桥梁常见病害

一、桥梁基础病害;二、桥梁墩台病害;三、桥梁上部病害;四、桥面病害;五、桥头跳车;六、桥梁冻害.
桥梁常见病害
对基础要求：承载力、稳定性、冲刷、冻胀、不满足要求就会出现病害。

常用的三种桥梁基础，扩大基础(挖基)、打入桩、钻孔桩。

目前，随着施工机械的不断改进和施工工艺的不断进步，使桩基础在桥梁建设中的运用越来越普及。

钻孔灌注桩应用十分广泛，钻孔灌注桩系地下隐蔽工程，影响其质量的因素较多，而且控制难度较大，若忽视就可能产生质量问题和事故，造成经济损失和工期延误。

而桥梁在使用阶段的破坏很多来自桩基础的破坏，而桩基础的破坏很大一部分是由于断桩引起的。

桥梁墩台混凝土多有裂纹发生，因墩台一般不按结构计算配筋，对素混凝土只设构造筋，或防裂钢筋。

裂缝出现在U形侧墙斜方向，前墙竖直方向、水平方向、拐角处、墩帽处等都有。

裂缝原因主要是混凝土早期温缩、干缩裂缝，混凝土沉降裂缝、模板变形裂缝；荷载裂缝及地基沉降裂缝。

混凝土浇注后，在形成强度过程中，温度变化大，内部产生拉应力，在强度很低时就被拉裂；混凝土浇注后，水分很快失掉，如拆模过早，模板吸水或漏浆严重，混凝土泌水，水泥水化热高，凝结速度快，外界气候干燥等都容易造成混凝土开裂；混凝土浇注后在硬化过程中仍要沉降，如遇到钢筋、预埋件阻碍就会发生裂缝。

桥梁上部病害
桥梁是上部结构的主体，主要承载结构。

如病害严重，要加固处理，因此必须引
起重视。

其主要病害有：不同部位出现裂缝；混凝土强度不均匀；混凝土渗水；露钢筋及锈蚀；梁的拱度过大、过小（预应力过大、过小）；预应力孔道压浆不饱满，钢丝锈蚀；梁体冻裂等。

桥面病害
目前高速公路桥面铺装大多不够耐久，有的通车一、二年就破损不堪，对通行安全舒适十分不利，并会造成社会影响，因此，对高速公路桥面铺装要特别重视，改进设计，加强施工管理。

桥头沉陷病害
水泥混凝土桥面裂纹有纵横向裂纹、有龟裂、有表面微小裂纹，出现的原因多数是施工造成的非荷载裂纹，主要是混凝土过稀、空气湿度低、风天、气温变化大，防水剂或其它外掺剂拌和不均，钢筋网没有放好等所引起的。

预防办法是降低混凝土坍落度加、强浇注振捣、加强养护、覆盖养生、防晒防风、保持湿润。

桥头跳车
桥面钢筋间距不均、贴底，起不到应有的作用，如青洋河大桥事故就有钢筋的问题。

只要精心就会做好，找出一些控制方法。

设计上也要增加钢筋用量，减少间距，加密钢筋网。

桥梁养护的内容有很多，主要可归纳为以下几方面：
1、通过检查与检验，系统地掌握桥梁的技术状况，较早地发现缺陷、损坏等异常情况提出养护措施，保证行车安全，延长使用寿命。

2、掌握交通状况，取缔桥梁不正当使用及非法占用，严格管理超载车、特种车过桥，必须通过时采取防护、加固措施，以免桥梁损坏。

3、对可能发生台风、暴雨、暴雪、地震、火灾、流冰、洪水危害的桥，应作好
各种应急处理措施及防范措施，特大桥应设护桥机构。

4、对通过检验，需进行限载、限速或停止交通的桥梁，应及时办理审批手续并进行交通管制。

5、对桥梁各部分经常保养，对检查发现的缺陷、损坏处进行及时的维修，对检验不能维持原设计载重等级要求者，应有计划地进行维修加固。

6、建立和健全完整的桥梁技术档案。

桥梁养护工作内容的首要工作是对桥梁进行的各种检查及检验工作，了解桥梁的技术状况、掌握病害情况及其发展情况，是针对具体的桥梁提出具体养护措施的依据，各种小修、中修甚至大修及改造等应建立在对桥梁进行的各种详尽的检查检验。

2.1桥面系经调查发现,各旧桥桥面系及附属构造物均存在不同程度病害,主要有:桥面沥青层出现隆包、剥离,车辆直接作用于外露的混凝土梁(板);伸缩缝被泥沙填堵,缝两侧梁体被车辆撞损严重,或者梁体产生较大纵向位移,在桥台背墙处完全顶死;护栏出现滑移、断裂、脱落等。

2.1.1桥面铺装桥面铺装首先是调查桥面铺装的类型,然后调查铺装层存在的主要缺陷。

水泥混凝土铺装层的主要病害有:裂缝、剥落、坑洞、磨光等。

沥青铺装层的主要病害有:轻微裂缝(发状或条状)、严重裂缝(龟裂、纵、横裂缝)、坑槽、车辙、拥包、磨光和起皮等。

此外,沥青铺装层应保证足够的平整度和粗糙度,过分光滑雨天易使车辆打滑。

2.1.2伸缩缝伸缩缝设置于梁端构造较弱部位,因直接承受车辆的反复荷载,故最易遭受破坏。

本辖区内的小桥有50%以上是没有设置伸缩缝的,部分伸缩缝为填料式。

随着交通量的增大,载重车辆增多,伸缩缝的破坏逐渐增
多。

伸缩缝的损坏不仅妨碍车辆的行驶性能,而且会发展到引起结构本身的破坏,如桥面伸缩缝损坏后,使雨水向下渗漏从而影响梁体端部结构和造成支座锈蚀等破坏。

2.1.3桥面排水设施桥面排水设施及桥面铺装的缺陷,往往导致桥面积水,引起车辆滑移,导致交通事故。

桥面排水设施缺陷的检查最好在降雨和化雪季节进行。

桥面积水往往会通过桥面铺装的裂缝等缺陷影响桥梁主要承重结构构件的耐久性能。

由于桥面防水不良,除从梁跨中多处漏水外,还有大量的桥面雨水从桥边顺板梁边、梁底漫流或渗漏从而使不少边梁受损。

有的梁端被雨水浸蚀,导致混凝土粉化脱落。

检查中发现,所有简支梁的边梁,凡跨中有泄水管,而泄水管设置又不完善的边梁跨中下缘钢筋均被锈蚀,并沿钢筋出现混凝土胀裂、脱落、剥落。

桥面排水的泄水管太短,未能伸出梁底或管周防水不严,使桥面水沿梁体结构浸渗或尿檐,给桥梁结构主体造成了严重的损害。

使多处边梁混凝土剥落、钢筋锈蚀,降低了结构的强度。

2.2桥梁上部结构 2.2.1梁板梁板通常有混凝土开裂、剥离、断面破损、钢筋外漏及锈蚀、混凝土本身质量不足、异常变形、梁板湿接缝渗水、漏水等缺陷。

对于简支梁桥主要检查支点、L/4、3L/4及跨中截面是否有裂缝、蜂窝、麻面、空洞、露筋、剥落、游离石灰、缝隙夹层等现象。

2.2.1.1预制梁板简支板梁主要破损是板梁跨中断裂、梁端混凝土碎裂等。

最先破坏的部位都是由主车道开始,然后逐渐向外发展。

首先是板梁跨中的铰缝混凝土碎裂脱落,从跨中向两端逐渐延伸。

与此同时,铰缝处的裂缝反射到桥面铺装层上,使桥面铺装层的铰缝位置沿桥梁纵向出现裂缝。

继续发展则桥面铺装层混凝土碎裂,铺装层横向钢筋被行车荷载剪断。

横向联系是装配式混凝土简支梁桥的薄弱环节。

板梁间的横向联结功能丧失,使荷载无法横向分布,形成单板受力状态。

再往后发展,板梁跨中逐渐下沉,
挠度逐渐增大,直至断裂。

因此一旦出现单板受力状况,则桥梁承载能力将大幅度下降,危及桥梁的安全和寿命。

特别是有重车、超重车通行时非常危险。

根据简支板桥梁破坏规律,在进行检查时,应特别注意检查铰缝混凝土和桥面铺装层的状况。

当有裂缝出现时,注意观测其发展变化,一定要掌握其发展速度。

横向联系的丧失还伴随着板梁挠度的加大,在桥上可以看到主车道跨中部位有明显的凹陷。

板桥一旦出现单板受力情况,必须立即采取措施,尽快进行临时加固,保证人民财产和生命安全。

2.2.1.2整体现浇梁板几乎所有整体现浇实心板梁底板都出现通长或断续纵向裂缝,大部分裂缝宽度都小于0.20mm,但部分裂缝宽度最大值达1mm。

这种裂缝系由于板梁的横向宽度过大使得梁体实际上为双向受力的板结构,在路面荷载作用下产生了较大的横向弯矩,超过了梁体的横向抗弯能力,从而引起梁体出现纵向裂缝。

根据目前裂缝的性状看,大部分裂缝宽度尚未超过养护规范的规定值,且裂缝处未发现渗水等现象,说明裂缝尚未贯穿整个板梁的高度范围;而少部分裂缝宽度较大且裂缝处渗水、析出白色晶体。

裂缝将削弱断面的整体性,随着车辆荷载的不断作用,将使得纵向裂缝不断加深乃至贯穿整个截面,进而使得桥面顶部出现纵向裂缝等,引发桥面雨水的渗入,影响结构的耐久性等。

2.2.1.3支座由于油毡垫支座、板式橡胶支座构造简单、造价低廉、安装方便,被广泛用于各类公路桥梁中。

检查中发现有近30%桥梁存在支座病害,主要表现为支座变形开裂、脱空、填充砂浆裂缝、支座底板混凝土碎裂、支座垫石压坏、剥离、辊轴的偏移和下降、销子和辊轴的破坏、支座构件裂痕、螺母松动、带头螺栓固定螺栓的脱落、滑动面、滚动面锈死和支座垫板锈蚀等现象。

支座的检查内容包括简易垫层支座的油毡是否老化破裂;橡胶支座是否老化、变形,位置是否正确;滑动钢盆橡胶支座的固定螺栓有无剪断破坏,螺母
有无松动;钢板滑动支座和弧形支座是否干涩、锈蚀;摆式支座各部分相对位置是否正确,受力是否均匀,钢筋混凝土立柱是否损坏;活动支座是否灵活,实际位移是否正确、是否有对于滑动面、滚动面夹杂尘埃和异物,以及防水装置和排水装置等的缺陷而产生的漏水、溢水等。

造成支座病害的主要有如下几方面原因:①当静载与动载之和长期超过支座的抗压容许应力上限时,支座就会表现为永久性非弹性变形直至严重损坏。

②施工时,支撑垫石、梁体与支座结合部不平整或不水平,导致支座受力不均匀,使得应力集中部位过早破坏;③在桥梁安装梁体就位不准时,本应将梁体吊离,支座重新准确就位,而施工时只简单前后挪动预制梁体来纠偏,使得支座还未使用就受损。

④部分支座开裂是由于本身质量存在问题引起的。

⑤施工时支座底部未垫塞调平钢板或钢板厚度不够而引起支座脱空,也有些是由于主梁吊装时碰撞支座使其偏离设计位置引起的。

支座脱空造成梁体局部下沉、桥面破坏。

⑥支座垫板锈蚀主要是由于钢板表面防锈层破坏,导致钢板被腐蚀引起的。

2.3桥梁下部结构 2.3.1墩台身墩台的检查主要是墩台身缺陷及裂缝检查和墩台变位(沉降、位移、倾斜)的检查。

钢筋混凝土的墩台身比较常见的缺陷是混凝土的风化、掉角及船只碰撞造成的表面混凝土擦痕、混凝土的冻胀引起剥离、露筋、支座下混凝土局部承压而造成损坏;比较常见的裂缝形态是墩台身沿主筋方向的裂缝或沿箍筋方向的裂缝、盖梁上与主筋方向垂直的竖向或斜裂缝。

砖、石及混凝土的墩台身比较常见的缺陷是砌体的砌缝砂浆风化、大体积混凝土内部的空洞引起的破损等;比较常见的裂缝形态是墩台身的网状裂缝及竖向裂缝(沿墩台身高度方向发展延伸)。

检查中发现,40%桥梁台身存在竖向裂缝或横向裂缝,20%桥梁盖梁存在竖向裂缝,其中大部分裂缝宽度都小于0.20mm。

墩台身横向裂缝和较浅的竖向表面短细
裂缝一般是由于温差和混凝土收缩引起的,这种裂缝一般产生在墩台身中部,而且裂缝宽度呈中间大两头逐渐变小趋势;墩台身宽度较大的竖向深层裂缝是由于基础松软产生不均匀沉降所致,这种裂缝一般由墩台身最底部向上发展,裂缝宽度呈下头大上头逐渐变小趋势。

2.3.2盖梁盖梁较浅的竖向表面短细裂缝一般是由于温差和混凝土收缩引起的,这种裂缝呈中间大两头逐渐变小趋势;宽度较大的竖向深层裂缝是由于局部应力集中造成的竖向劈裂,这种裂缝一般由盖梁顶部向下发展,裂缝宽度呈上头大下头逐渐变小趋势。

盖梁最大拉应力位于桥墩顶处上缘,所以盖梁墩顶处上缘沿纵向裂缝与承受的作用力有关,为受力裂缝。

盖梁上缘其它部位拉应力处于较低的水平,因此此类裂缝不是受力裂缝,是由于温差和混凝土收缩引起的。

此外,在帽梁端头由于受雨水和大气的影响,使钢筋局部锈蚀,而使混凝土产生一些有规则和无规则裂缝,进而腐蚀粉化影响梁的使用寿命。

2.3.3翼墙检查发现,20%梁的翼墙存在竖向和斜向开裂。

翼墙产生的竖向裂缝一般为浅层表面裂缝,宽度小于0.2mm,应该是由于温差和混凝土收缩引起的。

翼墙产生的斜向裂缝大都从与背墙相交处开始,裂缝特征表现为:上头大,下头小,裂缝宽度一般都在0.10mm以上,这种裂缝主要是由于以下两种原因所致。

⑴桥台上部台背及翼墙结构均较薄弱,在支座处上部结构产生的偏心荷载、填土及行车荷载产生的侧向压力过大所致。

⑵由于主梁与台背翼墙之间的缝隙被顶死,从梁体上传递来的过大推力引起翼墙的剪切裂缝。

3 旧桥主要病害原因分析近年来检查发现桥梁的一些部位已有不同程度的损坏。

全市的桥梁80%是简支梁桥(包括拱板桥在内)。

这些桥梁损坏的部位、损坏的形式基本相同。

通过多年的桥梁养护发现,墩台基本没有发现失稳的现象、下部结构损坏较轻微、上部结构破损的程度最严重。

检查发现桥梁损坏主
要有以下几个方面:①桥面铺装层和伸缩缝损坏;②整体现浇板梁纵向开裂;③墩台身、盖梁和翼墙开裂;④支座病害。

根据对旧桥运营状况的调查可知,旧桥常见典型病害有以下几类: 3.1裂缝严重通常裂缝是钢筋混凝土桥梁及圬工桥梁中普遍存在的一种缺陷或主要的病害。

一般裂缝有两种类型:一种是由于桥梁结构的强度或刚度不足,在外荷载作用下产生的裂缝,有纵向裂缝和横向裂缝之分;另一种是由于施工质量不好而出现的裂缝。

根据调查结果显示,使用时间在三十年以上的旧桥,几乎绝大多数构件均出现不同程度开裂,裂缝分布范围较广,其宽度远远超过规范所规定的容许范围。

3.2碳化程度严重
所谓碳化是指气相的或水溶的CO2与混凝土中的碱性物质反应,使碱性物质转化为pH较低的碳酸盐CaCO3。

混凝土碳化结果是降低了混凝土的高碱性,导致钝化层(混凝土的高碱性使包裹在混凝土中的钢筋表面形成钝态氧化层)失稳甚至失效,引起钢筋锈蚀。

我们采用1%酚酞酒精溶液滴定测试,可得各被测试旧桥混凝土的碳化深度均在8mm以上,其中最大深度达12.6mm。

究其原因,可能是修建时混凝土配合比不合理,水灰比大,水泥用量少,空隙大,加之早期养护不足所致。

3.3施工质量差在过去施工时由于缺乏足够的实践经验,不注意施工质量,不按施工操作规程办事,加之施工组织和管理不善,不仅大幅增加了造价,而且造成了一定的工程事故和隐患。

桥的墩帽处发现大面积蜂窝,墩身气泡、麻面现象非常严重。

很显然这是由于当时施工中振捣不到位所致,且在竣工验收时没有按照有关规程办事,对此类明显存在的问题没有及时予以处理。

另外,在各旧桥中混凝土脱落、露筋等病害也时常可见,而裸露的钢筋又由于锈蚀膨胀,使钢筋与混凝土间的粘结作用破坏从而使结构物的承载能力整体下降。

3.4设计不合理或存在缺陷一方面由于过去所选桥型不尽合理,过去流行的桥型
在现阶段重交通情况下出现严重缺陷。

同时,在结构设计计算上的某些假定也是不尽完善和合理的。

另一方面,由于领导意识较强,在施工时任意改变设计,又未经计算,桥梁结构强度、刚度、耐久性和稳定性均无足够保证。

3.5混凝土质量差15%桥梁混凝土整体外观较差,主要表现为这几个方面:混凝土表面普遍粗糙、不平整,蜂窝、麻面、剥落、破损情况较多;保护层过薄,导致粗骨料及箍筋有外露现象;剥落、钢筋外露锈蚀且有水渍出现。

此类病害主要是由于混凝土施工质量差引起的,虽然短期内不会导致桥梁承载能力的降低,但对桥梁结构的耐久性影响较大。

表层混凝土剥落会导致内部钢筋锈蚀,继而引起钢筋混凝土更大面积的锈蚀开裂,长期作用会导致截面刚度降低、钢筋有效直径减小。

对于预应力混凝土桥梁,预应力筋锈蚀后果将更严重。

另外还有一些比较普遍的病害,主要发生在桥面系及其附属结构上,如桥面铺装层大面积破损、横向开裂;桥头搭板下沉跳车;泄水孔堵塞,导致排水不畅;伸缩缝钢板轻微锈蚀且缝内塞满砂土;锥坡开裂破损,杂草滋生等。

4 病害处理方法 4.1桥面铺装层处理凿除原桥面铺装,全部重新浇筑钢纤维混凝土(加筋),由于钢纤维混凝土抗拉强度较高,并设有较强的钢筋网,不仅耐磨,抗冲击,而且对挂梁的横向刚度有较大提高。

4.2支座病害处理橡胶支座的变形开裂将会影响桥梁的安全使用,建议对变形开裂比较严重的、老化失效的板式橡胶支座进行更换处理。

脱空的支座应及时纠正支座位置,并在底部垫塞钢板,使其达到设计状态。

垫板锈蚀的支座应及时更换锈蚀的钢板,使支座正常工作。

4.3混凝土裂缝病害处理
普通钢筋混凝土构件在工作时出现开裂是正常现象。

实践证明,当裂缝宽度超过一定宽度时(一般为0.25mm)对结构耐久性有一定影响,容易使钢筋锈蚀,减少钢筋面积,降低与混凝土的粘结力,进而降低桥梁的承载力,加快碳化剥落等病害。

为
避免钢筋锈蚀,影响结构的长期使用性能,建议及时进行裂缝修补。

一般裂缝的修补可采用表面封闭和压力灌浆修补法两种形式进行。

根据《公路桥涵养护规范》的要求和实际情况,对于裂缝宽度小于0.20mm浅而细的表面裂缝,可用环氧树脂浆液进行表面封闭;对于裂缝宽度大于0.20mm且较深的裂缝,可采用“壁可法”压力灌浆法修补。

对于现浇实心板梁底板纵向裂缝,宽度小于0.20mm 的裂缝,且条数较少时,用环氧树脂浆液进行表面封闭;裂缝宽度大于0.20mm较深的裂缝,且条数较多时,采用横向粘贴碳纤维布进行封闭。

4.4混凝土破损或剥落露筋病害处理根据《公路桥涵养护规范》的要求和实际情况,对于混凝土表面剥落、破损部位应先将松动的保护层凿去,并将钢筋锈迹清除,再喷射高标号水泥砂浆修补。

[1] 封闭――首先对边梁或板梁边缘(侧面)有裂缝部位,进行环氧树脂灌缝,如遇微细裂缝则用环氧树脂进行表面涂刷以封闭裂缝;防止水分进一步浸渗,以保证钢筋不被进一步锈蚀。

修补――凡混凝土脱落缺损者,均以高于原桥梁混凝土标号的环氧砂浆进行修补恢复原状。

加固――凡构件钢筋被锈蚀,混凝土已经开裂或剥落者,必须将开裂部位的混凝土剔除至混凝土密实部位,或露出混凝土内锈蚀钢筋,然后用化学阻锈剂对锈蚀钢筋表面进行反复除锈,达到光亮见新;除锈后,用高于原桥梁混凝土标号的阻锈砂浆对破损构件进行修补复原。

4.5墩台身裂缝病害处理在公路旧桥加固中,塞缝灌浆是综合处治的方法之一,用得比较普遍,特别对墩台身效果较好。

塞缝灌浆是把按一定比例配制的水泥(砂)浆、环氧树脂(砂)浆,通过喷浆机按一定压力灌入结构物缝隙内,起到填塞裂缝、避免钢筋锈蚀并提高结构整体强度的作用。

结构物一旦出现裂缝,其受力截面发生应力重分布,也就意味着受力有效截面变小,结构应力增大,承载能力降低。

塞缝灌浆是用胶结材料把结构的裂缝填满,使力的作用、传递尽可能恢
复到原状态。

塞缝灌浆一般用于处理桥梁上、下部结构裂缝,灌浆分为水泥浆、水泥砂浆、环氧树脂浆、环氧树脂、砂浆等。

水泥(砂)浆用于石砌墩、台和拱圈裂缝,由裂缝的大小来决定灌浆中是否掺砂,采用水泥(砂)浆造价低、效果好。

环氧树脂浆一般用于钢筋混凝土结构物,因为钢筋混凝土构件产生的裂缝较小,易灌满,粘结性好;环氧树脂砂浆多用于桥面裂缝。

塞缝灌浆的通常做法是:先用1:1水泥砂浆勾缝,勾缝时须预留直径约6～8mm的灌浆孔,孔距视裂缝宽度而定,缝宽处孔距为0.6～1.0m,缝小处孔距为0.4～0.6m待勾缝砂浆达到一定强度后即可灌浆。

钢筋混凝土梁的裂缝较小,用环氧树脂勾缝,凡大于0.2mm的裂缝都要留孔灌浆,孔距一般为0.25～0.30m,灌浆方法与灌水泥浆大致相同。

4.6上部结构改建在调查研究旧桥的基础上,经过技术、经济比较,采用充分利用原桥进行拼宽,利用桥台将拱式结构改为板式结构的加固方法,使其满足超限运输要求。

4.6.1利用原桥台改拱式结构为板式结构对于小跨径石拱桥,由于拱圈厚度不能满足超限运输要求或因地基较差发生不均匀沉降,致使拱圈开裂,降低承载能力,可采用此办法。

在确定加固方案时,当拱上填土较薄,不能满足拱上加板的要求,可采取拆除桥面铺装、石拱圈,并将原桥台起拱线以上部分的填土、侧墙拆除,然后加高桥台至设计标高,按超限荷载设计钢筋混凝土预制板的加固方法。

如果拱上填土高度能满足加钢筋混凝土板的要求,可不拆除石拱圈,钢筋混凝土预制板的板底距拱顶的净距要求不小于5cm。

4.6.2结构构件加强⑴加大截面加固法。

该方法可以用来提高构件的抗弯、抗压、抗剪、抗耐久等能力,同时也可以用来修复已经损伤的混凝土截面,提高其耐久性,可以广泛地用于各种构件的加固。

但是这种加固方法一般对原有构件的尺寸有一定程度的增加,使原有的使用建筑空间变小⑵外包钢加固法。

外包。