常見橋梁病害及橋梁加固的探討
2011-07-18 來源:網(wǎng)絡(luò)
隨著交通運(yùn)輸事業(yè)的發(fā)展,交通運(yùn)輸量大幅度增長(zhǎng),行車密度及車輛載重越來越大,尤其是拖掛運(yùn)輸、集裝箱運(yùn)輸、個(gè)體戶載重貨物運(yùn)輸?shù)戎匦蛙囕v日益巨增,特種工程車如礦山運(yùn)載車、大型平板車亦不時(shí)出現(xiàn)?,F(xiàn)有公路橋梁中相當(dāng)一部分,特別是年代較遠(yuǎn)的低等級(jí)載荷橋,已遠(yuǎn)遠(yuǎn)不能滿足使用上的要求。
至目前,我國(guó)公路通車?yán)锍桃堰_(dá)175.8萬公里,高速公里路程達(dá)2.58萬公里,躍居世界第二,建成的永久性橋梁在29萬座以上,1982年以前建成的橋梁約13.6萬座,大部分是按1972年以前部頒標(biāo)準(zhǔn)建造。絕大部分已滿足不了當(dāng)前使用上的要求,成為三、四類橋梁。
對(duì)于三、四類橋梁則必須進(jìn)行維修加固。否則即是一半新建,其耗資也是巨大的;八十年代的美國(guó)估算,40%的病危橋梁重建,耗資亦需3000億美元,造成不可能實(shí)現(xiàn)的情況。因而,加強(qiáng)橋梁養(yǎng)護(hù)、維修及病危橋梁的加固,力求充分利用,延長(zhǎng)其使用壽命,以滿足交通運(yùn)輸發(fā)展的需要。依國(guó)內(nèi)外所積累的經(jīng)驗(yàn)表明,舊橋加固所需資金為同期新建橋梁的10~30%左右,所以說,適時(shí)合理地加固舊有橋梁,其經(jīng)濟(jì)效益是十分顯著的。
此外,現(xiàn)有橋梁往往需要應(yīng)對(duì)特殊載荷的需求,一個(gè)特大構(gòu)件的運(yùn)輸,新建一條臨時(shí)便道的投資很大,沿已有道路運(yùn)輸雖則方便,但橋涵的通行能力便成了控制因素,為了安全可靠地利用已有公路,則對(duì)橋涵進(jìn)行檢查,施行臨時(shí)加固,采取科學(xué)對(duì)策是十分重要的。
因而,正確掌握既有道路上所有橋涵的結(jié)構(gòu)形式、力學(xué)性能、現(xiàn)有狀態(tài)、潛在能力、安全儲(chǔ)備是很必要的。一則依可支配資金合理分配,及早進(jìn)行橋梁的健康診治;二則依交通流的增長(zhǎng),發(fā)展及早適時(shí)的安排后續(xù)工程;其次以應(yīng)對(duì)突發(fā)事件(重型超設(shè)計(jì)載荷、地震、風(fēng)災(zāi)、洪水、車輛船舶撞擊等),采取措施及時(shí)處理。為此,應(yīng)建立一整套現(xiàn)有橋梁管理系統(tǒng),掌握現(xiàn)有橋梁性能,進(jìn)行現(xiàn)代化管理。以提高其決策的科學(xué)性、正確性、及時(shí)性。
一、橋梁檢查的目的和意義
1、檢定現(xiàn)有橋梁的實(shí)際承載能力,為橋梁的使用及維修加固提供必要的依據(jù)
近年來隨著我國(guó)工業(yè)化進(jìn)程的加快,特大型工業(yè)設(shè)備運(yùn)輸、集裝箱運(yùn)輸、礦山特種車輛及私自改裝重型車輛的運(yùn)行,都給現(xiàn)有橋梁的安全使用造成威脅。原來按舊標(biāo)準(zhǔn)規(guī)定的荷載等級(jí)設(shè)計(jì)建造的橋梁,由于交通量的不斷增加,加之前述重型車輛的頻繁出現(xiàn),更是造成這些橋梁雪上加霜?,F(xiàn)有道路上的橋梁由于營(yíng)運(yùn)使用多年,主要部位出現(xiàn)缺陷,如裂縫、錯(cuò)位、沉降等,通過對(duì)現(xiàn)有橋梁進(jìn)行檢查,了解其各部位損壞的程度,核定其承載能力,為橋梁的維修加固提供必要的依據(jù)。
另外,當(dāng)橋梁遭受特大災(zāi)害時(shí),如因地震、洪水等而受到嚴(yán)重?fù)p壞或在建造、使用過程中發(fā)生嚴(yán)重缺陷(如質(zhì)量事故、過度的變形和嚴(yán)重裂縫以及意外的撞擊受損斷裂等),均須通過對(duì)其檢查,核定其承載能力。為橋梁的管養(yǎng)提供可靠依據(jù)。
2、建立和積累必要的技術(shù)資料,建立橋梁養(yǎng)護(hù)數(shù)據(jù)庫
現(xiàn)有橋梁大多資料不全,尤其是年代久遠(yuǎn)的橋梁,更是缺乏資料,需要通過檢查,重新建立和積累技術(shù)資料,系統(tǒng)地收集這些橋梁技術(shù)數(shù)據(jù),建立橋梁數(shù)據(jù)庫,為加強(qiáng)科學(xué)管理和提高橋梁管養(yǎng)技術(shù)水平提供必要條件,并能指導(dǎo)今后的橋梁養(yǎng)護(hù)、加固、與維修工作。
3、檢驗(yàn)橋梁的結(jié)構(gòu)質(zhì)量,確定工程的可靠度,推動(dòng)和發(fā)展舊橋評(píng)定及新結(jié)構(gòu)的計(jì)算理論
通過對(duì)現(xiàn)有橋梁的檢查,對(duì)于一些重要的大橋或特大橋梁,在建成之后,可評(píng)定其設(shè)計(jì)及施工質(zhì)量,確定工程的可靠度;對(duì)采用新型結(jié)構(gòu)的橋梁,可驗(yàn)證理論的實(shí)踐性和可靠性,進(jìn)一步發(fā)現(xiàn)問題,總結(jié)經(jīng)驗(yàn),以便對(duì)結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)理論及結(jié)構(gòu)形式加以改進(jìn),使其更臻完善;對(duì)經(jīng)過維修加固的橋梁,可檢驗(yàn)維修加固質(zhì)量,并驗(yàn)證加固方案的合理性與可靠性。
通過檢查,還可了解橋梁實(shí)際受力狀態(tài),判斷結(jié)構(gòu)的安全承載能力和使用條件。
二、橋梁檢查種類
橋梁檢查的種類分為經(jīng)常性檢查、定期檢查和特殊檢查三種。
經(jīng)常性檢查由路段檢查人或橋梁養(yǎng)護(hù)人員進(jìn)行巡視檢查。目的是確保橋梁結(jié)構(gòu)功能正常,使結(jié)構(gòu)能得到及時(shí)的養(yǎng)護(hù)和緊急處治,對(duì)一些重大問題作出報(bào)告。該項(xiàng)檢查的特點(diǎn)是檢查人員有機(jī)會(huì)在各種天氣情況下對(duì)橋梁進(jìn)行觀察。
定期檢查是對(duì)橋梁結(jié)構(gòu)的質(zhì)量狀況進(jìn)行定期跟蹤的全面檢查。通常是依靠富有經(jīng)驗(yàn)專職橋梁檢查工程師,以目視觀察為主,輔以必要的工具、常規(guī)測(cè)量?jī)x器、照相機(jī)和其他器材等手段,實(shí)地判斷病害原因,作出質(zhì)量狀況評(píng)分,并估計(jì)需要維修的范圍及方法,或提出限制交通的建議。對(duì)需要進(jìn)一步查明原因或繼續(xù)觀察的缺損部件,提出特殊檢查或下次檢查的時(shí)間要求。
特殊檢查是因各種特殊原因由專家們依據(jù)一定的物理、化學(xué)無破損檢驗(yàn)手段對(duì)橋梁進(jìn)行的全面察看、測(cè)強(qiáng)和測(cè)缺,旨在找出損壞的明確原因、程度和范圍,分析損壞所造成的后果以及潛在缺陷可能給結(jié)構(gòu)帶來的危險(xiǎn)。通常在下列四種情況下需對(duì)橋梁進(jìn)行特殊檢查:(1)有必要使用特殊設(shè)備或?qū)iT技術(shù)對(duì)定期檢查作補(bǔ)充時(shí);(2)在進(jìn)行復(fù)雜和昂貴的維修前,須查出定期檢查中未能發(fā)現(xiàn)的損壞情況時(shí);(3)在發(fā)生特殊事件后,如地震、洪水災(zāi)害、采空區(qū)塌陷、巖溶損害、撞擊事故和超重車輛過橋后;(4)需要使用特殊儀器需作特別詳細(xì)記錄的檢查,擬評(píng)定結(jié)構(gòu)實(shí)際狀況時(shí)。特殊檢查一般由現(xiàn)場(chǎng)檢查和實(shí)驗(yàn)室測(cè)試分析兩大部分組成。
三、橋梁現(xiàn)場(chǎng)病害的檢查
橋梁結(jié)構(gòu)的使用效能及耐用年限,主要由設(shè)計(jì)、施工和所用材料質(zhì)量而定。由于設(shè)計(jì)、施工和材料可能存在某些缺陷,這些缺陷使橋梁結(jié)構(gòu)在先天上存在著某些薄弱點(diǎn)。另外,橋梁在營(yíng)運(yùn)使用中又會(huì)受到不可避免的人為損傷及各種大自然侵蝕,帶來后天病害。先天缺陷和后天病害的不利影響往往疊加在一起,再遇上荷載和外力的臨界組合,很容易使橋梁發(fā)生不可預(yù)見的損壞。一處或某幾處局部的損壞又可能產(chǎn)生連鎖反應(yīng),波及到更多的位置,發(fā)展成更大的損壞,乃至危及橋梁的安全。所以,橋梁檢查就是要及時(shí)發(fā)現(xiàn)早期病害,在尚未出現(xiàn)更大損傷之前就能采取維修養(yǎng)護(hù)措施,以控制病害發(fā)展或把病害清除,從而確保橋梁的正常使用。
要及時(shí)發(fā)現(xiàn)橋梁結(jié)構(gòu)的病害,就必須對(duì)橋梁進(jìn)行檢查。橋梁結(jié)構(gòu)的檢查,是保證橋梁正常使用、進(jìn)行維修加固的重要依據(jù)。沒有正規(guī)的檢查就不可能有合理的維修。病害發(fā)現(xiàn)得越早,維修工作量就越?。话l(fā)現(xiàn)得越晚,維修工作量就越大。檢查不及時(shí)或不充分就有可能使橋梁病害得不到發(fā)現(xiàn)而潛藏著隱患。因此,檢查橋梁結(jié)構(gòu)的目的在于隨時(shí)掌握結(jié)構(gòu)的技術(shù)狀況和安全狀態(tài),總結(jié)設(shè)計(jì)、施工、使用和維修的經(jīng)驗(yàn)和教訓(xùn),檢定現(xiàn)有橋梁的承載能力和通行能力;指導(dǎo)對(duì)橋梁的正確使用、管理與維修等。
舊橋現(xiàn)場(chǎng)的外觀調(diào)查是通過橋梁檢查人員的目測(cè)及有關(guān)量測(cè)儀器對(duì)橋梁進(jìn)行全面細(xì)致的檢查,以便發(fā)現(xiàn)橋梁的缺陷或損傷的外部跡象,并分析其產(chǎn)生的原因。同時(shí)要測(cè)量橋梁主要承重結(jié)構(gòu)構(gòu)件的實(shí)際幾何尺寸。對(duì)于鋼筋混凝土橋梁,還要檢查鋼筋布置情況以及混凝土材料的有關(guān)性能。
盡管道路橋梁的結(jié)構(gòu)形式較多,但是對(duì)舊橋現(xiàn)場(chǎng)的外觀調(diào)查工作的主要內(nèi)容仍能歸納成幾個(gè)方面。
(一)、橋面系的外觀檢查
橋面系的外觀調(diào)查,可以按橋面系組成的四部分依次檢查。
一、橋面鋪裝的檢查
橋面鋪裝的功能是使車輛安全而舒適地行駛。當(dāng)橋面鋪裝產(chǎn)生病害后,會(huì)產(chǎn)生如下后果:
1、鋪裝粗糙度不足或鋪裝層脫落,容易引起大的交通事故;
2、由于橋面鋪裝不平整等引起汽車車輛對(duì)橋梁的沖擊效應(yīng)增大,使橋面板等結(jié)構(gòu)的耐久性降低;
3、在伸縮縫的前后,橋梁鋪裝層與伸縮縫裝置之間的高低差不僅促使鋪裝本身的破壞,而且會(huì)促使伸縮縫裝置的破壞。
作為橋面鋪裝的外觀檢查首先是調(diào)查橋面鋪裝的類型,然后調(diào)查鋪裝層存在的主要缺陷。
瀝青橋面鋪裝的主要病害有:輕微裂縫(發(fā)狀或條狀)、嚴(yán)重裂縫(龜裂、縱、橫裂縫)、坑槽、車轍、擁包、磨光和起皮等。此外,瀝青橋面鋪裝應(yīng)保證足夠的平整而粗糙,過分光滑雨天易使車輛打滑。
水泥混凝土橋面鋪裝的主要病害有:裂縫、剝落、坑洞、磨光等。
關(guān)于橋面鋪裝缺陷與損傷的外觀檢查方法、項(xiàng)目、記錄格式及初步評(píng)定可參照《公路養(yǎng)護(hù)技術(shù)規(guī)范(JTJ073-96)》中有關(guān)條文進(jìn)行。
二、伸縮縫裝置的檢查
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。隨著交通量的增大,重車增多,這些老的伸縮縫裝置的破壞逐漸增多。這不僅妨礙行駛性能,而且會(huì)發(fā)展到引起結(jié)構(gòu)本身的破壞,如橋面伸縮縫的損壞,使水向下滲漏從而影響梁體端部結(jié)構(gòu)和造成支座銹蝕等破壞。
伸縮縫裝置的損壞往往還會(huì)引起駕駛員心理上不快,從而可能引發(fā)駕駛事故。
各種伸縮縫裝置一般具有的缺陷往往表現(xiàn)在伸縮縫本身的破壞損傷、錨固件損壞、接頭周圍部位后鋪筑料的剝落、凹凸不平等等,這些缺陷也成為伸縮縫處漏水的原因,從而加速支座和結(jié)構(gòu)本身的惡化。
對(duì)于常見道路橋梁伸縮縫類型,伸縮縫裝置本身的破壞損傷見下表所示。
究其原因,不外乎有以下幾個(gè)方面:
1、設(shè)計(jì)方面:橋面板板端剛度不足;伸縮縫裝置本身剛度不足;伸縮裝置錨固構(gòu)件強(qiáng)度不足;過大的伸縮量;后澆筑填料選擇有誤;伸縮量計(jì)算有誤。
2、施工方面:橋面板間伸縮間距的施工誤差;后澆筑料的管理不良;伸縮裝置安裝得不好;橋面板澆筑不良;支承臺(tái)做得不好。
3、其他因素:車輛荷載及頻率加大;橋面板老化;后澆筑填料老化;橋頭前后橋面凸凹不平;橋面清掃不徹底;支座、橋墩異常;災(zāi)害事態(tài)發(fā)生。
對(duì)伸縮縫裝置的檢查主要是目測(cè),必要時(shí)應(yīng)量測(cè)破損的范圍,并在記錄中詳細(xì)描述。
三、橋面排水設(shè)施的檢查
橋面排水設(shè)施及橋面鋪裝的缺陷,往往導(dǎo)致橋面積水,引起車輛滑移,導(dǎo)致交通事故。
橋面排水設(shè)施的缺陷,在降雨和化雪時(shí)表現(xiàn)得最顯著,因而對(duì)橋面排水設(shè)施缺陷的檢查最好在此時(shí)進(jìn)行。
橋面排水設(shè)施不良,除設(shè)計(jì)上可能考慮不周外,主要是排水設(shè)施本身被破壞以及塵土、樹葉、淤泥等堵塞排水設(shè)施,以致不能正常排水。
橋面積水往往會(huì)通過橋面鋪裝的裂縫等缺陷影響橋梁主要承重結(jié)構(gòu)構(gòu)件的耐久性能。
四、欄桿、扶手及人行道的檢查
主要檢查欄桿、扶手本身破壞情況以及相互連接處是否脫落,鋼制構(gòu)件是否銹蝕、脫漆,對(duì)于人行道,檢查路緣石是否有破碎,人行道與橋面板連接的牢固程度,等等。
橋梁的橋面系狀況直接與行車、行人的安全和適用性能有關(guān),同時(shí)橋面系中存在的缺陷也會(huì)促使橋梁主要結(jié)構(gòu)構(gòu)件工作性能的惡化。因而對(duì)它的外觀檢查還得與橋下的檢查緊密結(jié)合起來,才能取得較好的效果。
五、照明設(shè)備、交通設(shè)施檢查
檢查燈具完整性,電路正常否,燈柱有無損壞、銹蝕、變形、標(biāo)志、標(biāo)線是否完整、清晰、有效。
(二)、橋梁上部結(jié)構(gòu)的檢查
橋梁上部結(jié)構(gòu)是橋梁的主要承重結(jié)構(gòu),它往往由許多基本構(gòu)件組成,例如梁、板、拱肋(片)等。因此對(duì)橋梁上部結(jié)構(gòu)的檢查,就是對(duì)這些基本受力構(gòu)件的工作狀況進(jìn)行檢查。具體檢查工作內(nèi)容如下。
一、基本受力構(gòu)件缺陷及損傷檢查
根據(jù)橋梁結(jié)構(gòu)形式、構(gòu)件種類、建橋環(huán)境、施工質(zhì)量以及使用情況等不同,在基本構(gòu)件上缺陷產(chǎn)生的部位、種類和程度也不同。對(duì)于混凝土公路橋上部結(jié)構(gòu)的基本構(gòu)件,缺陷通常有混凝土開裂、剝離、斷面破損、鋼筋外漏及銹蝕、混凝土本身質(zhì)量不足、異常變形等。其表現(xiàn)為表面裂縫、蜂窩、麻面、空洞、露筋、剝落、游離石灰、縫隙夾層等現(xiàn)象。
以鋼筋混凝土橋面板損傷破壞為例,說明其損害原因。
1、橋面板斷裂。大多因?yàn)椋?)作用的車輛荷載過大。隨著近年來汽車的大型化,載重增加以及超載違章車輛的增加,對(duì)橋面板有很大影響的單車重力或輪荷載已超過了現(xiàn)有橋梁的設(shè)計(jì)荷載等級(jí)。(2)沖擊影響。由于橋臺(tái)下沉致使路橋接合處或由于伸縮縫的損壞等原因而出現(xiàn)高差,車輪經(jīng)過時(shí)產(chǎn)生較大沖擊力。
2、橋面板碎裂。大多因?yàn)榛炷良?jí)配和施工質(zhì)量不好而造成強(qiáng)度不足、蜂窩麻面等缺陷,從而致使荷載作用下產(chǎn)生破壞。
3、由鋼筋銹蝕而引起的抗彎強(qiáng)度不足遭到的破壞。橋面板裂縫,雨水下滲,從而鋼筋再次銹蝕,加劇其損害,形成惡性循環(huán)。
4、橋面板剛度不夠而引起的裂縫。由于橋面板較薄,因此在車輪荷載作用下容易引起較大的變形以致產(chǎn)生較大的裂縫。
5、由主梁的影響而引的破壞。(1)連續(xù)梁橋、懸臂梁橋、桁架拱的橋面板由于主梁上部在荷載作用下(或基礎(chǔ)沉降)產(chǎn)生負(fù)彎矩或拉力,從而會(huì)出現(xiàn)裂縫,此類裂縫往往會(huì)反射到橋面。(2)主梁的不均勻沉降。由于基礎(chǔ)的不均勻沉降導(dǎo)致主梁沉降,由此影響到橋面,多出現(xiàn)縱向裂縫。
6、拱橋或箱梁(槽形梁)橋梁結(jié)構(gòu)中采用小拱板或空心板做橋面板時(shí),由于小拱板或預(yù)制的空心板強(qiáng)度不足或施工不良,與主梁連接不好,而引起板的折裂、破損、甚至掉落,形成空洞。
對(duì)于公路混凝土橋梁,由于某一缺陷日積月累的變化,加上環(huán)境影響,有擴(kuò)大的危險(xiǎn)。另外,在混凝土公路橋梁中,缺陷和原因不是一一對(duì)應(yīng)的,不少情況是某一個(gè)原因?yàn)檎T發(fā)源,其它則多為促進(jìn)缺陷發(fā)展的原因。
因此,在基本構(gòu)件的檢查中,一定要細(xì)心觀察,發(fā)現(xiàn)缺陷后,應(yīng)結(jié)合觀察到缺陷的種類、部位、范圍及嚴(yán)重程度,從設(shè)計(jì)、施工及使用年限,使用狀態(tài)記錄出發(fā),進(jìn)行綜合分析,使之得到切合實(shí)際的初步判斷。
二、基本構(gòu)件的橫向聯(lián)系檢查
橋梁上部結(jié)構(gòu)的整體性是靠基本構(gòu)件的橫向聯(lián)系來保證。
對(duì)于起橫向聯(lián)系的構(gòu)件狀況檢查一般包括它們本身狀況檢查及它們與基本構(gòu)件連接狀況的檢查。
對(duì)于梁式橋的橫隔板,應(yīng)檢查橫隔板上的缺陷及裂縫情況,還應(yīng)檢查連接鋼板是否外露、有無銹蝕現(xiàn)象等等。
對(duì)于雙曲拱橋,應(yīng)檢查橫系梁(板)上的裂縫情況,檢查與拱肋連接處是否有脫離現(xiàn)象,還應(yīng)檢查肋和波接合處情況等等。
對(duì)于桁架拱橋,應(yīng)檢查橫隔板與主桁片、微彎板與主桁片的結(jié)合處情況等等。
三、基本受力構(gòu)件及幾何縱軸線的檢查
一般量測(cè)基本構(gòu)件的實(shí)際長(zhǎng)度及截面尺寸。構(gòu)件連接處的完整性及線形,可以采用隨機(jī)抽樣調(diào)查方法進(jìn)行。
基本受力構(gòu)件的變形(下?lián)吓で鷤?cè)屈、位移等)及裂縫調(diào)查應(yīng)重點(diǎn)深入。
基本構(gòu)件縱軸線的檢查,對(duì)梁式橋,指的是主梁縱軸線向下?lián)锨臏y(cè)量;對(duì)于拱橋,指的是主拱圈實(shí)際拱軸線形狀及拱頂變形量的測(cè)量?;緲?gòu)件縱軸線的檢查可以通過外表目測(cè),發(fā)現(xiàn)有明顯變形時(shí),再用精密儀器測(cè)量。
(三)、支座的檢查
梁式橋支座的作用,主要是將上部結(jié)構(gòu)重量及車輛荷載傳遞給墩臺(tái),并完成梁體所需要的變形。
支座上存在的缺陷往往會(huì)造成橋梁上部結(jié)構(gòu)和墩臺(tái)的工作不良,造成較弱部位的某些損傷。
支座的病害大體有:
1、支座本身:止浮裝置的損害;限制移動(dòng)裝置的損害;輥軸的偏移和下降;銷子和輥軸的破壞;支座構(gòu)件裂痕;螺母松動(dòng);帶頭螺栓固定螺栓的脫落;滑動(dòng)面、滾動(dòng)面銹死;下底板的破裂;各構(gòu)件的腐蝕;插座相互間接觸。
2、支座底板:錨栓切斷;填充砂漿裂縫;支座底板混凝土碎裂;支座墊石壓壞、剝離。
因此,對(duì)橋梁支座的檢查應(yīng)進(jìn)行以下幾個(gè)方面的內(nèi)容:
1、簡(jiǎn)易墊層支座的油氈是否老化破裂;
2、鋼板滑動(dòng)支座和弧形支座是否干澀、銹蝕;
3、擺式支座各部分相對(duì)位置是否正確,受力是否均勻,鋼筋混凝土立柱是否損壞;
4、橡膠支座是否老化、變形,位置是否正確;
5、滑動(dòng)鋼盆橡膠支座的固定螺栓有無剪斷破壞,螺母有無松動(dòng);
6、活動(dòng)支座是否靈活,實(shí)際位移是否正確;
7、是否有對(duì)于滑動(dòng)面、滾動(dòng)面夾雜塵埃和異物,以及防水裝置和排水裝置等的缺陷而產(chǎn)生的漏水、溢水等。
(四)、橋梁墩臺(tái)的檢查
橋梁墩臺(tái)的檢查主要是墩臺(tái)身缺陷及裂縫檢查,墩臺(tái)變位(沉降、位移、傾斜)的檢查。
對(duì)于鋼筋混凝土的墩臺(tái)身來講,比較常見的缺陷是混凝土的凍漲引起剝離、混凝土的風(fēng)化、掉角及船只碰撞造成的表面混凝土擦痕、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(tài)是墩臺(tái)身沿主筋方向的裂縫或沿箍筋的方向的裂縫(這些裂縫一般數(shù)量不多)、蓋梁上與主筋方向垂直的豎向裂縫。
對(duì)于磚、石及混凝土的墩臺(tái)身來講,比較常見的缺陷是砌體的砌縫砂漿風(fēng)化、大體積混凝土內(nèi)部的空洞引起的破損等;比較常見的裂縫形態(tài)是墩臺(tái)身的網(wǎng)狀裂縫及豎向裂縫(沿墩臺(tái)身高度方向發(fā)展延伸)。
橋梁墩臺(tái)身缺陷及裂縫檢查,可以采用目測(cè)或借助于一些工具(例如用小錘輕敲以檢查表面風(fēng)化程度、剝落情況及內(nèi)部空洞,用讀數(shù)顯微鏡檢查裂縫最大寬度等)來完成。
對(duì)于墩臺(tái)的沉降、位移和傾斜情況的檢查,一般可以先由目測(cè)并結(jié)合橋梁上部結(jié)構(gòu)檢查進(jìn)行初步判斷。例如對(duì)于簡(jiǎn)支梁橋,當(dāng)上部結(jié)構(gòu)檢查發(fā)現(xiàn)主梁在墩頂傾斜、伸縮縫頂死的情況,可以初步判定橋墩可能有傾斜或不均勻沉降;對(duì)于雙曲拱橋,當(dāng)主拱圈檢查中發(fā)現(xiàn)拱頂下沉較多及主拱肋上有較多的徑向裂縫,那么也可以初步認(rèn)為橋臺(tái)可能有水平位移存在。再進(jìn)行詳細(xì)調(diào)查。
橋梁墩臺(tái)的沉降量詳細(xì)檢驗(yàn)用精密水準(zhǔn)儀測(cè)量,嚴(yán)格按國(guó)家一、二等水準(zhǔn)測(cè)量規(guī)定進(jìn)行,并應(yīng)閉合在兩岸的永久水準(zhǔn)點(diǎn)上。觀測(cè)點(diǎn)一般選在墩臺(tái)頂面的兩端,其觀測(cè)標(biāo)志可用在墩臺(tái)上埋置的鉚釘頭作為水準(zhǔn)觀測(cè)點(diǎn)。
橋梁墩臺(tái)的傾斜情況詳細(xì)檢查可以在墩臺(tái)上設(shè)置固定的鉛垂線測(cè)點(diǎn),用全站儀或吊垂球測(cè)定墩臺(tái)傾斜度。
中小跨度橋梁墩臺(tái)水平位移的觀測(cè)可用特制的鋼線尺固定拉力作懸空丈量,直接將丈量結(jié)果與竣工資料比較。鋼線尺最好是銦鋼制成,以免氣溫變化的影響。
對(duì)于拱橋墩臺(tái)水平位移的檢查,可用如下方法:
1.若有完整的竣工資料,橋臺(tái)水平位移可根據(jù)小三角測(cè)量求得跨徑,與竣工時(shí)跨徑值比較得到;
2.若沒有竣工資料,則需要根據(jù)實(shí)測(cè)拱軸線取得拱頂?shù)南鲁亮浚鄢蛟O(shè)預(yù)拱度不夠而下沉得到的差值,再以此除以拱頂處推力影響線坐標(biāo),可以得到橋臺(tái)的水平位移的估算值。
(五)、橋梁基礎(chǔ)的檢查
對(duì)于墩臺(tái)基礎(chǔ)的檢查,主要指墩臺(tái)基礎(chǔ)的沖刷情況和缺陷情況的檢查。
在水中的橋墩,因?yàn)橹苯幼杷艘话愕臎_刷以外,還有局部沖刷,在橋墩處形成局部漏斗形河床。當(dāng)河床為厚砂礫卵石層時(shí),因水流帶動(dòng)砂礫石運(yùn)動(dòng),會(huì)對(duì)鉆孔灌注樁造成嚴(yán)重的磨損,甚至使樁中鋼筋外露。特別是在地面或低水位以下、凍結(jié)線以上或沖刷線附近,基礎(chǔ)或墩身常有環(huán)帶狀腐蝕,基礎(chǔ)周圍表面松散,嚴(yán)重者使混凝土形成空洞。
對(duì)于混凝土或漿砌片石擴(kuò)大基礎(chǔ),主要缺陷是基礎(chǔ)松散破裂和基礎(chǔ)下沖空。
當(dāng)橋梁墩臺(tái)有傾斜、位移或在活載作用下墩頂位移較大時(shí),往往可能是基礎(chǔ)有病害,應(yīng)進(jìn)行挖探檢查:
1、在河床無水或淺水墩臺(tái),可設(shè)圍堰防水直接挖至基礎(chǔ)檢查;
2、對(duì)于流速不大的深水墩臺(tái),可用圍堰、封底進(jìn)行抽水進(jìn)行檢查。
另外還有激光探測(cè)和振動(dòng)檢查方法,可以用來檢查墩臺(tái)基礎(chǔ)中裂縫、斷裂、沖空等病害。
建立在天然地基上的淺基礎(chǔ)常見的病害有:埋置深度淺、易受沖刷而掏空;埋置深度不足,受凍害影響;地基不穩(wěn)定,易產(chǎn)生滑移或傾斜。
建立在巖石上的基礎(chǔ)常見的病害有:基礎(chǔ)置于風(fēng)化石層上,風(fēng)化部分未處理好,經(jīng)水流沖刷而掏空或懸空;受地震時(shí)的剪切作用,易產(chǎn)生裂縫。
人工地基基礎(chǔ)因處于軟弱地基上,在豎向荷載作用下壓實(shí)沉陷,使基礎(chǔ)下沉。
木樁基礎(chǔ),地下水位下降時(shí),樁身常腐蝕。
鋼筋混凝土打入樁基礎(chǔ):打樁時(shí),樁身受損壞;受水沖刷、浸蝕,產(chǎn)生空洞、剝落等;受船只或其它漂浮物的撞擊而損壞。
鉆挖孔樁基礎(chǔ)。施工時(shí)淤泥未完全清除,就灌注混凝土,而使形成后的基礎(chǔ)下沉;施工不當(dāng),或受水沖刷、浸蝕而產(chǎn)生空洞、剝落、鋼筋銹蝕等;灌注混凝土過程中發(fā)生塌孔而未作處理,樁身部分脫空;受外力撞擊而產(chǎn)生破壞。
管樁基礎(chǔ)。承載力不足而使基礎(chǔ)產(chǎn)生下沉。
沉井基礎(chǔ)。地基下沉?xí)r,基礎(chǔ)也產(chǎn)生一些下沉;基礎(chǔ)下沉不均時(shí),或橋臺(tái)臺(tái)背高填土受地基土側(cè)向流動(dòng)的影響時(shí),基礎(chǔ)產(chǎn)生滑移、傾斜;中間層為弱粘土層時(shí),由于附近施工挖基坑和填土等而變位,常使基礎(chǔ)變位;由于沖刷,沙層被沖走或由地震而使地基液化,使基礎(chǔ)變位。
總之,橋梁現(xiàn)場(chǎng)病害的發(fā)生不是一朝一夕可以完成的。而是由多種因素綜合影響的結(jié)果。一種病害的發(fā)生往往引起連鎖反應(yīng),其它病害也會(huì)隨之而來。因此,在對(duì)橋梁進(jìn)行養(yǎng)護(hù)管理時(shí),時(shí)常檢查,對(duì)出現(xiàn)的細(xì)微異?,F(xiàn)象引起注意,細(xì)致觀察,詳細(xì)記錄。不失是一種防微杜漸的好方法。