簡支梁橋病害統(tǒng)計與成因綜述

時間:2022-05-30 08:16:00

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簡支梁橋病害統(tǒng)計與成因綜述

溫州市主城區(qū)道路從建國初期開始修建,經(jīng)過幾十年的改、擴(kuò)建,形成目前道路網(wǎng)。這些道路網(wǎng)上的大部分橋梁是跨徑小于30m的簡支梁橋,限于當(dāng)時的條件,這些橋梁設(shè)計標(biāo)準(zhǔn)較低,荷載標(biāo)準(zhǔn)低于現(xiàn)行公路—II級標(biāo)準(zhǔn)。在改、擴(kuò)建過程中,往往從經(jīng)濟(jì)效益角度出發(fā),許多中、小橋按線形需要,采取直接在老橋基礎(chǔ)上拼寬而成,有的甚至經(jīng)過多次拓寬,而老橋承載能力沒有得到相應(yīng)提高。從而形成一座橋梁多次建設(shè),多個設(shè)計標(biāo)準(zhǔn)的現(xiàn)狀。另外,還存在各個改、擴(kuò)建階段的施工質(zhì)量不同的情況。隨著經(jīng)濟(jì)的迅速發(fā)展,車輛載重量、車流量日益增大,使得橋梁結(jié)構(gòu)出現(xiàn)了各種病害,再加上養(yǎng)護(hù)不及時,使這些橋梁一直處于帶病和超載狀態(tài)下使用。本文以溫州市主城區(qū)96座簡支梁橋的檢查結(jié)果為依據(jù),按橋面系、上部結(jié)構(gòu)、下部結(jié)構(gòu),對出現(xiàn)的各類病害進(jìn)行統(tǒng)計分析,并對各主要病害的成因作了簡單分析。

1橋面系病害統(tǒng)計及成因分析

1.1主要病害

橋面系主要包括橋面鋪裝、伸縮縫、防排水系統(tǒng)、欄桿或護(hù)欄及人行道等。主要病害有:橋面鋪裝網(wǎng)裂、坑槽、碎裂、洞穴、貫通橫縫、貫通縱縫、橋頭沉降、伸縮縫損壞、防、排水系統(tǒng)失效、欄桿或護(hù)欄丟失殘缺、人行道塌陷殘缺等。檢查統(tǒng)計結(jié)果如圖1所示。從圖1可知,橋面系中存在橋頭沉降病害的橋梁為最多,其次是簡易伸縮縫損壞和橋面貫通縱、橫縫。

1.2病害成因分析

1.2.1橋頭沉降

溫州主城區(qū)橋梁均位于地下水位高,軟粘土層厚度大,含水量高、孔隙比大、承載力低的地段,同時,橋頭路基填筑高度較其他地段高,產(chǎn)生基底應(yīng)力相對也大,在車輛荷載作用下極易產(chǎn)生地基沉降。另外,設(shè)計時未充分考慮橋頭沉降量;施工時臺背填土未采用透水性好的材料或者施工順序不對,如先進(jìn)行橋涵構(gòu)造物施工,再進(jìn)行臺后填土、工后沉降未達(dá)到設(shè)計控制值等均會致使橋頭沉降量的增大。

1.2.2簡易伸縮縫損壞

伸縮縫是整座橋梁變形最大的位置,簡易伸縮縫填料老化,失去粘性,極易被拉開,兩側(cè)鋪裝混凝土碎邊,導(dǎo)致安裝簡易伸縮縫處的橋墩、橋臺處漏水嚴(yán)重,主梁端部和墩臺蓋梁遭受雨水的侵蝕,鋼筋生銹、混凝土剝離。

1.2.3橋面貫通縱、橫縫

梁板安裝時,4個支座不在同一平面內(nèi),梁板在橫橋向形成翹翹板,造成主梁間橫向聯(lián)系損壞(如空心板梁間鉸縫損壞)。另外,早年修建的空心板采用的是小鉸縫設(shè)計,橫向聯(lián)系剛度不足,形成橋面貫通縱縫。其結(jié)果是直接受輪壓的主梁分擔(dān)的荷載增加。貫通橫縫多出現(xiàn)在橋面連續(xù)的墩頂位置,主要是由于墩頂負(fù)彎矩所致。

2上部結(jié)構(gòu)病害統(tǒng)計及成因分析

2.1主要危害

上部結(jié)構(gòu)即橋跨結(jié)構(gòu),檢查到的主要病害有:主梁混凝土剝離、露筋銹蝕、梁體結(jié)構(gòu)裂縫及滲水、伸縮縫處滲水、梁體下?lián)霞皺M向聯(lián)系結(jié)構(gòu)損壞等。檢查統(tǒng)計結(jié)果如圖2所示。

2.2病害成因分析

2.2.1主梁混凝土剝離、露筋銹蝕

對于通航橋梁,橋梁凈空過低,橋下河道上過往船只多,這些船只長年對主梁產(chǎn)生刮擦和碰撞,引起主梁混凝土剝離、露筋銹蝕;個別主梁主筋全部外露,甚至出現(xiàn)主筋被割斷的情況。對非通航位置,往往由于鋼筋保護(hù)層厚度不足會引起鋼筋銹蝕,銹蝕產(chǎn)物體積膨脹2~4倍,從而對周圍混凝土產(chǎn)生膨脹力,當(dāng)膨脹應(yīng)力大于混凝土抗拉強(qiáng)度時,就會產(chǎn)生裂縫,久而久之則發(fā)展成混凝土剝離。

2.2.2結(jié)構(gòu)裂縫

早年修建的橋梁因為受到當(dāng)時設(shè)計、材料、施工等方面的影響和局限,存在一定的先天不足,如斷面單薄、安全儲備低等因素,隨著橋梁使用年限及使用荷載的增大,橋跨結(jié)構(gòu)承載能力不能滿足要求,從而引起了梁體下?lián)霞敖Y(jié)構(gòu)裂縫。另外,出現(xiàn)橋面縱向裂縫后,空心板梁橫向連接效果大打折扣或失效,甚至造成空心板單板受力的情況,對空心板造成破壞。

3下部結(jié)構(gòu)病害統(tǒng)計及成因分析

3.1主要病害

溫州主城區(qū)墩臺帽蓋梁主要有兩種基本形式,一種是與立柱形成框架,另一種是橋臺采用漿砌塊石重力式臺,這時橋臺蓋梁成為帽梁,以受壓為主。檢查到的主要病害有:墩、臺帽蓋梁混凝土剝離、露筋銹蝕、蓋梁結(jié)構(gòu)裂縫、墩臺身水平裂縫、縱向裂縫、墩臺位移傾斜、基礎(chǔ)沖刷掏空及翼墻大貫通縫等。檢查統(tǒng)計結(jié)果如圖3所示。

3.2病害成因分析

3.2.1蓋梁結(jié)構(gòu)裂縫

蓋梁結(jié)構(gòu)裂縫主要是由原先設(shè)計時的斷面及配筋不能滿足日益增加的車輛荷載所造成的,其中框架式蓋梁以負(fù)彎矩裂縫為最多,剪力裂縫次之,正彎矩裂縫最少,重力式橋臺帽梁多出現(xiàn)豎向裂縫。基礎(chǔ)的不均勻沉降也是引起墩、臺帽蓋梁裂縫的主要原因之一。

3.2.2混凝土剝離、露筋銹蝕

如前所述,下部結(jié)構(gòu)中的墩臺帽蓋梁混凝土剝離、露筋銹蝕主要是由過往船只刮擦和碰撞或鋼筋保護(hù)層厚度不足引起。

3.2.3墩、臺身水平裂縫

早年溫州市比較流行組合式橋臺結(jié)構(gòu),即樁接臺帽式橋臺后設(shè)置松木樁基礎(chǔ)的重力式擋土墻,這種結(jié)構(gòu)形式相對于重力式橋臺可以大大降低工程造價,但其后面的擋土墻卻往往會在臺后土壓力長時間的作用下產(chǎn)生較大位移,位移后擋墻對立柱產(chǎn)生了一個水平力,致使橋臺柱、樁產(chǎn)生橫向變形直至開裂?;A(chǔ)的不均勻沉降也是引起墩、臺身水平和縱向裂縫的主要原因之一。

4結(jié)語

本文通過對溫州主城區(qū)96座簡支梁橋的橋梁檢查,對現(xiàn)有橋梁病害進(jìn)行了統(tǒng)計分析,并對各主要病害的成因作了簡要分析。充分認(rèn)識這些橋梁病害,對于提高橋梁設(shè)計和施工質(zhì)量,加強(qiáng)橋梁的檢查和維護(hù),保證交通安全,延長橋梁的使用壽命有著重要意義。因此,本文分析結(jié)果對今后同類橋梁的建設(shè)和管理有一定參考價值。