廈門市城市橋梁病害調(diào)查

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城市橋梁通常指城區(qū)范圍內(nèi)建造的跨河、跨江、跨海橋梁，立交橋梁及人行天橋等。城市橋梁是我國現(xiàn)代化建設(shè)的重要基礎(chǔ)設(shè)施。是一種復(fù)雜的工程結(jié)構(gòu)物。由于反復(fù)經(jīng)受著車輪的沖擊、磨損，日積月累受到雨雪風(fēng)霜的侵蝕與破壞，特別是近年來由于交通壓力和超載車輛的不斷增加，原有建筑材料的性質(zhì)衰變以及其他人為因素?fù)p壞等原因，加劇了城市橋梁使用功能的退化，導(dǎo)致橋梁結(jié)構(gòu)損壞的安全事故時(shí)有發(fā)生，產(chǎn)生較為惡劣的社會(huì)影響。隨著中國城市化進(jìn)程的加速推進(jìn)，許多老舊城市橋梁需要通過檢查評(píng)估來確定其使用的安全性，從而提高橋梁管養(yǎng)工作的科學(xué)性和及時(shí)性。對(duì)現(xiàn)有城市橋梁的檢查評(píng)估主要包括上部結(jié)構(gòu)、下部結(jié)構(gòu)的檢查。通過全面系統(tǒng)的檢查可以正確掌握橋梁的結(jié)構(gòu)形式、力學(xué)性能、現(xiàn)有狀態(tài)和安全儲(chǔ)備等情況。

1、橋梁概況

廈門市城市橋梁主要由市級(jí)市政部門管理。截止2011年12月31日，各類城市橋梁共計(jì)65座，總橋長約為11公里，總面積約為20萬平方米，其中主跨徑40m以上（含40m）的城市大橋20座，主跨徑40m以下的中小橋45座。廈門市城市橋梁的養(yǎng)護(hù)管理主要是根據(jù)住房和城鄉(xiāng)建設(shè)部《城市橋梁檢測和養(yǎng)護(hù)維修管理辦法》和《城市橋梁養(yǎng)護(hù)技術(shù)規(guī)程》要求，做好日常養(yǎng)護(hù)、檢測評(píng)估、維修加固及建立檔案等工作。

2、上部結(jié)構(gòu)檢查

2.1 橋面系檢查：主要是對(duì)橋面鋪裝的檢查；橋面排水設(shè)施的檢查；人行道鋪設(shè)情況、防撞護(hù)欄、行人扶手和交通安全設(shè)施及附掛管線的檢查。

2.1.1 橋面鋪裝檢查情況：經(jīng)過對(duì)廈門市多座城市橋梁的橋面鋪裝層進(jìn)行調(diào)查統(tǒng)計(jì)分析，發(fā)現(xiàn)廈門多數(shù)橋梁采用的是瀝青砼鋪裝層，其主要病害為嚴(yán)重的開裂——龜裂及縱、橫裂縫、壅包、磨光、車轍等。

2.1.2 橋面排水設(shè)施檢查情況：廈門市城市橋梁的橋面排水設(shè)施主要病害表現(xiàn)為：①排水設(shè)施損壞及樹葉、雜物、泥沙等堵塞排水設(shè)施，以致影響正常排水；②設(shè)計(jì)時(shí)采用的側(cè)向進(jìn)水口無法達(dá)到正常的排水要求。而橋面積水正是通過橋面鋪裝的裂縫等缺陷對(duì)橋梁主體結(jié)構(gòu)造成重要影響的原因之一。

2.1.3 人行道鋪設(shè)情況、防撞護(hù)欄、行人扶手檢查情況：廈門市城市橋梁人行道的病害主要集中體現(xiàn)在人行天橋的印花地磚鋪設(shè)上，由于大多數(shù)人行天橋鋪設(shè)地磚時(shí)未設(shè)置磚面的脹縫，導(dǎo)致人行天橋地磚拱起、空鼓現(xiàn)象嚴(yán)重。而橋上防撞護(hù)欄、行人扶手檢查情況較好，除部分老舊石質(zhì)及鋼筋混凝土欄桿存在局部破損外，都能較好的發(fā)揮使用功能。

2.1.4 交通安全設(shè)施及附掛管線檢查情況：檢查中發(fā)現(xiàn)廈門市城市橋梁中人行天橋或跨線橋主梁底部被超高車輛刮擦破壞的情況時(shí)有發(fā)生，有針對(duì)性的增設(shè)限高標(biāo)志牌及限高設(shè)施才能防止類似事故發(fā)生，保護(hù)橋梁設(shè)施安全。另外橋上附掛管線的位置基本合理，但仍應(yīng)進(jìn)一步通過普查確定歸屬單位，規(guī)范管理。

2.2 伸縮縫裝置檢查情況：伸縮縫設(shè)置于梁端構(gòu)造較弱部位，因直接承受車輛的反復(fù)荷載，故最易遭受破壞。導(dǎo)致廈門市城市橋梁伸縮縫裝置病害體現(xiàn)在以下幾個(gè)方面：

①由于伸縮縫裝置本身設(shè)計(jì)剛度不足引起的伸縮縫裝置破損，如在人行道位置的伸縮縫鋼板就普遍存在該現(xiàn)象；

②由于伸縮縫裝置安裝、后澆筑料等施工環(huán)節(jié)管理不善導(dǎo)致伸縮縫裝置在正常使用中破損；

③由于交通量增大及超載車輛通行，原有橋梁結(jié)構(gòu)建筑材料衰變老化等客觀原因?qū)е碌纳炜s縫裝置損壞。

2.3 支座檢查情況：廈門市城市橋梁檢查中，對(duì)使用較多的盆式橡膠支座進(jìn)行重點(diǎn)檢查，檢查項(xiàng)目包括其使用年限、老化、位移情況、螺栓剪切破壞情況等，發(fā)現(xiàn)文園路高架橋全橋各處盆式橡膠支座均出現(xiàn)頂板、底板及鋼盆銹蝕等現(xiàn)象，且多個(gè)橋墩的支座中心均出現(xiàn)不同程度的偏移。

2.4 橋梁主要承重結(jié)構(gòu)檢查，包括對(duì)主體結(jié)構(gòu)及橫向聯(lián)系的檢查。

2.4.1 主體結(jié)構(gòu)檢查情況：檢查手段為通過表面觀察判定結(jié)構(gòu)病害情況或通過荷載試驗(yàn)檢驗(yàn)結(jié)構(gòu)剛度及動(dòng)力性能。

（1）通過表面觀察判定結(jié)構(gòu)病害情況，以湖濱西路橋?yàn)槔?，發(fā)現(xiàn)該鋼筋混凝土橋主體結(jié)構(gòu)損傷情況及主要原因。湖濱西路橋?yàn)槿鶚?，兩外?cè)人行道下部結(jié)構(gòu)均為斜腿鋼架橋，中間行車道下結(jié)構(gòu)為單跨簡支梁梁橋，跨徑為20m，建成于1990年5月。湖濱西路橋主體結(jié)構(gòu)的病害主要是：

①東側(cè)鋼架橋北側(cè)斜腿與主梁節(jié)點(diǎn)處出現(xiàn)1處豎向開裂；

東側(cè)鋼架橋北外側(cè)斜腿與主梁節(jié)點(diǎn)

②該橋多處出現(xiàn)露筋及因內(nèi)部鋼筋銹蝕導(dǎo)致的混凝土表面脹裂現(xiàn)象。

湖濱西路橋主體結(jié)構(gòu)產(chǎn)生這些嚴(yán)重病害的原因是：一、該橋位于湖的海水閘門處，橋底長期處于濕度大，腐蝕性大的惡劣環(huán)境中，導(dǎo)致其主體結(jié)構(gòu)中的水泥、鋼筋等材料的耐久性大為降低；二、該橋施工較早，受當(dāng)時(shí)的施工條件和質(zhì)量要求影響，混凝土本身質(zhì)量不足從而造成病害的幾率大大增加。

像湖濱西路橋這樣使用年限較長的城市橋梁，由于某一缺陷日積月累的變化，加上環(huán)境影響，最后發(fā)展到出現(xiàn)嚴(yán)重的安全隱患，必須對(duì)兩外側(cè)斜腿鋼架橋做拆除重建處理，對(duì)行車道下T梁的混凝土強(qiáng)度進(jìn)行專項(xiàng)檢測，若強(qiáng)度達(dá)不到設(shè)計(jì)要求，須進(jìn)行改造或加固處理。

（2）通過荷載試驗(yàn)檢驗(yàn)結(jié)構(gòu)鋼度及動(dòng)力性能，以文園路高架橋?yàn)槔?，該橋結(jié)構(gòu)為連續(xù)單箱梁S形變坡橋，跨徑組合為20m+20m+30m+3×20m=130m，全橋總長239m，建成于1991年4月。

通過過靜載試驗(yàn)進(jìn)行撓度測試結(jié)果分析，試驗(yàn)荷載作用下各工況撓度理論計(jì)算值與實(shí)測值比較見下表，表中撓度以向下為正，向上為負(fù)。

從表中可看出：

（1）在最不利跨中正彎矩汽車荷載作用下，2#～3#跨跨中截面、3#～4#跨跨中截面實(shí)測撓度最大值分別為11.14mm、3.08mm（均小于[L/600]的規(guī)范限值），部分撓度測點(diǎn)實(shí)測撓度值較理論撓度值大，結(jié)構(gòu)的變形校驗(yàn)系數(shù)在0.87～1.02之間；說明因上部結(jié)構(gòu)存在損傷，橋梁剛度已出現(xiàn)一定的下降。

（2）不同工況作用下有部分點(diǎn)的相對(duì)殘余變形大于規(guī)范規(guī)定的20%，結(jié)構(gòu)不完全處于彈性工作狀態(tài)。

因該橋上部主體結(jié)構(gòu)在原設(shè)計(jì)荷載作用下不完全處于彈性工作狀態(tài)，不能滿足原設(shè)計(jì)及規(guī)范要求，應(yīng)立即制定方案進(jìn)行維修加固。

2.4.2 橫向聯(lián)系檢查情況：如湖濱中路南橋，檢查中發(fā)現(xiàn)多處T梁端支承處橫向連接鋼板外側(cè)部分已銹蝕，應(yīng)在在除銹后重新涂防銹漆。

3、下部結(jié)構(gòu)檢查——主要是墩臺(tái)與基礎(chǔ)的檢查

3.1 橋梁墩臺(tái)檢查情況：通過對(duì)廈門市城市橋梁墩臺(tái)的檢查，發(fā)現(xiàn)主要是由早期施工條件限制和后期高腐蝕性環(huán)境共同作用導(dǎo)致的混凝土及鋼筋防腐能力較差，鋼筋銹蝕引起混凝土保護(hù)層脹裂甚至剝落的情況，如湖濱北路橋多處橋墩出現(xiàn)露筋及因內(nèi)部鋼筋銹蝕引起的混凝土脹裂現(xiàn)象。

橋墩露筋

橋墩露筋、混凝土脹裂

另外，大體積混凝土臺(tái)身未設(shè)置斷縫，橋臺(tái)易出現(xiàn)豎向開裂。如湖里大道創(chuàng)業(yè)橋混凝土兩側(cè)橋臺(tái)都已出現(xiàn)多處縱向裂縫。

在對(duì)湖里大道創(chuàng)業(yè)橋進(jìn)行橋梁檢查時(shí)，在橋面鋪裝的檢查時(shí)已發(fā)現(xiàn)東側(cè)橋臺(tái)臺(tái)背相應(yīng)位置的瀝青橋面鋪裝層出現(xiàn)橫向貫穿裂縫，因此，可以初步判定該橋東橋臺(tái)臺(tái)背出現(xiàn)沉降。

3.2 橋梁基礎(chǔ)檢查情況：在廈門市城市橋梁檢查中，橋梁基礎(chǔ)的病害較少，普遍存在的病害主要為基礎(chǔ)護(hù)坡的坡度和坡高設(shè)計(jì)不合理，砌石護(hù)坡施工質(zhì)量不過關(guān)，引起基礎(chǔ)護(hù)坡局部坍塌，影響到橋梁安全。

4、結(jié)論

本文將城市橋梁調(diào)查分為上部結(jié)構(gòu)檢查、下部結(jié)構(gòu)檢查兩大部分，詳述了每個(gè)部分的調(diào)查情況和常見病害以及產(chǎn)生病害成因，并在廈門市城市橋梁檢查工作中得到了較好的應(yīng)用，為后續(xù)的橋梁養(yǎng)護(hù)決策提供了依據(jù)，對(duì)類似城市橋梁調(diào)查工作提供了較好的指導(dǎo)。

各工況作用下?lián)隙葘?shí)測值及理論計(jì)算值比較表（mm）