一、概述
我國的公路建設近年來得到了迅速發展,通車裏程逐(zhú)年增多。另外隨著《新理念公路設計指南》的要求和國家對(duì)公(gōng)路環(huán)境保護要求的提高,許多公路建設項目為了(le)保護環境,增加了橋(qiáo)梁的數量,由於勘察設計深度不足(zú)、施工質量差等(děng)原因以及重建輕養的觀念,很多橋梁在運(yùn)營中就出現不同程度的病害;
另外一種(zhǒng)情況是在運營中,在原路麵上加鋪(pù)瀝(lì)青路麵,相應橋梁的恒載也隨之加(jiā)大,勢必影響橋梁的承載能(néng)力,橋梁的現有工作狀態(tài)和承載能力能否滿足要求也是一個值得研究的課題。
如(rú)果養護(hù)普(pǔ)查力度不足,沒有發現(xiàn)橋梁安全隱患,不能及時采取補救措(cuò)施,必然會引發安全事故(gù)。
二、橋(qiáo)梁(liáng)普(pǔ)查的基本思路及方法
橋梁養護普查的種類分為經常性(xìng)檢查、定期檢查和特殊檢(jiǎn)查三(sān)種。
(一)經常檢查:經常檢查主(zhǔ)要以目測方式配合簡單工具進行,每月至少進行(háng)一次,汛期應加強檢查。
主要對橋麵設(shè)施、上部(bù)結構、下部結構和附屬構造物的技術狀況進(jìn)行(háng)日常巡視檢查。對經常檢查中發現重要部(構)件明顯達到三、四、五(wǔ)類技術狀況的橋梁,應立即安排定期檢查。
(二)定期檢查:橋梁定期檢查主要以(yǐ)目測結合儀(yí)器檢查方式進行。其檢查周期一般不低於每三年一次,特(tè)殊結構橋梁應每年一次。
定期檢查由公路管理機構(或運營(yíng)公司)的專(zhuān)職橋梁養護工程(chéng)師負責,製定橋(qiáo)梁年度定期檢查計劃,組(zǔ)織(zhī)轄區內橋梁定期檢查工作,及時更新橋梁數據庫。
(三)特殊(shū)檢(jiǎn)查:特殊檢查應委托(tuō)有相應(yīng)資質和能力的單位實施。
特殊檢查應采用儀器設備,通過檢測或(huò)試驗的方法,並結合理論分析,對橋梁的缺損狀況(kuàng)、病害(hài)成(chéng)因(yīn)、承載能力或抗災能力作出科(kē)學明確的判定。並根據檢測(cè)結果提出針對性的維修處治措施建議。
通過橋梁檢(jiǎn)查,如(rú)果發現結構(gòu)存在較為嚴重(chóng)的缺陷或損傷,以致改變(biàn)結構的受力狀況或降低結構使(shǐ)用安全度(dù),則要進行荷(hé)載試驗,從而掌(zhǎng)握結構的(de)實際工作狀況和使用承載能(néng)力。
確定橋梁的技術狀態,以(yǐ)便采取相(xiàng)應的加固,改善(shàn)措施。橋梁在(zài)下列四種(zhǒng)情況下應作特殊檢查:
A.橋梁遭受(shòu)洪水、流水、漂流物、船舶撞(zhuàng)擊(jī)、滑坡、地震、風災和超重車輛自行通過之後,實施應(yīng)急(jí)檢查。
B.定期檢查(chá)中難以判斷損壞原因(yīn)及程度的橋梁。
C.要求提高載重等級的橋梁(liáng)(如加鋪瀝青(qīng)路麵)。
D.橋梁技術(shù)狀況為四類者。
我們日常對橋梁養護普查時,主要是先目(mù)視檢查(chá),對(duì)有缺(quē)陷的部位或結(jié)構再做特殊檢查。
目視檢查(chá)是指通過目力對結(jié)構物進行徹底的,視覺的和係統的檢查,評定(dìng)結(jié)構、構件破損(sǔn)和使用的總體狀態。
三、橋梁養護普查內容及主要儀器要求
主橋的目視(shì)檢查包(bāo)括如下內容:
①檢查橋梁結構是否有不正常變形。
②檢(jiǎn)查全橋混凝(níng)土有無風化、剝落、破損和裂縫。
③測試裂縫的長度、寬(kuān)度,並繪製裂縫圖(tú)。
④橡膠支座工作(zuò)是否正常,有無錯位,損傷。
⑤檢查墩台是否傾(qīng)斜、開裂和破損。
①采用超聲-回彈綜合法測試梁體的混凝土強度;
②利用超聲檢測法對橋梁出現裂(liè)縫的部位進行探傷,測量裂縫的(de)深度,用裂縫觀測儀測試裂縫(féng)的寬度,分析裂縫產生原因及對結構的影響(xiǎng)。
③采用鋼筋探測儀測試(shì)保(bǎo)護層(céng)厚度。
④測試混(hún)凝土碳化深度。
3、橋梁(liáng)養護普查主要儀器設備
液晶數顯裂縫觀測儀、回彈儀、NM-3B型混凝土非(fēi)破損(sǔn)檢測超聲儀(yí)、CM-9型鋼筋(jīn)直徑/保護層厚度探測儀、Leica-TC1800A型全站儀、高精度水準儀、CXY-1A鋼筋鏽蝕測量(liàng)儀及其他配件。
四、橋梁養(yǎng)護普查的要點分析
對不(bú)同(tóng)結構的(de)橋梁工程,其養護普查的重點和部位均有所不同。但是對現場(chǎng)的外觀檢查工作的主要內容仍能歸納成幾個方麵。
下麵逐一列出,以指導養護普查工作。
A、橋麵係的(de)外觀檢查(chá)
橋麵係的外觀調查,可以按橋麵係組(zǔ)成的四部分依次檢查。
(一)橋麵鋪裝的檢查
橋麵鋪裝(zhuāng)的外觀檢查首先是調查橋麵(miàn)鋪裝(zhuāng)的類型,然後調查鋪裝層(céng)存在的主要缺陷。
瀝青(qīng)橋麵鋪裝的主要病害有(yǒu):輕微裂(liè)縫(發狀或條狀)、嚴重裂縫(龜裂、縱、橫裂縫)、坑(kēng)槽、車轍、擁包、磨光和起皮等。
此外,瀝青橋麵鋪裝應保證(zhèng)足夠的平整而粗糙,過(guò)分光滑雨天易使車輛打滑。水泥混凝土橋麵鋪裝的主要病害有:裂縫(féng)、剝落、坑洞、磨光等。
關於(yú)橋麵(miàn)鋪裝缺陷與損傷的外觀檢查(chá)方法、項目、記錄格式及初步評定可(kě)參照《公(gōng)路養護技術規範中有關(guān)條文進行。
(二)伸縮縫裝置的檢查
伸縮縫設置(zhì)於梁端構造(zào)較弱部位,因直接承受車輛的反複荷載,故最易遭(zāo)受(shòu)破壞(huài)。
隨著(zhe)交通量的增大,重車增多,這些(xiē)老的伸縮縫裝置的破壞逐漸增多,如圖一示。
這不僅妨礙行駛性能,而(ér)且會發展到引起結構本身的破壞,如橋麵伸縮縫的損壞,使雨水向下滲漏從而影響梁(liáng)體端部結構和造成支座(zuò)鏽蝕等破壞。對於(yú)常見道路橋梁伸縮縫類型,伸縮縫裝置本身的破壞、損傷見表1所示(shì)。對伸縮縫(féng)裝置的檢查主要是目測,必要時應量測破損的範(fàn)圍,並在記錄中詳細描述。
常見(jiàn)的伸縮縫裝置破壞損傷情(qíng)況(kuàng)
(三)橋麵排水設(shè)施的(de)檢查
橋麵排水設施及橋麵鋪裝的缺陷,往(wǎng)往導致橋麵積水(shuǐ),引起車輛滑移,導致交通事(shì)故。
橋麵排水設施的缺陷,在(zài)降雨(yǔ)和化雪時表現得最顯著,因而對橋麵排水(shuǐ)設施缺陷(xiàn)的檢查最好在此季節進行。
橋麵積水往往會通過橋麵(miàn)鋪裝的裂縫等缺陷影響橋梁主要承重結構構件的耐久性能。
(四)護欄、扶手及人行道的檢查(chá)
主要檢查護欄、欄杆、扶手本身破壞情況以及相互連接處是否(fǒu)脫落,鋼製構(gòu)件是(shì)否鏽蝕、脫漆,對(duì)於人行道,檢查路緣石是否有破碎,人行道與橋麵板連接(jiē)的牢固程度等。
(五(wǔ))照(zhào)明設備、交通設施檢查
檢查燈具完整性,電路正常否,燈柱有無(wú)損壞、鏽蝕、變形、標誌、標線是(shì)否完整、清晰、有效。
B、橋梁上部結構的檢查
橋梁上部結構是橋梁(liáng)的主要承重(chóng)結構(gòu),它(tā)往往由許多基本構件(jiàn)組成,例如(rú)梁、板、拱肋(lèi)等。
因此對橋梁上部結構的檢查,就是(shì)對這些基本受力構件的工作狀況進行檢(jiǎn)查。具體檢查工作內容如下。
(一)基本受力構件缺陷及損傷檢查
根據橋梁結構形式、構件(jiàn)種類、建橋環境(jìng)、施工質量以及使用情況等不(bú)同,在基本構件上缺陷產生的部位(wèi)、種類和程度也不同。
對於混(hún)凝土公路橋上部結構(gòu)的基本構件,根據以往養護普查經驗,缺陷通常有混凝土開裂、剝離、斷麵破損、鋼筋外漏(lòu)及鏽蝕、混凝土(tǔ)本身(shēn)質量不足、異常變形、梁板濕接縫滲水、漏水等。
其表現為表麵裂縫、蜂窩、麻麵、空洞、露筋、剝落、遊離石灰、縫隙夾層等現象。
對於雙曲拱橋,應檢查橫係梁(板)上的裂縫情況,檢查與拱肋連接處是否有脫離現象,還(hái)應檢查拱肋和拱波接合處情況(kuàng)等等。
對(duì)於桁架拱橋,應檢(jiǎn)查橫隔板與主桁片、微彎(wān)板與主桁片的結合處情況等(děng)等。
對於連續剛構,應檢查支點、L/4、3L/4及跨中截麵是否有裂縫,跨中(zhōng)及掛孔(若有)是否下(xià)撓(náo)等。
對於簡支梁,如T梁和工字梁、箱型梁,主要檢查支點(diǎn)、L/4、3L/4及跨(kuà)中截麵是否有裂(liè)縫。
對於通(tōng)道主(zhǔ)要檢查輕型薄壁橋台裂(liè)縫、沉降縫錯位、板裂縫及漏水情況、翼牆推移錯(cuò)位。
對中(zhōng)小跨徑連續現澆箱梁(20m~30m),主要檢查裂縫,裂縫多發生在箱梁跨(kuà)中底板、腹板附近,底板預應力錨固附近局部範圍內出現拉應力易引起底板開裂;以及支點(diǎn)處頂板,若頂板開裂,雨季箱梁內必然積水,鋼筋和預應力束就又可能鏽蝕。
因此,在基本構件的檢(jiǎn)查中,一定(dìng)要細心觀察,發現缺陷後,應結合觀察到缺陷的種類、部位、範圍及嚴重程度,從設計、施工及使用(yòng)年限,使用狀態(tài)記錄出發,進行綜合(hé)分析,使之得(dé)到切合(hé)實際(jì)的初步判斷。
確定是否應該進行靜荷載和動荷載試驗,對橋梁進行綜合評估。
(二)、支座的檢(jiǎn)查(chá)
支座的病害(hài)主要(yào)有(yǒu):
1、支座本(běn)身:止浮裝置的損害;限製移動裝置(zhì)的損(sǔn)害;輥軸的偏移(yí)和下降;銷子和輥軸的破壞;支座構件裂痕;螺母鬆動;
帶(dài)頭螺(luó)栓固(gù)定螺栓的脫落(luò);滑動麵、滾動麵鏽死;下底板(bǎn)的破(pò)裂;各構件(jiàn)的腐蝕;插(chā)座相互間接(jiē)觸。
2、支座底板:錨栓切斷(duàn);填充砂漿裂縫;支座底板混凝土碎裂;支座墊(diàn)石(shí)壓壞、剝離,見圖(tú)四。因此,對橋(qiáo)梁支座的檢查應(yīng)進行以(yǐ)下幾個方麵(miàn)的內容:簡易墊層支座的油氈是否老化破裂;鋼板滑動支座和弧形支(zhī)座是否(fǒu)幹(gàn)澀、鏽蝕;擺式支座各部分相對位置是否正(zhèng)確,受力是否均勻,鋼筋混凝土立柱是否損壞;橡膠支座是(shì)否老化、變形,位置是否正確;滑(huá)動鋼盆橡膠支(zhī)座的固定螺(luó)栓有無剪斷破壞,螺母有無鬆動;活動支座是否靈活,實際位移是否正確;是否(fǒu)有對於滑(huá)動麵(miàn)、滾動麵夾雜塵埃和異物,以及防水裝置(zhì)和排水裝置等的缺陷而(ér)產生的漏水、溢水等。
(三)、橋梁墩台的檢查
橋梁墩台的檢查(chá)主要是墩台(tái)身缺陷及裂縫檢查,墩(dūn)台變位(沉降、位移、傾斜)的檢查。
對於鋼筋混凝土(tǔ)的墩(dūn)台身來講,比較常見的缺陷(xiàn)是混凝土的凍漲引起(qǐ)剝離、混凝土的風化、掉角及船隻碰撞造成(chéng)的表麵混凝土擦痕、露筋、支座下混凝土局部承壓而造成損壞;比較常見的裂縫形態是墩台身沿主筋方向的裂縫或沿(yán)箍筋的方向的裂縫、蓋梁上(shàng)與主筋方向垂直的豎向或斜裂縫。圖為廣(guǎng)東沿海某高速公路軟土地(dì)基上輕型薄壁(bì)橋台出現的裂縫。 對於軟土地基上先簡支後連續的橋梁,如果在檢查中發現伸縮縫寬度有變化,就應該檢查橋墩和橋台(tái)是否變形破壞,如圖五,是廣東沿海某高(gāo)速公路軟土地基上,橋台開挖檢查中(zhōng)發現的變形破壞裂縫(féng)照片。同時橋墩立柱推移變形與地(dì)麵之間有空隙(xì),見圖六,此時應該要開挖檢查立柱和樁基連接部位是否有剪切裂縫。
對於(yú)磚、石及混凝土的墩台身來(lái)講,比較常見的缺陷是砌體的砌縫砂(shā)漿風化、大體積混凝土內部的空洞(dòng)引起的破損等;比較常見的裂縫形態是墩台(tái)身(shēn)的網狀裂縫(féng)及(jí)豎向裂縫(沿墩台身高度方向(xiàng)發展延伸)。
橋梁墩台身缺陷(xiàn)及裂縫(féng)檢查,可(kě)以(yǐ)目測及裂縫觀測儀來完成(chéng)。
對於墩台的沉降(jiàng)、位移和傾斜情況的檢查,一般可以先由目測並結合橋梁(liáng)上部結構檢查進行(háng)初步(bù)判斷。
例如對於簡支梁橋,當上部結構檢查發(fā)現主梁在墩(dūn)頂傾斜、伸縮縫頂死的情況,可以(yǐ)初步判定橋墩可能有傾斜或不均(jun1)勻(yún)沉降;對(duì)於雙曲拱橋,當主拱圈檢查中發現拱頂下沉較多及主拱肋上有較多(duō)的徑向裂縫,那麽也可以初步(bù)認為橋台可能有水平位移存在。再(zài)進行(háng)詳細調查。橋梁墩台的(de)沉降量詳細檢驗用精密水準(zhǔn)儀測量,嚴格按國家一、二等水準測量規定進行,並應閉合在(zài)兩岸的永久水準點上。
觀測點(diǎn)一般選在墩台頂(dǐng)麵的兩端,其觀測(cè)標誌可用在墩台上埋置(zhì)的鉚釘頭(tóu)作(zuò)為水準觀測點。橋梁墩台的傾斜情況詳細檢查可以在墩台上設置固定的鉛垂線測(cè)點,用全站儀或(huò)吊垂球測定墩台傾斜度。 中小跨度橋梁墩台水(shuǐ)平(píng)位(wèi)移的觀測可用特製的鋼線尺固定拉力作懸(xuán)空丈量,直接將(jiāng)丈量結果與竣工資料比較。鋼線尺最好是(shì)銦鋼製成,以免(miǎn)氣溫變化的影(yǐng)響。
對於拱橋墩台水平位(wèi)移的檢查,可用如下方法:
1.若有完整的竣工資料,橋台水平位移可根(gēn)據小三角測量求得跨徑,與竣工時跨徑值比較得到;
2.若沒有竣工資料,則需要根據實測拱軸線取得拱頂(dǐng)的下沉量,扣除(chú)因設預拱度不夠而下沉得到的差值(zhí),再以此除以拱頂處推力(lì)影響線(xiàn)坐標(biāo),可以得到橋台的水平位移的估算值(zhí)。
(四)、橋梁基礎的檢查
對於墩台基礎的(de)檢查,主要指墩台基礎的(de)衝刷情況(kuàng)和缺陷情況的檢查
在水中的橋墩,因(yīn)為直(zhí)接(jiē)阻水,除了一般的(de)衝刷以外,還有局部衝刷,在橋墩處形成局部漏鬥形河床。當(dāng)河床為厚砂(shā)礫卵石層時,因水流帶動(dòng)砂礫石運動,會對鑽(zuàn)孔灌注樁造成(chéng)嚴重的磨損,甚至使樁(zhuāng)中鋼筋外(wài)露。特別是在地麵或低水位以下、凍結線以上(shàng)或衝刷線附近,基礎或墩身(shēn)常有(yǒu)環帶狀腐蝕,基(jī)礎周圍表麵鬆散(sàn),嚴(yán)重者使混凝土形成空洞。
對於混凝土或漿砌片石擴大基礎,主要缺陷是基礎(chǔ)鬆散(sàn)破(pò)裂和基礎下衝空。
當橋梁(liáng)墩台有(yǒu)傾斜、位移或在活(huó)載作用下墩頂位移(yí)較大時,往往可能是基礎有病害,應進行挖探(tàn)檢查:在河床無水(shuǐ)或淺水墩台,可設(shè)圍堰防水直(zhí)接挖至基礎檢查;對於流速不(bú)大的深水墩台,可用圍堰、封底(dǐ)進行(háng)抽水進行檢查。
另外還有激光探測和振動檢查方法,可以用來檢查墩台基礎中裂縫、斷裂(liè)、衝空等病害。
建立在天然地基上的淺基礎常見的病害有:埋置深度淺、易受衝刷而掏空;埋置深度不足,受凍害影響;地基不(bú)穩定,易產生滑移或傾斜。
建立在岩石(shí)上的(de)基(jī)礎常見的病害有:基礎置於(yú)風化石層上,風(fēng)化部分未處理好,經水流衝刷而掏空或懸空;受地震(zhèn)時的剪切作用,易(yì)產(chǎn)生裂縫。
總之,橋梁養護普查(chá)不是一朝一夕的事,要按(àn)計劃科學有(yǒu)序地進行。一(yī)種病害的(de)發生往往引起連鎖反應,其它病害也會隨之而來。
因此,在對(duì)橋梁進行養護管理時,時常檢查,對出(chū)現的細(xì)微異(yì)常現(xiàn)象引起注意,細致觀察,詳細記錄。
五、加強橋(qiáo)梁養護管理的幾點建議(yì)
1、“重(chóng)建輕養”一直是困(kùn)擾公路橋(qiáo)梁養護的一大瓶頸,希望各養護(hù)部門能(néng)引起高度重視,並按通知(zhī)要(yào)求進行落實。
2、加強(qiáng)人員的培訓。橋梁是一種專業性、技術性較(jiào)複雜的建築物,由於目前一部分公路養護管理單位在橋(qiáo)梁養護方麵缺乏專門的(de)技術人員(yuán)和技術工人,配備人員橋梁養護管理方麵(miàn)的知識,專業技(jì)術也是(shì)比(bǐ)較缺(quē)乏的。
另外建議各地養護管理機構經常地進行總結交流,以確保橋梁養(yǎng)護管理水平的提高。為了改變上述狀況,有必要加強對各級公路管理部門技術(shù)幹部、技術工人的培訓工作。
通過技(jì)術培訓提高(gāo)對橋梁養護管理的認識水(shuǐ)平,掌握橋梁檢查、檢測維修及加固的一(yī)些基本方法(fǎ)。
3、加(jiā)強對橋梁檢查檢(jiǎn)測設備的(de)配備工作。橋梁的檢查檢測要對橋梁的上部結構、附屬構造物進行觀察、測量,沒有專業的設(shè)備和儀器是做不好(hǎo)這項工作的(de)。
尤其是對定期檢(jiǎn)查和特殊檢查需要的(de)設備、儀器(qì)要盡(jìn)快(kuài)配備,使檢(jiǎn)查的手(shǒu)段現代化,才能真正發揮其應有的作用(yòng)。