公路橋涵常見病害與分析

1、橋梁病害與維護加固廣東省南粵交通云湛高速公路管理中心化湛管理處主講人：夏小明第1頁一、橋梁概述廣東省南粵交通云湛高速公路管理中心化湛管理處第2頁 橋梁是用于跨越障礙物（如河流、海峽、山谷、道路等）而使道路保持連續(xù)人工結構物，俗稱道路咽喉。 橋梁既是一個交通功效性結構物，也是一座立體造型藝術工程。 橋梁往往是一個城市或一個國家（地域）象征。橋梁?第3頁 1988年，全國共有橋梁124000座, 3400公里 ，全國共有橋梁550000座，21000公里 當前，我國公路橋梁數量已超出80萬座，高鐵橋梁累積長度超出1萬公里。僅宜賓以下長江干流上，包含在建長江大橋總量到達135座。 30年來，中國建造

2、橋梁數量比世界上任何一個國家都要多兩三倍。四大類橋梁中有三類最大跨徑在中國。 中國橋梁發(fā)展情況第4頁 中國還稱不上世界橋梁強國原因是： 質量不能完全令人信服 橋梁質量評價表達在“安全、功效、美觀、環(huán)境保護”等。 其中：安全性確保橋梁服役期沒有風險； 功效性確保橋梁正常服役。中國是橋梁強國？不第5頁中國是橋梁強國？NO 橋梁質量問題主要源自： 橋梁建設科學發(fā)展不到位 規(guī)范不夠完善 設計、施工對工程責任意識不夠 監(jiān)理不到位 管理養(yǎng)護不到位 第6頁服役橋梁存在主要問題缺乏標志、標牌，管理失控： 超載、火災。橋面防排水失效： 影響正常安全行車、造成結構安全隱患。鋪裝、欄桿破損、殘缺： 影響行車、行人安

3、全、車輛沖擊增加結構受力負擔。第7頁服役橋梁存在主要問題支座安全精度差，伸縮裝置、支座破損、失效： 改變橋梁結構受力模式，危及結構穩(wěn)定及受力安全。橋梁結構開裂、破損： 結構強度降低，危及結構承載能力安全。橋梁強度、穩(wěn)定和剛度不滿足使用要求： 危及結構使用安全。第8頁服役橋梁存在主要問題6月10日7時許，位于遼寧省盤錦市境內305國道遼河大橋，在北起第14孔和第15孔之間，懸臂梁端突然斷裂，造成橋板脫落，據查，此次事故原因與超載相關。第9頁服役橋梁存在主要問題 5月13日，江蘇常州運河大橋西半幅突然坍塌。該橋屬下承式系桿拱橋，主橋跨度52.8米，1997年建成通車，設計壽命為50年。 5月9日，

4、江西上饒市鉛山縣傍羅大橋突然坍毀，該橋1988年建成，橋長355.2米，采取片石拱橋結構。 第10頁服役橋梁存在主要問題包頭跨鐵路橋第11頁服役橋梁存在主要問題寧波金唐大橋第12頁服役橋梁存在主要問題美國舊金山立交橋第13頁服役橋梁存在主要問題 陜西灞河大橋江西水口圍橋重慶綦江彩虹橋四川宜賓金沙江南門大橋上海新五斜拉橋橋梁事故第14頁服役橋梁存在主要問題混凝土橋梁加速下撓： 橋梁破壞前兆！必須及時評定判斷！ 1977年建造世界最大跨徑混凝土梁橋（241米），1993年測得跨中下撓1.4米，1996年3月采取8根體外預應力加固，6個月后垮塌。橋梁基礎沖刷、變位： 危及橋梁安全！第15頁服役橋梁存

5、在主要問題第16頁服役橋梁存在主要問題橋梁火災 重慶某橋被嚴重燒傷 第17頁服役橋梁存在主要問題船只撞擊垮塌 廣東某橋 江蘇某橋 第18頁服役橋梁存在主要問題超載造成垮塌 山西某橋在182噸重負下終于未能挺住 第19頁服役橋梁存在主要問題橋梁洪災 遼寧某橋被洪水沖垮 第20頁服役橋梁存在主要問題地震災害 第21頁服役橋梁存在主要問題施工質量太差造成橋梁垮塌 第22頁服役橋梁存在主要問題 橋梁鋼結構結構缺點、銹蝕、疲勞等造成垮塌： 第23頁服役橋梁存在主要問題橋梁混凝土涂裝保護不夠： 主要針對腐蝕環(huán)境中鋼筋混凝土結構，以日本為例，混凝土涂裝發(fā)展經歷了較長過程： 60年代 混凝土結構大量使用，曾認

6、為不需維護 70年代 混凝土裂紋，鋼筋銹蝕 80年代 腐蝕嚴重，國土交通部制訂混凝土修復標準 90年代 高速道路管理集團制訂混凝土涂裝及FRP補修基準 路橋集團制訂了混凝土塊剝落預防對策手冊 第24頁橋梁維護加固主要性 即使是設計、施工質量均好橋梁，其使用價值（尤其是安全性）伴隨橋梁使用時間增加而不停降低，當使用價值降至安全限值時，必須經過維修加固，維持、提升其使用價值，該過程在設計期限內連續(xù)發(fā)生。 為了確保橋梁健康、安全，養(yǎng)護不容忽略。假如養(yǎng)護到位，使用價值維持過程發(fā)生頻度就會低得多；假如橋梁設計、施工質量均好，養(yǎng)護就相對輕易。遺憾是：材料依然會有缺點、許多構件壽命有限，支座和伸縮縫需要保健

7、、更換。 ； 比如，斜拉索壽命最少50 年，要能到達該壽命，定時檢測和養(yǎng)護是不可或缺！ 養(yǎng)護程序和時程都應該在設計時給予充分考慮。養(yǎng)護和更換部分構件成本也應該考慮。假如設計未考慮，管養(yǎng)部門應給予補充。 第25頁橋梁維護加固主要性 對于設計壽命一百年（有要求到達150年。）橋梁，因為設計、施工、養(yǎng)護質量不到位，致使橋梁壽命降低，提前重建，比如僅30年就重建，就相當于損失了70%經濟效益。 如此大損失，社會是難以負擔，這實際上是把維修，重建，甚至危害遺留給我們下一代。極不公平！ 應該引發(fā)大家重視。第26頁橋梁維護加固主要性 建設速度快，設計、施工、監(jiān)理難免不到位，橋梁工程先天性質量值得高度重視。橋

8、梁設計35月，施工13年，管養(yǎng)則需1，可見， 橋梁能否1安全使用關鍵就落到維護與加固上。第27頁二、公路橋涵常見病害與分析廣東省南粵交通云湛高速公路管理中心化湛管理處第28頁內 容 提 綱二、公路橋涵常見病害與分析（一）橋面系常見病害與分析（二）上部結構常見病害與分析（三）橋梁支座常見病害與分析（四）下部結構常見病害與分析（五）從屬構筑物常見病害與分析（六）涵洞常見病害與分析（七）橋梁總體異常檢驗第29頁（一）橋面系常見病害與分析1、橋面鋪裝病害類型 橋梁鋪裝為水泥混凝土鋪裝和瀝青混凝土鋪裝兩種。（1）龜裂：裂縫有多條，裂縫不長，形狀雜亂。產生原因：施工養(yǎng)護不妥，或鋪裝層與行車道板之間存有間隙

9、； 第30頁（2）橫向裂縫：裂縫延伸方向與行車方向垂直。產生原因：溫度應力，或上部結構受力裂縫反射；檢驗關鍵點：裂縫在橋上位置。（一）橋面系常見病害與分析第31頁（3）縱向裂縫：裂縫延伸方向與行車方向一致。 產生原因：施工養(yǎng)護不妥；或裝配式簡支梁接縫質量差；或橋面板 上裂縫反射； 檢驗關鍵點：縱向裂縫在橋梁橫斷面位置；（一）橋面系常見病害與分析第32頁（4）斷裂或破損：水泥混凝土鋪裝上裂縫寬度較大，并有混凝土破裂； 產生原因：鋪裝層與橋面板之間存在脫空間隙。（一）橋面系常見病害與分析第33頁（5）坑槽：鋪裝層局部存在凹陷； 產生原因：鋪裝層材料質量分布不均，局部區(qū)域混凝土抗剪強度不夠；（一）橋

10、面系常見病害與分析第34頁（6）露筋：鋪裝層內鋼筋露出鋪裝層表面； 產生原因：鋪裝層保護層厚度太薄。（一）橋面系常見病害與分析第35頁（7）車撤 ： 瀝青混凝土鋪裝上不平整，沿行車方向存在含有一定長度凹槽； 產生原因：瀝青混凝土材料質量差。（一）橋面系常見病害與分析第36頁（8）擁包：瀝青混凝土鋪裝上存在隆起鼓包； 產生原因：鋪裝層與橋面板之間粘結強度不夠。（一）橋面系常見病害與分析第37頁瀝青混凝土鋪裝與混凝土鋪裝一樣，在橋面鋪裝存在有龜裂、橫向裂縫、縱向裂縫和坑槽。（一）橋面系常見病害與分析第38頁瀝青混凝土鋪裝上坑槽產生原因：瀝青混凝土中瀝青與骨料粘結力不夠。（一）橋面系常見病害與分析第

11、39頁2、橋面與道路連接處病害類型橋面與道路連接處接縫存在錯臺，接縫處橋面破損。產生原因：橋頭道路下沉。檢驗關鍵點：橋頭有顯著跳車現象。 （一）橋面系常見病害與分析第40頁 3、排水設施病害類型 泄水管堵塞， 產生原因為橋面垃圾積累未去除； 排水PC管破損，產生原因是PC管老化，質量差。 （一）橋面系常見病害與分析第41頁4、伸縮縫病害類型伸縮縫中堵塞，產生原因為橋面垃圾堆積未去除；橡膠條破裂，產生原因為橡膠條老化質量差，或施工安裝不妥；伸縮縫周圍混凝土破損，產生原因為伸縮縫安裝時兩接邊高差過大；（一）橋面系常見病害與分析第42頁5、人行道板病害類型人行道板裂縫、鋪砌破損，路緣石松動、殘缺；產

12、生原因：施工質量差（一）橋面系常見病害與分析第43頁6、護欄病害類型露筋與扶手脫落欄桿與扶手鋼筋銹蝕，產生原因為保護層太??；扶手斷裂或脫落， 產生原因施工或安裝質量差。（一）橋面系常見病害與分析第44頁7、防撞墻病害類型防撞墻裂縫，產生原因為施工不妥，或斷縫設置不合理，或防裂鋼筋配筋不足；鋼筋銹蝕，產生原因為保護層厚度薄，不滿足規(guī)范要求。（一）橋面系常見病害與分析第45頁（二）上部結構常見病害與分析1 、鋼筋混凝土板橋 鋼筋混凝土板橋常見病害主要是底板裂縫、露筋，接縫滲水。 鋼筋混凝土板裂縫有，即龜裂、橫向裂縫和縱向裂縫。 第46頁底板縱向裂縫，產生原因是因為板比較寬，為雙向受力狀態(tài)，故底板橫

13、向受力鋼筋布置不足。底板露筋，產生原因是橋下凈空高度小，受車輛擦傷致混凝土剝落。（二）上部結構常見病害與分析第47頁底板開裂，產生原因分析：該裂縫為橫向裂縫，位于跨中區(qū)域，同時有幾條裂縫，故該裂縫為受力裂縫，需要對施工工藝和承載能力做復核。底板滲水，產生原因分析：該橋底板中存在縱向裂縫造成滲水，則是底板橫向結構不足或施工底板厚度偏??；接縫處滲水則是澆注接縫混凝土不密實造成。（二）上部結構常見病害與分析第48頁2、鋼筋混凝土簡支T梁鋼筋混凝土簡支T梁常見病害為：梁肋豎向裂縫、斜向裂縫；T梁翼緣板鋼筋外露銹蝕與接縫滲水；橫隔板裂縫、露筋和其連接處混凝土剝落等。 對鋼筋混凝土簡支T梁產生裂縫進行分析

14、主要是要區(qū)分是荷載產生受力裂縫還是非荷載（如溫度、混凝土收縮等）產生非受力裂縫。檢驗關鍵點：繪制裂縫形態(tài)圖，即裂縫延伸走向，裂縫寬度和裂縫位置。如在梁肋兩側存在多條豎向裂縫，這些裂縫寬度展現中間大，兩端小，則該裂縫為非受力裂縫。 如在梁肋兩側存在多條豎向裂縫，梁肋底面也有橫向裂縫，裂縫形態(tài)展現為U字形，且裂縫寬度是下面大、上面小，則該裂縫為受力裂縫。（二）上部結構常見病害與分析第49頁裂縫原因分析：該梁肋一側在全跨范圍內分布有8條裂縫，不但跨中區(qū)域存在有裂縫，而且L/4區(qū)域也有裂縫；裂縫位于梁肋中部。依據該形態(tài)分析出該裂縫是由混凝土收縮產生裂縫。（二）上部結構常見病害與分析第50頁裂縫原因分析

15、：該梁肋側面存在豎向裂縫，位于梁肋下緣，且在梁肋底面也有橫向裂縫，裂縫形態(tài)呈U字形，故該裂縫為荷載作用產生受力裂縫。（二）上部結構常見病害與分析第51頁鋼筋混凝土翼緣板常見病害主要為翼緣板之間連接縫混凝土剝落、露筋，翼緣板存在裂縫，并有白色物質滲出。露筋、接縫滲水，產生原因：施工質量問題；混凝土剝落、裂縫，產生原因：翼緣板厚度偏薄。（二）上部結構常見病害與分析第52頁梁底混凝土剝落、露筋，產生原因分析：該梁在跨中幾個局部區(qū)域存在該病害，通常為橋下凈高不足，梁底受到車輛或船只撞擊產生。（二）上部結構常見病害與分析第53頁3 、預應力混凝土T梁橋 預應力混凝土T梁橋常見病害主要翼板連接質量和橫隔板

16、裂縫、露筋、破裂。通常全預應力混凝土構件是不允許出現受力裂縫。一旦出現受力裂縫則該構件必須進行加固處理。所以對全預應力混凝土構件裂縫判定非常主要。預應力混凝土T梁橋梁肋裂縫是否為受力裂縫，其判別標準與鋼筋混凝土基本相同。因為預應力混凝土T梁存在預壓應力，故通常非受力裂縫普通也不出現。當前預應力混凝土T梁橋病害大多為橫隔板連接質量病害。 （二）上部結構常見病害與分析第54頁 圖中預應力混凝土T梁橫隔板連接位置存在混凝土剝落、鋼筋外露病害，其產生原因是施工質量差。 圖中橫隔板連接為橋梁中剛性連接。（二）上部結構常見病害與分析第55頁4、鋼筋混凝土連續(xù)箱梁橋 鋼筋混凝土連續(xù)箱梁橋常見病害為箱體裂縫、

17、鋼筋銹蝕、混凝土剝落，翼緣板裂縫、鋼筋銹蝕、混凝土剝落。 箱體檢驗關鍵點為：（1）跨中區(qū)域在底板是否有橫向裂縫，其側面是否有從下向上豎向 裂縫；（2）在連續(xù)梁中間支點區(qū)域是否有從上向下豎向裂縫和斜向裂縫；（3）在連續(xù)梁兩端支點區(qū)域則是否有從下向上斜裂縫 。 上述這些裂縫是經典結構受力裂縫。 翼緣板檢驗關鍵點為： （1）翼緣板是否存在橫向裂縫； （2）翼緣板根部是否存在混凝土剝落； 翼緣板橫向裂縫普通為混凝土收縮裂縫，根部混凝土剝落則要檢驗橋面板是否在對應位置存在縱向裂縫。（二）上部結構常見病害與分析第56頁 圖中照片顯示跨中區(qū)域存在多條橫向裂縫，在其側面也有豎向裂縫。將這些橫向裂縫與豎向裂縫連

18、接一起呈U字形，故這些裂縫是經典受力裂縫，其產生原因為作用荷載產生。（二）上部結構常見病害與分析第57頁圖中顯示箱梁底板露筋與底板橫向裂縫滲水。顯然底板露筋是施工質量差造成；底板橫向裂縫則要視處于梁位置來分析，產生原因為荷載作用，或底板厚度偏薄。（二）上部結構常見病害與分析第58頁5、預應力混凝土箱梁橋 大跨度預應力混凝土箱梁橋截面是由頂板、底板、腹板和翼緣板組成。 預應力混凝土箱梁橋常見病害也主要是裂縫、混凝土剝落、露筋銹蝕 檢驗關鍵點是： （1）頂板縱橫向裂縫；（2）腹板跨中區(qū)域豎向裂縫和支點區(qū)域斜向裂縫 ；（3）底板縱橫向裂縫；（4）箱梁懸臂橋面板裂縫 ，（5）橫隔板豎斜向裂縫 ；（6）

19、箱梁混凝土剝落、露筋銹蝕 。（二）上部結構常見病害與分析第59頁 圖中為常見頂板縱向裂縫，該裂縫往往為通長裂縫，其位于頂板中部或兩端肋腋處。該裂縫產生原因普通為溫度作用引發(fā)，或荷載作用。（二）上部結構常見病害與分析第60頁 圖中為常見箱梁腹板斜裂縫，裂縫位于正負彎矩變號區(qū)域。產生原因是斜截面抗剪承載能力不足。（二）上部結構常見病害與分析第61頁 圖中為常見底板縱向裂縫，這種裂縫有多條，并為通長。其產生原因為底板厚度偏薄，混凝土收縮產生。（二）上部結構常見病害與分析第62頁 圖中為常見橫隔板上裂縫，其產生原因為過人洞上剪力過大，剪力傳遞中止造成局部應力集中產生。（二）上部結構常見病害與分析第63

20、頁 圖中為底板露筋病害，產生原因是施工過程中振搗不密實以及保護層偏薄。（二）上部結構常見病害與分析第64頁當前橋梁慣用支座為板式橡膠支座和盆式橡膠支座。其中簡支梁橋支座采取板式橡膠支座，連續(xù)梁橋支座采取盆式橡膠支座。1、板式橡膠支座板式橡膠支座常見病害是支座剪切變形大，支座脫空或局部脫空，支座老化外鼓、開裂和支座缺失等。2、盆式橡膠支座盆式橡膠支座常見病害是鋼盆銹蝕、錨固螺栓松動、銹蝕、橡膠磨損、垃圾堆積。（三）橋梁支座常見病害與分析 第65頁 圖片中板式橡膠支座剪切變形大，其產生原因是支座質量差，或支座厚度偏小。（三）橋梁支座常見病害與分析 第66頁 圖片中為板式橡膠支座局部脫空，該產生原因

21、為施工安裝不妥引發(fā)。（三）橋梁支座常見病害與分析 第67頁圖片中盆式橡膠支座鋼盆完全銹蝕，其原因是支座環(huán)境濕度大，或鋼盆防銹涂層質量差。（三）橋梁支座常見病害與分析 第68頁 橋梁下部結構是由橋臺、橋墩與基礎組成。 1、橋臺 鋼筋混凝土橋臺檢驗關鍵點是： （1）臺帽是否存在裂縫、混凝土脫落； （2）臺身是否存在縱橫向裂縫、露筋； （3）側墻是否存在裂縫或開裂； （4）擋塊是否損壞； 2、橋墩 鋼筋混凝土橋墩檢驗關鍵點是： （1）蓋梁是否存在裂縫、露筋以及擋塊是否被損壞； （2）立柱是否存在龜裂、豎向裂縫、橫向裂縫、露筋； （3）立柱是否被船只撞擊；（四）橋梁下部結構常見病害與分析 第69頁 圖

22、片為橋臺臺身豎向裂縫，其產生原因普通是混凝土收縮；臺身露筋，其產生原因為混凝土保護層偏薄。（四）橋梁下部結構常見病害與分析 第70頁 圖片橋臺翼墻開裂，其產生原因是臺后沉降或翼墻配筋不足；擋塊開裂，其產生原因是溫度作用造成梁體橫移。（四）橋梁下部結構常見病害與分析 第71頁 圖中蓋梁裂縫位于立柱頂端，裂縫從上向下延伸，為受力裂縫，其產生原因是荷載作用。（四）橋梁下部結構常見病害與分析 第72頁圖片中蓋梁露筋銹蝕，產生原因混凝土保護層偏薄。（四）橋梁下部結構常見病害與分析 第73頁圖片中立柱出現龜裂，其產生原因是施工養(yǎng)護不妥。（四）橋梁下部結構常見病害與分析 第74頁 圖片為立柱豎向裂縫，其產生原因是混凝土收縮過大，或鋼筋箍筋配箍率不足。（四）橋梁下部結構常見病害與分析 第75頁圖片中立柱露筋，其產生原因混凝土保護層薄，內部鋼筋銹脹。（四）橋梁下部結構常見病害與分析 第76頁圖片立柱被船擦傷，其原因為橋梁通航凈寬不足。（四）橋梁下部結構常見病害與分析 第77頁3、樁基位于水中樁基普通派遣潛水員在水下模測，或在枯水期間進行檢驗。樁基檢驗關鍵點是：（1）樁基是否在水流作用下被沖刷掏空，鋼筋銹蝕；（2）樁基是否傾斜、分層