復雜環境下鋼結構人行天橋維養管理研究

林朝暉

（廈門市公路事業發展中心，福建廈門 361000）

0 引言

隨著城市化進程的加快，鋼結構人行天橋在城市交通中發揮的作用越來越重要。然而，由于環境復雜，這些人行天橋的養護管理面臨諸多挑戰。因此，需要對復雜環境下的鋼結構人行天橋進行有效的維護養護管理，以延長其使用壽命，提高其運營安全性。

1 項目概述

廈門曾厝垵文創村人行天橋（漁橋）于2015 年竣工驗收并投入運營使用。人行天橋主梁（主管）采用異型鋼結構，平面線形為三圓曲線，全長82.73m，跨徑布置為（25.1+38.6）m。人行天橋寬度沿橋梁軸線方向變寬，橋面凈寬3.4～6.2m，平面的弧線和寬闊的“魚肚”設計，使平面俯視呈“魚”的造型。主橋兩側設置梯道，梯道全寬3.7m，凈寬3.4m。該橋由廈門市公路事業發展中心養護管理，養護類別為Ⅰ類。

1.1 項目維養需求

廈門市曾厝垵文創村人行天橋（漁橋）長期承受各種荷載，加之自然因素的影響，難免會積累損傷，導致出現一些病害。鑒于此，廈門市公路事業發展中心對該橋進行定期檢測。檢測內容主要包括靜動載試驗檢測和焊縫質量檢測，通過科學評定其承載力及運營的荷載等級等情況，排查橋梁安全隱患，同時進行病害勘察，并對出現的病害進行維修處治。

1.2 項目難點

第一，環境影響。人行天橋處于臨海的環境，常年受到海風和雨水的侵蝕，以及溫度變化的影響。同時，天然環境還存在一定的鹽霧腐蝕問題，對鋼結構維養提出了更高的要求。

第二，人流壓力。該人行天橋是一個重要的通道，每天都有大量的人流，特別是節假日，橋梁負荷接近滿載。因此，需要在保證維修質量的同時，盡量減少對公眾生活的影響，這也給維養工作帶來了極大的挑戰。

第三，橋梁結構特殊。該橋采用小半徑組合式鋼結構主梁，橋墩為異形斜腿鋼結構，橋梁整體受力較為復雜，局部應力較為集中，出現了應力腐蝕情況。

第四，物料老化和損壞。人行天橋的防腐木、鋼構件、LED 燈帶等多種材料出現了不同程度的病害。需要進行全面、詳細的檢測，并制訂合理的維修計劃，以最小的成本獲得最大的維修效果，提高了維養管理的難度。

第五，安全問題。人行天橋位于交通繁忙的地帶，在維修過程中可能存在安全隱患。如何保證施工人員和過往行人的安全，以及如何防止維修過程中可能出現的意外事件，都需要精細的管理和周全的安全措施。

第六，資金管理。維修活動需要大量的資金投入。如何有效管理資金，使每一分錢都能用在刀刃上，是項目管理的另一個重要難點。

第七，項目協調。人行天橋維修可能涉及多個部門，如城市管理部門、交通部門、公共安全部門等。如何在多部門之間進行有效的溝通和協調，以確保項目順利進行，是一個重要的挑戰。

2 復雜環境下鋼結構人行天橋現狀

2.1 病害產生原因

2.1.1 橋面系病害

由于人行天橋臨近海邊，常年受到沿海強紫外線照射與高鹽度海風影響，加上溫度變化和干濕交替等因素，導致防腐木出現大量開裂、變形、起翹、松動、螺絲松動失效等現象。因為人行天橋運營使用狀態飽滿，使得人行踏步板鋼承托龍骨構件出現大量嚴重銹蝕、起皮等現象，以及防腐木鋪裝下方線盒螺栓嚴重銹蝕、纜線外露不規整等現象。此外，橋面兩側LED燈帶外罩也出現老化破損、脫落等現象。

2.1.2 上部結構病害

上部結構，尤其是魚骨架部分，出現涂裝顏色暗淡退化的問題（見圖1）。主要原因可能是防腐漆質量不達標、施工不到位及缺乏維護和更新，導致原有涂裝無法有效保護結構。

圖1 魚骨架涂裝顏色暗淡退化

2.1.3 下部結構病害

人行天橋的橋墩部分存在局部鋼構涂裝破損的問題（見圖2），主要是人為擦碰造成的小面積涂裝破損，加上外界環境（尤其是海風和雨水）的侵蝕，最終導致較大面積的鋼構涂裝破損和銹蝕。此外，不銹鋼欄桿也出現銹斑問題，可能是維護不足或使用的材料質量不佳所致。

圖2 下部結構主要病害圖

2.2 主要維修處治內容

2.2.1 橋面系及附屬構件

第一，對于開裂、變形、起翹、松動和螺絲松動失效的防腐木鋪裝，應根據損傷程度，考慮進行全面替換或局部修復。第二，對于嚴重銹蝕和起皮的人行踏步板鋼承托龍骨構件，需要進行防銹處理，并對銹蝕嚴重的部分進行更換。此外，應加強日常防銹維護，以防止再次發生銹蝕問題。第三，對于橋面兩側老化、破損和脫落的LED 燈帶外罩，應進行更換，并檢查電路系統，確保燈帶正常運作。第四，對于防腐木鋪裝下方嚴重銹蝕的線盒螺栓和外露的纜線，應對線盒螺栓進行防銹處理或更換，并整理、固定外露的纜線，以防止電路短路或觸電事故。第五，對于出現多點銹斑的不銹鋼欄桿，應清理銹斑、進行防銹處理，并定期進行檢查，以避免再次出現銹斑及銹斑擴大。

2.2.2 上部結構

對于涂裝顏色暗淡退化的魚骨架，需要重新進行表面處理和涂裝。根據實際情況選擇具有良好耐候性和防腐功能的涂裝材料，確保涂裝材質、顏色和厚度與原設計一致，使鋼結構表層的涂裝厚度和黏附力接近原涂裝。

2.2.3 下部結構

對于橋臺鋼構涂裝局部破損、銹蝕等問題，先清理病害區域，去除銹蝕和舊的涂裝層，再對清理后的區域進行防銹處理，并重新涂裝，以恢復其保護功能。對于膩子開裂脫落的區域，需要重新打膩子，使表面平整，并進行涂裝處理。

2.3 維修處治標準

首先，需要保證人行天橋的人群荷載符合標準，即q=5.0KN/m2，這是確保人行天橋安全的基礎。維修完成后，橋梁應恢復到原設計負載能力。其次，維修完成后，需要對橋梁進行嚴格的驗收。驗收內容包括橋梁整體結構的穩定性、防腐效果、防滑安全等。只有經驗收合格橋梁才能重新開放。最后，在橋梁使用年限內，應定期進行維護和檢查。如果發現異常情況，需要及時報備并進行處理，以避免小問題發展成大問題，確保橋梁的使用安全。

3 復雜環境下鋼結構人行天橋維修處理方法

3.1 橋面鋪裝

由于該工程位于海濱景區，環境較為惡劣，所以需要使用優質的防腐木材，并保證防腐木材的透入達到90%，防腐劑和其他材料應符合《防腐木材工程應用技術規范》（GB 50828—2012）要求。考慮到防腐木材具有濕脹干縮效應，為防止擠壓變形，保證面板的整體性，板與板之間需保持5mm 的間隙。

3.2 魚骨架涂裝

對魚骨架原漆進行打磨后，應按照長效型S09（C5-M）的鋼構件外表面涂層體系涂刷防腐涂層。涂層顏色分為兩種，骨架中塊和骨架側塊的顏色有所區別。涂料的性能應符合《城鎮橋梁鋼結構防腐蝕涂裝工程技術規程》（CJJ T235—2015）要求。構件外表面涂層體系如表1 所示。

表1 構件外表面涂層體系

3.3 橋臺鋼構涂裝局部破損維修

針對銹蝕部位，應使用動力工具將之打磨至St3級，打磨區域應延伸至未損壞區域5cm，保證過渡自然。待涂裝的表面應保持清潔、干燥，無任何雜質。

3.4 除銹防范

3.4.1 除銹質量等級

凡是需要涂水性無機富鋅涂料的鋼材表面，需要通過機械除銹方式使其達到Sa2.5 級的除銹質量等級。進行局部修補涂層時，需要將鋼材表面打磨至St3 級。

3.4.2 表面粗糙度

除銹后的表面粗糙度應控制在35～65μm 范圍內，以保證涂層的良好附著性。

4 復雜環境下鋼結構人行天橋養護管理措施

4.1 橋面鋪裝養護

首先，在該項目養護管理過程中，不應隨意增加橋面鋪裝的厚度或靜荷載，以防止對人行天橋的結構產生額外壓力。其次，應確保架設在橋面上的管線安全保護設施完整、有效。最后，應確保橋面鋪裝完好、平整，如果出現缺損，應及時進行維修或更換，以保障行人的安全。

4.2 欄桿養護

欄桿是人行天橋的重要組成部分，如果出現松動、變形、缺損或銹蝕，應及時進行維修或更換。對于不銹鋼欄桿，應定期進行檢查和除銹處理。如果欄桿出現嚴重變形、斷裂或損壞，應及時按原結構進行修復，確保其安裝牢固。

4.3 標志牌養護

第一，完整清晰。橋梁標志牌應始終保持清晰可見，字跡、顏色明顯，容易識別，使過橋的行人和駕駛員能快速、準確地獲取信息。比如，限高牌上的限高數字模糊不清，可能導致過高的車輛誤入，造成交通事故。

第二，穩定牢固。標志牌的穩定性也非常重要。標識牌應安裝牢固，避免因風力或其他外力影響而產生晃動或脫落，對行人和車輛造成危險。出現松動、傾斜或損壞應及時修復。

第三，定期檢查與更新。應進行定期檢查和維護，確保標志牌的持久性和效果。比如，長時間的日曬雨淋可能會使標志牌的顏色褪色，字跡模糊，需要及時進行涂刷或者更換。對于嚴重損壞的標志牌應該及時更換，以免誤導行人和駕駛員。

4.4 橋下空間養護注意事項

第一，橋下空間不應用于存放大型設備、雜物或構筑物，這些物品可能阻礙維修、檢測和緊急救援工作。若是暫時存放，應事先進行妥善的規劃和管理，確保在需要時能夠迅速清理出空間。第二，大型設備或重物會對橋梁結構產生壓力，可能引發結構損傷或加速已有損傷的發展。因此，對于橋下空間的使用應謹慎評估，避免對橋梁結構產生不利影響。第三，橋下空間可能存在一些安全隱患，如積水、滑坡、電纜等。因此在養護作業時，需要做好安全措施，防止發生意外。第四，橋下空間不應用于存放會產生噪聲、粉塵、有害氣體或液體的設備或物品，以防止對環境造成影響。同時，應確保橋下空間清潔，避免堆積垃圾、廢棄物。

4.5 上下部結構養護

第一，定期檢查和保養。該項目所處環境復雜，因此應每年對鋼結構進行一次全面保養，包括檢查焊接節點、鉚釘和螺栓等關鍵部件的完整性和穩定性。對于出現問題的部件，應及時進行維修或更換，以防止問題進一步發展。

第二，無損探傷檢查。進行結構定期檢測時，應對拼接焊縫等關鍵部位進行無損探傷檢查，確保其質量符合設計要求。

第三，鋼箱梁的維護。鋼箱梁的內部空間應定期檢查，查看是否存在積水，發現積水應立即查明原因并及時修復。

第四，涂裝養護。對鋼結構、鋼梁等應進行保護涂裝，避免其受氧化和腐蝕。涂裝的顏色和風格應與周圍環境協調。對于涂裝損壞的部分，需要根據損壞程度進行局部修復或全面重涂。

第五，涂裝規定。在涂裝過程中，應遵循一些基本規定，如使用與原來涂料一致的涂料，清理舊涂層，注意新舊涂料的化學性能一致等。此外，應注意涂裝環境的溫度和濕度條件，并做好涂裝后的保護措施。

第六，記錄和監控。所有的檢查和維護工作都應有詳細的記錄，以便于跟蹤和監控鋼結構的狀態。對于出現問題的部件，應進行密切監控，隨時觀察其發展狀況。

5 結語

綜上所述，對復雜環境下鋼結構人行天橋的有效維養管理，是確保城市交通順暢、提高公共交通安全性的重要工作。在此，項目管理團隊需要定期進行全面的檢查和保養，對項目工程出現問題的部分及時維修或更換，并詳細記錄和監控。同時，需要遵守安全規定，確保所有操作都符合安全要求，以有效延長鋼結構人行天橋的使用壽命，提高其運營安全性，為城市交通出行提供穩定的保障。