(gòu)性的病害，例如混凝土板底面混凝土整體剝落、露筋銹蝕、主筋銹斷等。

3 實例分析

3.1 典型橋梁一

橋梁位于鄉(xiāng)鎮(zhèn)道路，東西方向跨越地方溝渠。該橋為單跨簡支 T 梁，全長 21.0 m，全寬 6.4 m。上部結(jié)構(gòu)為混凝土 T 梁，橫向 4 片 T 梁。下部結(jié)構(gòu)為柱接蓋梁輕型橋臺，支座為板式橡膠支座。橋面為瀝青混凝土鋪裝，鋼管焊接護欄。

2015 年筆者單位對該橋進行了結(jié)構(gòu)定期檢測，評定橋梁技術(shù)狀況等級為 C 級，即“合格狀態(tài)”。主要病害為該橋 T 梁底面跨中區(qū)域存在橫向受彎裂縫，T 梁梁端腹板存在斜向受剪裂縫，影響結(jié)構(gòu)承載能力。根據(jù)荷載試驗結(jié)果橋梁實際承載能力可滿足城-B 級，可采用乘以 0.6 的折減系數(shù)的荷載等級。

該橋由于建造時橋梁所處道路交通量小，設計荷載等級較低，隨著周邊經(jīng)濟發(fā)展，道路交通量及車輛荷載不斷增加，導致 T 梁開裂，影響結(jié)構(gòu)受力。橋梁典型病害照片如圖 4～5 所示。

圖4 T 梁腹板受剪區(qū)斜向裂縫

圖5 T 梁底板受彎區(qū)橫向裂縫

3.2 典型橋梁二

橋梁位于鄉(xiāng)鎮(zhèn)道路，跨越地方溝渠，橋下凈空約3.0 m。該橋為 4 跨鋼筋混凝土簡支板結(jié)構(gòu)，全長26.0 m，全寬 4.0 m。上部結(jié)構(gòu)為鋼筋混凝土簡支板，橫向 5 片板，板高 0.40 m，其中兩邊板搭設在墩臺擋塊上方，并在板上設置護欄。下部結(jié)構(gòu)采用漿砌塊石墩臺。橋面為瀝青混凝土鋪裝，鋼欄桿，全橋未設伸縮縫。

2017 年筆者單位對該橋進行了結(jié)構(gòu)定期檢測，評定橋梁技術(shù)狀況等級為 D 級，處于不合格狀態(tài)。主要病害為該橋第 1 跨和第 4 跨左側(cè)護欄及邊板（護欄設置于邊板上方）受車輛撞擊向外偏移，最大偏移 16.0 cm（位于兩側(cè)橋臺頂位置），存在落梁的危險，嚴重影響行車及行人安全。橋梁典型病害照片如圖 6 所示。

圖6 邊梁偏移

3.3 典型橋梁三

橋梁位于城市次干路上，跨越河流，呈南北走向。該橋為 7 跨鋼筋混凝土簡支 T 梁結(jié)構(gòu)，全長 80.7 m，全寬 11.3 m。上部結(jié)構(gòu)為 7 跨鋼筋混凝土簡支 T 梁，每跨橫向布置 7 片 T 梁。下部結(jié)構(gòu)為鋼筋混凝土框架式橋臺，雙柱式橋墩，板式橡膠支座。橋面為水泥混凝土鋪裝，鋼護欄，兩側(cè)人行道。

2018 年筆者單位對該橋進行了定期檢測，評定橋梁技術(shù)狀況等級為 D 級，處于不合格狀態(tài)。主要病害為該橋第 2～4 跨邊梁底面、腹板外側(cè)面及翼板存在大量露筋銹蝕現(xiàn)象，且面積均超過梁底面積的 2 %，局部主筋出現(xiàn)明顯縮徑，最大縮徑率約為 10 %，對比 2017 年檢測結(jié)果，主筋縮徑現(xiàn)象有所發(fā)展，嚴重削弱了結(jié)構(gòu)承載力。病害主要由于邊梁長期受到雨水侵蝕，導致混凝土劣化、鋼筋銹蝕，且病害出現(xiàn)后未得到及時的養(yǎng)護維修，導致病害持續(xù)處于發(fā)展狀態(tài)，目前已影響到橋梁的承載能力。橋梁典型病害照片如圖 7～8 所示。

圖7 邊梁底面露筋銹蝕

圖8 邊梁混凝土剝落、露筋銹蝕

4 橋梁病害整治對策

針對該區(qū)區(qū)管橋梁特點及橋梁典型病害，解決的對策和辦法主要應從橋梁日常的養(yǎng)護及管理入手，概括起來有以下幾個方面。

1）增強養(yǎng)護意識。提高對舊橋的科學管養(yǎng)認識，為橋梁管理部門的當務之急。橋梁的日常養(yǎng)護是提高橋梁通行能力和延長橋梁使用壽命的必要措施，加強現(xiàn)有橋梁的保養(yǎng)、維修與加固工作，使其能處于良好的技術(shù)狀態(tài)，可延長橋梁的使用年限。

2）限制超載車輛。加大力度整治超載車輛，嚴禁超載車輛強行過橋。超重車輛必須過橋時，應在采取應急加固措施的情況下方能過橋［1］。除了設立必要的限載、限速等警示性標志外，應設置減速帶、限高架等硬性設施，保證橋梁不致超載損壞而危及行車安全，特別是對部分危橋，這些限載限速的措施更顯重要，并應將這些標志設施作為橋梁的一部分進行養(yǎng)護，因損壞或被盜而遺失的應及時補上。

3）建立橋梁養(yǎng)護管理系統(tǒng)。橋梁管養(yǎng)單位應建立橋梁管理系統(tǒng)，為橋梁養(yǎng)護管理提供準確可靠、運用方便的技術(shù)資料。加強橋梁調(diào)查與檢查，不斷為管理系統(tǒng)提供新資料。為了系統(tǒng)地反映橋梁的技術(shù)狀況，要隨時發(fā)現(xiàn)橋梁缺損和異常情況，提出養(yǎng)護措施，對橋梁進行經(jīng)常性檢查、定期檢查及特殊檢查。

4）盡快對不合格橋梁進行維修加固。部分無設計、設計標準低無法滿足通行要求的 D、E 級橋梁，對行人及行車均存在較大的安全隱患。對于此類橋梁，管養(yǎng)部門均應盡快委托具有相關(guān)資質(zhì)的單位對橋梁進行現(xiàn)場調(diào)查，根據(jù)橋梁現(xiàn)有技術(shù)狀況、交通量等情況，對橋梁進行加固維修或改擴建，確保橋梁的安全運營［2］。

5 結(jié)語

任何一座橋梁在運行中由于材質(zhì)老化、環(huán)境侵蝕、荷載作用等不可避免地會產(chǎn)生一定程度的病害或損傷，對橋梁病害必須采取合理的方法進行整治或維修加固，但更重要的是在設計、施工、使用及養(yǎng)護管理過程中主動預防病害的發(fā)生，降低后期的維修保養(yǎng)費用，實現(xiàn)良性循環(huán)，為城市的可持續(xù)發(fā)展提供安全保障。Q